高考物理总复习第七章恒定电流实验9测定电源的电动势和内阻

恒定电流第七章试验九测定电源电动势和内阻1/28考纲要求考情分析命题趋势测定电源电动势和内阻·四川卷，8·天津卷，9(3)·江苏卷，10·全国卷Ⅰ，23·浙江卷，22高考对本试验考查主要侧重于以下四个方面；1.试验原理了解；2.试验电路设计(试验电路补充连线)，3.试验数据处理(尤其是结合解析式分析图象)，4.试验误差分析2/28知识梳理·扎实基础关键考点·分层突破对应演练·迁移利用栏目导航3/28一、试验目标1．用电流表和电压表测定电源电动势和内阻．2．深入加深对闭合电路欧姆定律了解．3．深入熟练掌握电压表和电流表使用方法．二、试验原理1．试验依据：闭合电路欧姆定律．2．试验电路：如图所表示．知识梳理·扎实基础4/285/28三、试验器材电源，电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干、坐标纸．四、试验步骤1．按如图所表示电路图连接电路，电流表量程取0～0.6A，电压表量程取0～3V，将滑动变阻器调到有效电阻最大处(图中左端)．6/282．检验电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片位置，使电流表有显著示数，记下一组(I，U)值．3．改变滑动变阻器滑片位置，用一样方法，再测出五组(I，U)数值．然后断开开关，整理好仪器．4．建立坐标系、描点．纵轴表示电压，横轴表示电流，取适当标度，使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上，必要时纵坐标能够不从零开始取值．5．依据描出坐标点作出U－I图象，并延长与两坐标轴相交．7/288/28五、数据处理本试验中数据处理方法，一是联立方程求解公式法，二是描点画图法．方法一取六组对应U、I数据，数据满足关系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r、…让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这么解得三组E、r取其平均值作为电池电动势E和内阻r大小．9/28六、误差分析1．由读数不准和电表线性不良引发误差．2．用图象法求E和r时，因为作图不准确造成误差．3．测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引发E、r改变．4．电压表和电流表内阻影响造成误差．七、注意事项1．为了使电源路端电压改变显著，电源内阻宜大些(选取已使用过一段时间干电池)．2．要测出不少于6组(I，U)数据，且改变范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值．10/283．画U－I图线时，因为读数偶然误差，描出点不在一条直线上，在作图时应使直线经过尽可能多点，并使不在直线上点均匀分布在直线两侧，个别偏离直线太远点可舍去．这么就可使偶然误差得到部分抵消，从而提升准确度．4．因为干电池内阻较小，路端电压U改变也较小，这时画U－I图线时，纵轴刻度能够不从零开始，而是依据测得数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)．但这时图线和横轴交点不再是短路电流，而图线与纵轴截距仍为电源电动势，图线斜率绝对值仍为内电阻．11/28考点1试验电路和试验器材选取[例1](·北京卷)利用电流表和电压表测定一节干电池电动势和内电阻．要求尽可能减小试验误差．(1)应该选择试验电路是下列图中________(选填“甲”或“乙”)．关键考点·分层突破乙12/28(2)现有电流表(0－0.6A)、开关和导线若干，以及以下器材：A．电压表(0～15V)B．电压表(0～3V)C．滑动变阻器(0～50Ω)D．滑动变阻器(0～500Ω)试验中电压表应选取________；滑动变阻器应选取________；(选填对应器材前字母)BC13/28(3)某位同学统计6组数据以下表所表示，其中5组数据对应点已经标在图丙坐标纸上，请标出余下一组数据对应点，并画出U－I图线.序号123456电压U/V1.451.401.301.251.201.10电流I/A0.0600.1200.2400.26003600.48014/28(4)依据(3)中所画图线可得出于电池电动势E＝________________V，内电阻r＝_______________Ω.(5)试验中，伴随滑动变阻器滑片移动，电压表示数U及干电池输出功率P都会发生改变．图丁各示意图中正确反应P－U关系是_______．1.50(1.49～1.51)0.83(0.81～0.85)C15/28解析：(1)因为干电池内电阻很小，与电流表内阻相差不大，若选甲图，则测量值为电源内阻与电流表内阻之和，误差较大，故选乙图．(2)干电池电压普通为1.5V左右，为减小误差，选择量程与之靠近3V电压表：试验中，滑动变阻器为限流接法，电源内阻普通为几欧姆，应选择最大阻值为50Ω滑动变阻器．(3)依据数据点排列趋势，可知图线为直线，且第三个点误差较大，应该舍去.画图时，应使数据点尽可能均匀分布在所画直线两边且尽可能靠近所画直线．(见答案图)．16/2817/28考点2数据处理和误差分析[例2](·江苏卷)小明利用如图所表示试验装置测量一干电池电动势和内阻．(1)图中电流表示数为________A．0.4418/28(2)调整滑动变阻器，电压表和电流表示数统计以下：请依据表中数据，在坐标纸上作出U－I图线．U/(V)1.451.351.271.161.06I/(A)0.120.200.280.360.4419/28由图线求得：电动势E＝________________________V；内阻r＝_______________________Ω.(3)试验时，小明进行了屡次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合．其实，从试验误差考虑，这么操作不妥，因为______________________________________________________________________________________________________________．1.61(1.59～1.63都算对)1.24(1.22～1.26都算对)长时间保持电路闭合，电池会发烧，电池内阻会发生改变，干电池长时间放电，也会引发电动势改变，造成实验误差增大20/2821/28考点3试验改进与创新测电源电动势和内电阻其它几个方法：1．用一个电流表和电阻箱测量，电路如图所表示，测量原理为E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r，此种方法使测得电动势无偏差，但内阻偏大．22/2823/28[例3](·安徽卷)某同学为了测量一节电池电动势和内阻，从试验室找到以下器材：一个满偏电流为100μA、内阻为2500Ω表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9Ω)和若干导线．(1)因为表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为0～50mA电流表，则应将表头与电阻箱________

(选填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为_______Ω.并联5.024/28(2)接着该同学用改装电流表对电池电动势及内阻进行测量，试验电路如图甲所表示，经过改变电阻R测对应电流I，且作相关计算后一并统计以下表.123456R/Ω93.075.055.045.035.025.0I/mA15.018.724.829.536.048.0IR/V1.421.401.361.331.261.2025/28①依据表中数据，图中已描绘出四个点，请将第5,6两组数据也描绘在图乙中，并画出IR－I图线．②依据图线可得电池电动势E是________V，内阻r是________Ω.

1.532.026/28解析：(1)电表改装为大量程电流表