高考物理一輪復習講義52 電源電動勢和內(nèi)阻的測量 新人教版

1、備戰(zhàn)高考之物理一輪復習講義：52 電源電動勢和內(nèi)阻的測量（人教版）高頻考點：電源電動勢和內(nèi)阻的測量動態(tài)發(fā)布：2011四川理綜卷第22題（2）、2011山東理綜卷第23題（2）、2010江蘇卷第10題、2010上海物理第29題、2010廣東卷第34題命題規(guī)律：電源電動勢和內(nèi)阻的測量是高考考查的重點和熱點，考查電源電動勢和內(nèi)阻的測量的試題，綜合性強、難度中等。命題分析考查方式一 電源電動勢和內(nèi)阻的測量【命題分析】測定電源電動勢和內(nèi)阻實驗采用電流表和電壓表測出外電路的幾組電流和電壓值，為了消除偶然誤差，一般采用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)。由閉合電路歐姆定律可知電源路端電壓U=EIr，電源的伏安特性曲線應該是

2、一直線，所以將圖像中數(shù)據(jù)點連線時一定要畫成直線，直線與縱軸（U軸）的交點縱坐標值等于電源電動勢，圖線斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻。高考對電源電動勢和內(nèi)阻的測量實驗的考查難度中等。例1：（2011四川理綜卷第22題（2）為測量一電源的電動勢及內(nèi)阻， 在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為9V的電壓表A.量程為1V、內(nèi)阻大約為1k的電壓表B.量程為2V、內(nèi)阻大約為2k的電壓表C.量程為3V、內(nèi)阻大約為3k的電壓選擇電壓表 串聯(lián) k的電阻可以改轉(zhuǎn)成量程為9V的電壓表 利用一個電阻箱、一只開關、若開關導線和改裝好的電壓表（此表用符號、或與一個電阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓表），在虛線框內(nèi)畫出測量電源電動勢

3、及內(nèi)阻的實驗原理電路圖。.根據(jù)以上實驗原理電路圖進行實驗，讀出電壓表示數(shù)為1.50V時、電阻箱的阻值為15. 0，則電源的電動勢E= V、內(nèi)阻r=_?！窘馕觥浚焊鶕?jù)電壓表改裝原理，為使讀數(shù)方便，需要選擇電壓表C串聯(lián)一個6k的電阻可以改裝成量程為9V的電壓表，讀數(shù)只需乘以3即可。電壓表示數(shù)為1.50V時，路端電壓為U1=4.50V，電阻箱值為R1；由閉合電路歐姆定律，E=U1+ U1r/ R1；電壓表示數(shù)為2.00V時，路端電壓為U2=6.00V，電阻箱的阻值為R2，由閉合電路歐姆定律，E=U2+ U2r/ R2； 聯(lián)立解得E=7.5V，r=10?！緲藴蚀鸢浮浚?）5 D（2）或C 6 如圖所示

4、。7.5 10【點評】由于電源電動勢和內(nèi)阻的測量與儀器選擇、閉合電路歐姆定律、圖象連線緊密，可以采用多種電路，變化多，成為高考考查的重點，難度中等。例2：（2011山東理綜卷第23題（2）某同學利用圖甲所示電路，探究了電源在不同負載下的輸出功率。 所得實驗數(shù)據(jù)如下圖，請在給出的直角坐標系上(見答題卡)畫出U-I的圖像。 U/VI/A根據(jù)所畫U-I的圖像，可求得電流I=0.20A時電源的輸出功率為_W。（保留兩位有效數(shù)字）實驗完成后，該同學對實驗方案進行了反思，認為按圖甲電路進行實驗操作的過程中存在安全隱患，并對電路重新設計。在圖乙所示的電路中，你認為既能測出電源在不同負載下的輸出功率，又能消除

5、安全隱患的是 。（Rx阻值未知） 【解析】：電流I=0.20A時，電源輸出電壓為1.85V，電源的輸出功率為P=UI=1.85×0.20W=0.37W。電路a當滑動變阻器滑動片滑動到最右端，電源短路，存在安全隱患；電路d電壓表測量的電源路端電壓，不能測出電源在不同負載下的輸出功率，既能測出電源在不同負載下的輸出功率，又能消除安全隱患的是電路bc。【答案】如圖所示；0.37 bc【點評】此題考查探究電源的輸出功率。根據(jù)電源的伏安特性曲線可得電源各個狀態(tài)的輸出功率。通過探究電源的輸出功率可考查考生對電源伏安特性曲線的理解和電功率等知識的掌握，難度中等。例3（2010江蘇卷第10題）在測量

6、電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，由于所用的電壓表（視為理想電壓表）的量程較小，某同學設計了如圖所示的實物電路。w w w.ks5 u .c om（1） 實驗時，應先將電阻箱的電阻調(diào)到_ _.（選填“最大值”、“最小值”或“任意值”）（2） 改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值R0=10的定值電阻兩端的電壓U，下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是_.（選填1或2） （3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點，繪出的圖像是一條直線。若直線的斜率為k，在坐標軸上的截距為b，則該電源的電動勢E= ，內(nèi)阻r= （用k、b和R0表示）【點評】本題考查測電源的電動勢和內(nèi)阻及圖象的物理意義，根據(jù)圖象求物理量，較難。例4.（2010上

7、海物理第29題）某同學利用DIS，定值電阻R0、電阻箱R1等實驗器材測量電池a的電動勢和內(nèi)阻，實驗裝置如圖1所示，實驗時多次改變電阻箱的阻值，記錄外電路的總電阻阻值R，用電壓傳感器測得端電壓U，并在計算機上顯示出如圖2所示的1/U1/R關系圖線a，重復上述實驗方法測量電池b的電動勢和內(nèi)阻，得到圖2中的圖線b. （1）由圖線a可知電池a的電動勢Ea=_V，內(nèi)阻ra=_。（2）若用同一個電阻R先后與電池a及電池b連接，則兩電池的輸出功率Pa_Pa（填“大于”、“等于”或“小于”），兩電池的效率a_b（填“大于”、“等于”或“小于”）。【解析】根據(jù)圖1，把外電路的總電阻記為R(=R0+R1),利用閉

8、合電路歐姆定律得E=U+r，化為=+。由此可知1/U1/R關系圖線的斜率等于，在縱軸的截距等于。由圖線a可知，0.5=，0.25=，解得電池a的電動勢Ea=2V，內(nèi)阻ra。若用同一個電阻R先后與電池a及電池b連接，則兩電池的輸出電壓的倒數(shù)>，輸出電壓Ua<Ub，根據(jù)P=U2/R可知，兩電池的輸出功率Pa小于Pa。由=+可知圖象在橫軸的截距的絕對值等于電源內(nèi)阻r絕對值的倒數(shù)，由圖2中的圖象a和b可知，電源a的內(nèi)阻小于電源b的內(nèi)阻。根據(jù)電池的效率=1-=1-。所以電池a的效率大于電池b的效率?！敬鸢浮?1)2 0.5 (2)小于 大于【點評】此題以測電源的電動勢和內(nèi)阻實驗為切入點，考查

9、圖象法處理數(shù)據(jù)、電池輸出功率大小判斷、電池斜率大小判斷，難度較大。例5（2010廣東卷第34題）某同學利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻（R0=5）一個，開關兩個，導線若干，實驗原理圖如圖 (a).(1)在圖（b）的實物圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接。(2)請完成下列主要實驗步驟；A.檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖（c）所示，讀得電阻值是_； S1閉合，開關S2斷開，電壓表的示數(shù)是1.49V；S2 _,電壓表的示數(shù)是1.16V；斷開開關S1 。（3）使用測得的數(shù)據(jù)，計算出干電池的內(nèi)阻是_（計算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）。（4）由于所有電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢比實際值偏_(填“大”或“小”)。【解析】：閉合S2后電阻箱才接入電路工作；S1閉合、S2斷開時，由于電壓表內(nèi)阻RV很大，可以認為：E=U1，S1、S2都閉合時： 由上