（江蘇專用）202x版高考物理新增分大一輪復(fù)習(xí) 第七章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)八 測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

1、大一輪復(fù)習(xí)講義,實(shí)驗(yàn)八測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,第七章恒定電流,NEIRONGSUOYIN,內(nèi)容索引,過(guò)好雙基關(guān),研透命題點(diǎn),隨堂測(cè)試,回扣基礎(chǔ)知識(shí) 訓(xùn)練基礎(chǔ)題目,細(xì)研考綱和真題 分析突破命題點(diǎn),隨堂檢測(cè) 檢測(cè)課堂學(xué)習(xí)效果,過(guò)好雙基關(guān),1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻. 2.實(shí)驗(yàn)原理 (1)用電壓表、電流表、可變電阻(如滑動(dòng)變阻器)測(cè)量.測(cè)出兩組U、I值，就能算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻. 原理公式： . 圖1甲適合測(cè)量?jī)?nèi)阻較小的電池； 圖乙適合測(cè)量?jī)?nèi)阻較大的電池(如 水果電池,EUIr,圖1,2)用電流表、電阻箱測(cè)量.如圖2甲所示，測(cè)出兩組I、R值，就能算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻. 原理公式：,EI(Rr,3)

2、用電壓表、電阻箱測(cè)量.如圖乙所示，測(cè)出兩組U、R值，就能算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻. 原理公式：,圖2,3.實(shí)驗(yàn)器材 電池(待測(cè)電源)，電壓表，電流表，滑動(dòng)變阻器，開關(guān)，導(dǎo)線，坐標(biāo)紙. 4.實(shí)驗(yàn)步驟 (1)確定電流表、電壓表的量程，按照電路原理圖把器材連接好. (2)把滑動(dòng)變阻器滑片移到電阻 的一端. (3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電壓表和電流表的讀數(shù)，用同樣方法測(cè)量并記錄幾組 、 值. (4)斷開開關(guān)，整理好器材. (5)在坐標(biāo)紙上作 圖線，求出E、r,最大,電壓,電流,UI,5.數(shù)據(jù)處理 (1)公式法：原則上，利用兩組U、I數(shù)據(jù)，根據(jù)公式EUIr，便可得到E、r，但這樣

3、誤差較大，為減小誤差，可測(cè)多次求平均值. (2)圖象法：將多組U、I數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)紙上，利用圖線求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻. 圖線的縱坐標(biāo)是路端電壓，橫坐標(biāo)是干路電流，根據(jù)UEIr，圖線是傾斜的直線. 電阻的伏安特性曲線中，U與I成正比，前提是R保持不變，而這里的UI圖線中，E、r不變，外電阻R改變，正是R的變化，導(dǎo)致I和U的變化. 實(shí)驗(yàn)中至少得到5組以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫在坐標(biāo)紙上擬合出一條直線.要使多數(shù)點(diǎn)落在直線上，且分布在直線兩側(cè)的點(diǎn)個(gè)數(shù)大致相等，個(gè)別偏離太遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去,將圖線延長(zhǎng)，縱軸截距點(diǎn)意味著斷路情況，它的數(shù)值就等于 .橫軸截距點(diǎn)(路端電壓U0)意味著短路情況，它的數(shù)值就等于 . 特別提醒(1)兩個(gè)

4、截距點(diǎn)均是無(wú)法用實(shí)驗(yàn)實(shí)際測(cè)到的，是利用得到的圖線向兩側(cè)合理外推得到的. (2)由于r一般很小，得到的圖線斜率的絕對(duì)值就較小.為了使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，可以將縱軸的坐標(biāo)不從零開始，計(jì)算r時(shí)選取直線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求得,電動(dòng)勢(shì),短路電流,6.注意事項(xiàng) (1)實(shí)驗(yàn)電路圖：一般電源內(nèi)阻較小，電流表和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后與電壓表并聯(lián). (2)電流表一般選00.6 A擋，電壓表一般選03 V擋. (3)電流不能過(guò)大，一般小于0.5 A. (4)由于電池內(nèi)阻一般較小，為使電壓表讀數(shù)有明顯變化，可采用內(nèi)阻較大的舊電池，或給電池串聯(lián)一個(gè)定值電阻R0，測(cè)出等效內(nèi)阻后再減掉R0即可,研透命題點(diǎn),例1(2018揚(yáng)州市一模)利用

5、如圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量?jī)晒?jié)干電池組成的電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻. (1)請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫線代替導(dǎo)線完成電路連接,命題點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn),圖3,答案見解析圖,解析測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，電流表應(yīng)相對(duì)電源外接，實(shí)物連接圖如圖甲所示,2)在實(shí)驗(yàn)操作正確的情況下測(cè)得數(shù)據(jù)記錄在下表中，請(qǐng)?jiān)趫D4中作出UI圖象,解析在UI坐標(biāo)系內(nèi)，描點(diǎn)連線，如圖乙所示,圖4,答案見解析圖,3)根據(jù)UI圖象，可得該電池組的電動(dòng)勢(shì)E_V，內(nèi)電阻r_.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字,3.0,解析由UEIr可知，圖象在縱軸的截距等于電源電動(dòng)勢(shì)，斜率的絕對(duì)值等于內(nèi)阻.故E3.0 V，r1.0,1.0,4)本實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差，原因是_(選填“電壓

6、表分流”或“電流表分壓”前面的序號(hào))，由此造成電源內(nèi)阻測(cè)量值_(選填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值,解析本實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差，原因是電壓表分流，使得電流表示數(shù)小于干路電流；外電路短路時(shí)，電壓表分流為零，實(shí)際電流等于電流表電流，電壓越大，電壓表分流越多，實(shí)際電流大于電流表電流越多，圖象斜率的絕對(duì)值將越大，因此電源內(nèi)阻測(cè)量值小于真實(shí)值,小于,變式(2018蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))在“測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)根據(jù)圖5甲電路進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn),圖5,1)根據(jù)圖甲電路，在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接,解析測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，電流表采用內(nèi)接法，滑動(dòng)變阻器采用限流式接法，實(shí)物連線如

7、圖,答案見解析圖,2)實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)操作正確，記錄下幾組電壓表和電流表的示數(shù)，并在坐標(biāo)系內(nèi)作出電壓表示數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I的圖象，如圖6(a)所示.由圖象可測(cè)得E測(cè)和r測(cè)，則E測(cè)_E真，r測(cè)_r真(均選填“”“”或“”,解析當(dāng)采用電流表內(nèi)接法時(shí)，誤差原因?yàn)殡妷罕矸至鲗?dǎo)致電流表測(cè)量的總電流偏小，可把電壓表與電源看成一個(gè)等效電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知E測(cè) E真，r測(cè) r真，即電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均小于真實(shí)值,圖6,3)為了減小系統(tǒng)誤差，同學(xué)們又根據(jù)圖(b)電路進(jìn)行測(cè)量.同樣作出UI圖象，如圖(c)所示.經(jīng)過(guò)討論發(fā)現(xiàn)，利用圖(a)和圖(c)可以消除系統(tǒng)誤差得出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的真實(shí)值，則E真

8、_，r真_,UB,解析當(dāng)采用電流表外接法時(shí)，誤差原因?yàn)殡娏鞅矸謮簩?dǎo)致電壓表測(cè)量外電壓偏小，可把電流表與電源看成一個(gè)等效電源，E測(cè)E真，r測(cè)r真RAr真，綜合兩種接法的誤差可知電流表的外接法電動(dòng)勢(shì)是準(zhǔn)確的，E真UB，而電流表內(nèi)接法時(shí)若電壓表示數(shù)為零，代表外電路短路，由題圖(a)可知真實(shí)的短路電流為IA ，可得r真,命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)的拓展與創(chuàng)新,例2(2018南京市三模)利用電壓表和電阻箱可以測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，某同學(xué)找到了如下的器材：電池組(電動(dòng)勢(shì)約為6.0 V，內(nèi)阻約為1 )，靈敏電流計(jì)G(滿偏電流Ig100 A，內(nèi)阻Rg100 )，定值電阻R1(R11 )，定值電阻R2(R259.9 k)

9、，變阻箱R3(阻值范圍09.9 可調(diào))，開關(guān)、導(dǎo)線若干.該同學(xué)發(fā)現(xiàn)還需要一個(gè)合適的電壓表，于是把靈敏電流計(jì)G改裝成電壓表. (1)將靈敏電流計(jì)G表改裝成量程為6 V的電壓表，需將G表與_(選填“R1”“R2”或“R3”)串聯(lián),R2,2)為了準(zhǔn)確地測(cè)量出電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，請(qǐng)?jiān)趫D7甲虛線框中把實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)充完整，并在對(duì)應(yīng)的電阻旁邊標(biāo)上R1、R2或R3，如果為變阻箱，請(qǐng)補(bǔ)充完整其符號(hào)， 為改裝后的電壓表,圖7,答案如圖所示,3)某次測(cè)量，電壓表示數(shù)如圖乙，其讀數(shù)為_ V. (4)經(jīng)過(guò)多次測(cè)量，得出圖丙所示的圖象，由圖可求得該電池組的電動(dòng)勢(shì)為_ V，內(nèi)阻為_ (結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字,4.4,5

10、.0,1.5,例3(2018江蘇單科10)一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻. (1)如圖8所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路.請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處_；_,圖8,開關(guān)未斷開,解析在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，連接電路時(shí)應(yīng)將開關(guān)斷開，電阻箱的阻值調(diào)為最大，確保實(shí)驗(yàn)儀器、儀表的安全,電阻箱阻值為零,2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計(jì)算的 數(shù)據(jù)見下表,根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖9的方格紙上作出R 關(guān)系圖象. 由圖象可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢(shì)為_ _V；內(nèi)阻為_,圖9,1.34(1.30,1.2(1.01.4都算對(duì),1.44都算對(duì),答案見解析圖,解析根據(jù)閉合電路歐姆定

11、律，得 EI(Rr,描點(diǎn)連線后圖象如圖所示. 根據(jù)圖象可知r1.2 . 圖象的斜率為電動(dòng)勢(shì)E,3)為了得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為 100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端.調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時(shí)，電壓表的指針位置如圖10所示，則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為_ _V；內(nèi)阻應(yīng)為_,圖10,1.34結(jié)果與(2,1.0結(jié)果比(2)問(wèn)第二個(gè)空格小0.2,問(wèn)第一個(gè)空格一致,解析根據(jù)歐姆定律，得電流表的內(nèi)阻,該干電池的內(nèi)阻應(yīng)為rrrA1.0,例4(2018揚(yáng)州中學(xué)5月模擬)在“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室僅提供下列實(shí)驗(yàn)器材： A.兩節(jié)舊干電池，每節(jié)電動(dòng)勢(shì)約

12、1.5 V B.直流電壓表Vl、V2，量程均為03 V，內(nèi)阻約3 k C.電流表，量程00.6 A，內(nèi)阻小于1 D.定值電阻R0，阻值2 E.滑動(dòng)變阻器R，最大阻值15 F.導(dǎo)線和開關(guān)若干 如圖11所示，連接實(shí)驗(yàn)電路圖,圖11,1)根據(jù)圖中電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得多組U、I數(shù)據(jù)，作出UI圖象，測(cè)出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的值均_(選填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值，其產(chǎn)生誤差的原因是_.(選填“電壓表分流”或“電流表分壓”,小于,電壓表分流,2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于電流表發(fā)生了故障，某同學(xué)又設(shè)計(jì)了圖12所示的電路測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，記錄V1和V2的值如下表所示，用測(cè)出的數(shù)據(jù)在

13、圖13中繪出U2U1圖線,圖12,圖13,答案如圖所示,3)由圖線可得被測(cè)電池組的電動(dòng)勢(shì)E_ V，內(nèi)阻r_ _ .(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字,2.8(2.63.0,3.0(2.9,3.1,隨堂測(cè)試,1.(2018無(wú)錫市高三期末)在做“測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中， (1)先用多用電表粗測(cè)了干電池的電動(dòng)勢(shì).如圖14所示是測(cè)量時(shí)選擇開關(guān)與表頭指針?biāo)幍奈恢茫瑒t該電池的電動(dòng)勢(shì)為_ V，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)將選擇開關(guān)撥到圖中的_擋位(選填A(yù)、B、C或D,1,2,3,圖14,4,1.48(1.461.49,A,2)設(shè)計(jì)如圖15電路進(jìn)行測(cè)量.在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器的滑片由M端向N端逐漸滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)逐漸增大，

14、電壓表的示數(shù)接近1.5 V并且?guī)缀醪蛔?，?dāng)滑片臨近N時(shí)，電壓表示數(shù)急劇變化.出現(xiàn)這種問(wèn)題，應(yīng)更換一個(gè)總阻值比原來(lái)_(選填“大”或“小”)的滑動(dòng)變阻器,1,2,3,圖15,4,小,3)更換(2)中滑動(dòng)變阻器后，記錄分布均勻的8組電流表示數(shù)(I)以及電壓表示數(shù)(U)，在數(shù)據(jù)處理軟件中，以U為縱軸，以I為橫軸，經(jīng)擬合得到直線U1.487 51.502 5I，則電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值是_ V，內(nèi)電阻的測(cè)量值是_ .(結(jié)果均需保留三位有效數(shù)字,1.49,1.50,2.(2018常州市一模)測(cè)定一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，電路如圖16甲所示，MN為一段粗細(xì)均勻、電阻率較大的電阻絲，定值電阻R01.0 .調(diào)節(jié)滑片P，記

15、錄電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I及對(duì)應(yīng)的PN長(zhǎng)度x，繪制了UI圖象如圖乙所示. (1)由圖乙求得電池的電動(dòng)勢(shì)E_ V，內(nèi)阻r_,1,2,3,4,1.5,0.5,圖16,解析由閉合電路歐姆定律可知：UEI(rR0)，則可知，題圖乙中的圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì)，故E1.5 V；圖象的斜率表示等效內(nèi)電阻，則rR0 1.5 ； 解得：r1.5 1.0 0.5,1,2,3,4,2)實(shí)驗(yàn)中由于電表內(nèi)阻的影響，電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值_其真實(shí)值(選填“大于”“等于”或“小于”,1,2,3,4,小于,解析由題圖乙可知，伏安法測(cè)電阻相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)采用電流表外接法，由于電壓表分流作用，電流表測(cè)量值偏小，當(dāng)外電路短路時(shí)，電流測(cè)

16、量值等于真實(shí)值，電源的UI圖象如圖所示， 由圖象可知，電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值小于真實(shí)值，電源內(nèi)阻測(cè)量值小于真實(shí)值,1,2,3,4,3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可繪出 x圖象，如圖丙所示.圖象斜率為k，電阻絲橫截面積為S，可求得電阻絲的電阻率_，電源內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量_(選填“有”或“沒有”)影響,1,2,3,4,kS,沒有,若考慮電源內(nèi)阻，圖象的斜率不變，所以電源內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量沒有影響,3.(2018南通市等六市一調(diào))測(cè)量某電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，提供如下實(shí)驗(yàn)器材： A.待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約12 V、內(nèi)阻約1 、最大允許電流2 A) B.電流表A(量程1 A) C.電流表G(量程1 mA、內(nèi)阻約50 ) D.電阻箱(0

17、99 999.9 ) E.滑動(dòng)變阻器(020 k) F.滑動(dòng)變阻器(01 k) H.滑動(dòng)變阻器(050 ) J.定值電阻(阻值5 ) K.定值電阻(阻值100 ) L.開關(guān)、導(dǎo)線若干,1,2,3,4,1)將電流表G改裝成電壓表，需要測(cè)量電流表內(nèi)阻Rg，實(shí)驗(yàn)小組采用如圖17甲所示的電路，實(shí)驗(yàn)步驟如下： 連接好電路，閉合開關(guān)S1前，滑 動(dòng)變阻器R1的滑片移到_(選 填“最左端”或“最右端”,1,2,3,最左端,4,圖17,閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)R1使電流 表G滿偏. 閉合S2，保持R1阻值不變，調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值，使得電流表G半偏，讀出電阻箱示數(shù)R，則電流表G的內(nèi)阻Rg_,R,解析滑動(dòng)變阻器R

18、1的滑片移到最左端時(shí)接入電路的電阻最大，故閉合開關(guān)S1前，滑動(dòng)變阻器R1的滑片移到最左端，閉合S2，電阻箱R2與電流表G并聯(lián)，當(dāng)電流表G半偏時(shí)，即電流表中電流為原來(lái)的一半，則另一半電流流過(guò)電阻箱R2，電阻箱R2與電流表G中電流相同，故電阻值也相等,1,2,3,4,2)將電流表G改裝成量程為15 V的電壓表，已測(cè)得Rg52.0 ，則與電流表G串聯(lián)的電阻箱R2的取值應(yīng)為_,14 948.0,1,2,3,4,解析將電流表G改裝成量程為15 V的電壓表后，表的總電阻為 1.5104 ，與電流表G串聯(lián)的電阻箱R2RRg14 948.0,3)用圖乙電路測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器R3選用_，定值電阻R0選用_.(選填器材序號(hào),H,1,2,3,4,解析滑動(dòng)變阻器的總阻值小，便于精細(xì)調(diào)節(jié)，故選H，因電流表量程為1 A，定值電阻若選100 ，則測(cè)量電流的大小及大小變化范圍就非常小，故定值電阻應(yīng)選J,J,4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)作出電壓表讀數(shù)U與電流表A讀數(shù)I間的關(guān)系圖象(圖象未畫出)，由圖象讀出I0時(shí)U12.1 V，圖線斜率絕對(duì)值為5.9 V/A，則電源電動(dòng)勢(shì)E_ V，