2019届高考物理课标通用一轮复习课件：第八章 实验十 测定电源的电动势和内阻 精品

中(①标2图)U1根系① 像＝据③ 中为U1Er闭＝图·UR一R1合＋＝E像r条·电ER1为E11直＋路·一R线E欧＋1条；，②姆E直r以U，定线＝U1以律。为E写UR－纵为出UR坐r纵关标坐于，标R③R和1，UR为U＝R横的为E1坐函R横＋数标坐E关，r标系在，式直在，角直如坐角下标坐：系
[集训冲关] 1．(2017·天津高考)某探究性学习小组利用如图所
(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：
U(V) I(A)
1.45 1.36 1.27 1.16 1.06 0.12 0.20 0.28 0.36 0.44
请根据表中的数据，在下面的方格纸上作出U-I图线。 [中2解1图.考数作析线查据图]与坐作描时图 纵标纵点和轴系坐作数交选标出据点起择的处为点合U理为1适-能.I61图的1.力0线0标VV如，度。图故，所E根＝示据1。表.61 ①2V在通，电过由源图图的线线U获的-I取图斜信线率息中和Δ，ΔU处I若理＝两数1坐.2据标4。知轴，均电从零池
(2)排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变 阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图 像如图。由I1-I2图像得到电池的电动势E＝________V，内阻 r＝________Ω。
解析：(1)良好的同一根导线上任何两点都不会存在电势差，若一根
导线两端有电势差，则导线断开。a、b′间的电压不为零，说明a、
a′或b、b′间有一处导线断开，若a、a′间电压不为零，说明aa′
导线断开；若a、a′间电压为零，则一定是bb′导线断开。
(2)法一：将电流表A1和R1串联当成电压表使用，电压测量值U＝I1
(r1＋R1)，根据闭合电路欧姆定律有I1(r1＋R1)＝E－I2(r＋R0)，整理
得I1＝
E r1＋R1
－
r＋R0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱr1＋R1
实验十 测定电源的电动势和内阻
一、实验目的 1．测定电源的电动势和内阻。 2．加深对闭合电路欧姆定律的理解。 二、实验器材
_电__池__、电压表、 电流表 、滑动变阻器、开关、导线、坐 标纸和刻度尺。
突破点(一) 实验原理与操作
[例1] (2015·天津高考)用电流表和电压表测定由三节干电池串联 组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 Ω)的电动势和内电阻，除待 测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：
[答案] (2)U-I图线如图所示
1.61(1.59～1.63均可)
1.24(1.22～1.26均可)
(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量 期间一直保持电路闭合。其实，从实验误差考虑，这样的操作 不妥，因为______________________________。
3．考查实验误差的分析 (1[解)本析实] 验长系时统间误保差持产电生路的闭原合因，有电：池会发热，电池内阻会
示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流 表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为 了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω的电阻。 (1)按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线 中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部 是断开的，将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、 b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为 零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是 ________导线断开。
解析：(1)电路中电压表的内阻越大分流越小，实验误差越小， 故选内阻大的电压表，故电压表选A。回路中电流的最大值Imax ＝R1＋R2E＋r＋rA≈158 mA，故电流表选C。 (2)当电压表示数变大时，说明外电路电阻变大，即滑片从左向右滑 动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，对于A、B两选项，在滑 片移动的过程中回路电阻不变，选项C中滑片向右移动时回路电阻 变大，选项D中，滑片向右移动时回路电阻变小，故选项C正确。 (3)根据闭合电路欧姆定律，得E＝U＋I(R2＋r)，即U＝E－I (R2＋r)，所以k＝R2＋r，所以r＝k－R2，横截距为U＝0时，I＝ a，即0＝E－ak，所以E＝ak。 答案：(1)A C (2)C (3)ak k－R2
A．电流表：量程0.6 A，内电阻约1 Ω B．电流表：量程3 A，内电阻约0.2 Ω C．电压表：量程3 V，内电阻约30 kΩ D．电压表：量程6 V，内电阻约60 kΩ E．滑动变阻器：0～1 000 Ω，额定电流0.5 A F．滑动变阻器：0～20 Ω，额定电流2 A
(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用___A___，电压表应选 用__D___，滑动变阻器应选用__F___(均填仪器的字母代号)。
I2，由题图可知，纵轴截距b＝0.14×10－3
A＝
E r1＋R1
，所以电动势E＝0.14×10－3×(1×103＋9×103)V＝1.4
V，斜
率的绝对值表示rr1＋＋RR01，即|k|＝0.142－600.05＝rr1＋＋RR01，解得r≈0.5 Ω。
法二：在给出的图像中取两个点，读数分别为 I1＝0.12 mA、I2＝60 mA， I1′＝0.07 mA、I2′＝200 mA。 据闭合电路欧姆定律知： E＝(I1＋I2)(R0＋r)＋I1(r1＋R1)，将上述两组数据代入可得： 电动势E≈1.4 V，内阻r≈0.57 Ω。 答案：(1)aa′ bb′ (2)1.4(1.36～1.44均可) 0.5(0.4～0.6均可)
2[.解考查析实] 验(1器)因材三的选节取干电池的电动势约为4.5 V，故电压表应选 1D12.考；根 根据 据查因电 电实干池 路验电组 中原池的 的理放电 最电动 大电势 电流选 流不电 选宜压 电超表 流。 表过。0.如5 果A要，求故测电量流结表果应尽量选准A；确，由 一 电3般滑池压选动组表择变的和小阻内电量器阻流程限很表的流小的。时，测，电应量选流范最表围大应可值外知比接滑被。动测变电阻阻器稍选微大用一F即些可的。。
回答下列问题： (1)电压表最好选用________；电流表最好选用______。 A．电压表(0～3 V，内阻约15 kΩ) B．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ) C．电流表(0～200 mA，内阻约2 Ω) D．电流表(0～30 mA，内阻约2 Ω)
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两 导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________。 A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱 B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱 C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线 接在电阻丝左端接线柱 D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线 接在电阻丝右端接线柱 (3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达 式，E＝______，r＝________，代入数值可得E和r的测量值。
发生①变电化压，表干的电分池流长；时间放电，也会引起电动势变化，导致 实验②误通差电增时大间。过长可能引起电阻值变化。
([2答)偶案然]通误电差时产间生较的长原会因使有干：电池的电动势和内阻发生变 化，①导电致表实的验读误数差；增大
②作图。
[集训冲关]
3．(2018·贵州八校联考)小明在做测量电源电动势和内阻的实验， 已知干电池的电动势约为1.5 V，内阻约为0.3 Ω；电压表V(0～3 V，内阻约为3 kΩ)；电流表A(0～0.6 A，内阻为0.80 Ω)；滑动 变阻器R(最大阻值10 Ω)。 (1)为了更准确地测出电源电动势和内阻。请在给出的虚线框中 画出实验电路图。在实验中测得多组电压和电流值，得到如图 所示的U-I图线，由图可得出该电源电动势E＝________ V，内 阻r＝________ Ω。(结果保留两位小数)
4．(2015·四川高考)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻 值Rx。已知电池的电动势约6 V，电池内阻和待测电阻阻 值都为数十欧。可选用的实验器材有： 电流表A1(量程0～30 mA)； 电流表A2(量程0～100 mA)； 电压表V(量程0～6 V)； 滑动变阻器R1(阻值0～5 Ω)； 滑动变阻器R2(阻值0～300 Ω)； 开关S一个，导线若干条。
(2)请结合你设计的电路图和U-I图线对实验结果进行误差分析。
解析：(1)因电流表的内阻是已知的，故可采用 电流表外接电路。由题图可知E＝1.50 V，r＝ ΔΔUI －rA＝1.500－.501.00 Ω－0.80 Ω＝0.20 Ω。 (2)根据闭合电路欧姆定律可得U1＋I1(r＋rA)＝U2＋I2(r＋rA)， 而电流表的内阻rA为已知，所以本实验结果不存在电路图引起 的系统误差；但在电压表、电流表读数，描点、连线及利用图 像进行数据处理时会存在偶然误差。 答案：(1)图见解析 1.50 0.20 (2)见解析
(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路。为了使测量误 差尽可能小，还需在电路中用导线将__a___和__d___相连、___c__ 和__g__相连、___f__和__h__相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。
[解析] (2)本实验的实验电路如图 甲所示。所以还需要用导线将a 与d相连，c与g相连，f与h相连。
3.考查实物图连线 1总的原则为：先串联后并联。 2注意电表和电源的正负极。
(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器
中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实
验。实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用
图像法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是
突破点(二) 数据处理和误差分析
[例2] (2015·江苏高考)小明利用如图所示的实验装置测量 一干电池的电动势和内阻。
(1)图中电流表的示数为___0_.4_4___A。 1．考查电流表的读数 (1)电[解流析表] 选电用流的表量选程用为量0.程6 A为，0～最0小.6分A度，值分为度0值.0为2 0A.0，2不A，需要 则估其读读到数下为一0.4位4。A。 (2)读数规则：0.4 A＋2×0.02 A＝0.44 A。