高考物理测电源电动势和内阻辅导讲义-精选教育文档

高考物理测电源电动势和内阻辅导讲义授课主题测电源电动势和内阻
教学目的1、掌握多用表
2、会求电源电动势和内阻
3、会计算功率
教学重难点多用表、电源电动势和内阻、功率
教学内容
本节知识点讲解
测电源电动势和内阻
1．伏安法：实验电路如图①
本实验用电压表和电流表同时测电压和电流，称为“伏安法”．但这里被测对象是电源，一般电源(如干电池)的内阻较小，与电流表内阻相差不大，而电压表的内阻远大于电源内阻，也远大于测量电路中的外电阻，所以为减小实验误差，本实验采用电流表外接法，而不能采用图②的电路．
误差分析
1．偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图像时描点不是很准确．
2．系统误差：系统误差来源于未计电压表分流，近似地将电流表的示数看作干路电流．实际上电流表的示数比干路电流略小．如果由实验得到的数据作出下图中实线(a)所示的图像，那么考虑到电压表的分流后，得到的U－I图像应是图中的虚线(b)，由此可见，按图所示的实验电路测出的电源电动势E测＜E真，电源内电阻r测＜r真．
说明①外电路短路时，电流表的示数(即干路电流的测量值)I测等于干路电流的真实值，所以图中(a)、(b)两图线交于短路电流处．②当路端电压(即电压表示数)为U1时，由于电流表示数I1测小于干路电流I1真，所
以(a)、(b)两图线出现了图所示的差异． 注意事项
1．电流表要与变阻器靠近，即电压表直接测量电源的路端电压． 2．选用内阻适当大一些的电压表．
3．两表应选择合适的量程，使测量时指针偏转角大些，以减小读数的相对误差． 4．尽量多测几组U 、I 数据(一般不少于6组)，且数据变化范围要大些．
5．做U －I 图像时，让尽可能多的点落在直线上，不落在直线上的点均匀分布在直线两侧． 典型例题：某同学用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻，实验采用的电路如图21-1所示。

（1）下列给出的器材中，应该选用 （填代号） A ．待测干电池（2节串联，电动势约3V ）； B ．电流表（量程0~3A ，内阻0.025Ω） C ．电流表（量程0~0.6A ，内阻0.125Ω） D ．电压表（量程0~3V ，内阻3k Ω） E ．电压表（量程0~15V ，内阻15k Ω） F ．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A ） G ．滑动变阻器（0~2019Ω，额定电流0.3A ） H ．开关、导线。

（2）图21－2给出了做实验所需要的各种仪器。

请你按电路图把它们连成实验电路。

（3）连好电路，闭合开关后，该同学发现电流表和电压表都没有示数。

则下列判断正确的是 A ．可能是导线ab 断路 B ．可能是导线bc 断路 C ．可能是导线de 断路 D ．可能是导线gh 断路
A
V
R l
a b
c d e f
g
h i j
k
图21-1
+
－
图21－2
图
I /A U /V 0.0
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
2.00
2.50
1.50
（4）该同学处理完电路故障后进行实验。

记录了5组数据，并根据这些数据在坐标图中画出U-I图线，如图21-3所示。

根据图线求出两节干电池串联的电动势E=______V，内阻r=______Ω。

（1）ACDFH（4分）（2）略（4分）
（3）A（4分）（4）2.75 约1.90 （6分）
变式训练：1．为了测定一节干电池的电动势和内阻，在下图给出的两种实验电路图，由于一般电池的内阻较小(比电压表的内阻小得多，与电流表的内阻相差不多)．所以为使测量结果比较准确，应选用__________图所示的电路．
若实验台上备有下列实验器材：
A．电流表(0～0.6 A)
B．电流表(0～3 A)
C．电压表(0～3 V)
D．电压表(0～15 V)
E．滑动变阻器(1750 Ω，0.3 A)
F．滑动变阻器(10 Ω，2 A)
G．开关
H．导线
应该选用的器材是________________．(填字母代号)
解析通过电池的电流不能太大(1 A以下)，故选A，由电源电动势可以知道选C；滑动变阻器E电流太小，电阻太大，使用不方便，故选F.
答案甲A、C、F、G、H
课堂小结：
2．用电阻箱和电流表测定
如图③，改变电阻箱的阻值，记录R和I，应用E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，求得E和r.
典型例题：听说水果也能做电池，某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电池．他们猜想水果电池内阻可能较大，从而设计了一个如图所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内电阻．实验中他们多次改变电阻箱的电阻值，
记录下电阻箱的阻值及相应的电流计示数，并算出电流的倒数，将数据填在如下的表格中．
（1）利用图像法处理数据可以减小实验误差．在讨论作图方案时，甲同学认为应作R-I 图，而乙同学认为应
该作I
R 1
-
图，你认为哪个同学的想法更科学？____（填“甲”或“乙”），其简单理由是： ． （2）按照（1）中你选择的方案，在给出的坐标纸上作出图象．
（3）利用你作出的图象，可求出该柠檬电池的电动势为 V ，内阻为 Ω． （4）完成实验后，该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因是：
．
（1）乙同学（1分）； 画出的I
R 1
-
图线是一条直线，容易求出电池的电动势和内电阻（2分） （2）如下图所示（3分）
（3）0.75~1.2 （2分）；9000~11000（2分） （4）电源内阻过大（2分） 课堂小结：
3．用电阻箱和电压表测定
如图④改变电阻箱的阻值，记录R 和U ，应用
⎧
E ＝U1＋U1R1
r ，
外电阻R （Ω）
电流 I （mA ）
电流倒数
I
1(mA -1)
9000 0.0502 19.92 8000 0.0528 18.93 6000 0.0594 16.84 5000 0.0633 15.80 4000 0.0680
14.71
1/1
-mA I
R ×103/Ω
5
10 -10
-5 5 10 15 20。