高三物理復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)九測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)新名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

1/53基礎(chǔ)自主梳理2/53基礎(chǔ)自主梳理3/53基礎(chǔ)自主梳理4/53基礎(chǔ)自主梳理5/53基礎(chǔ)自主梳理6/53基礎(chǔ)自主梳理7/53精典考題例析例1(·四川卷)用試驗(yàn)測(cè)一電池內(nèi)阻r和一待測(cè)電阻阻值Rx.已知電池電動(dòng)勢(shì)約為6V,電池內(nèi)阻和待測(cè)電阻阻值都為數(shù)十歐.可選取試驗(yàn)器材有：電流表A1(量程0~30mA)；電流表A2(量程0~100mA)；電壓表V(量程0～6V)；滑動(dòng)變阻器R1(阻值0~5Ω)；滑動(dòng)變阻器R2(阻值0~300Ω)；開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干條.某同學(xué)試驗(yàn)過(guò)程以下：8/53精典考題例析Ⅰ.設(shè)計(jì)如圖1所表示電路圖，正確連接電路.Ⅱ.將R阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān)，逐次調(diào)小R阻值，測(cè)出多組U和I值，并統(tǒng)計(jì).以U為縱軸，Ⅰ為橫軸，得到如圖2所表示圖線(xiàn).Ⅲ.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將Rx改接在B、C之間，A與B直接相連，其它部分保持不變.重復(fù)Ⅱ步驟，得到另一條U-I圖線(xiàn)，圖線(xiàn)與橫軸Ⅰ交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0,0),與縱軸U交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,U0).9/53精典考題例析回答以下問(wèn)題：①電流表應(yīng)選取

,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選取

；②由圖2圖線(xiàn)，得電源內(nèi)阻r=

Ω；③用I0、U0和r表示待測(cè)電阻關(guān)系式Rx＝，代入數(shù)值可得Rx；④若電表為理想電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，滑動(dòng)變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)改變范圍

，電壓表示數(shù)改變范圍

.(填“相同”或“不一樣”)10/53解析：①?gòu)腢-I圖線(xiàn)中看出路端電壓最大值大于5.5V，此時(shí)內(nèi)外電壓之比為1∶11即內(nèi)外電阻之比為1∶11，那么外電路電阻最少為幾百歐，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R2，一樣道理，從圖中看出電流測(cè)量范圍大于80mA，所以電流表應(yīng)選擇量程為100mAA2；②圖線(xiàn)方程為E=U+Ir,則圖斜率絕對(duì)值為電源內(nèi)阻r，即r=ΔUΔ，由圖中數(shù)據(jù)代入可得r=25Ω；③將Rx接入BC之間閉全電路歐姆定律方程為E=U+I(Rx+r)，將U0、I0兩截距代入可Rx=U0I0-r；④將Rx接入AB或BC之間時(shí)電阻最大值為Rx+r+R;最小值為Rx+r，所以電流最大值與最小值相同.將Rx接入AB路端電壓最大值為Rx+RRx+；將Rx接入BC端路端電壓最大值為RRx+R+r，所以電壓范圍不一樣.答案：①②25③U0I0-r④相同不一樣11/53精典考題例析12/53精典考題例析13/53精典考題例析14/53精典考題例析15/5316/53精典考題例析2.用圖所表示電路，測(cè)定一節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.電池內(nèi)阻較小，為了預(yù)防在調(diào)整滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用.除電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)外，可供使用試驗(yàn)器材還有：(a)電流表(量程0.6A、3A)；(b)電壓表(量程3V、15V)；(c)定值電阻(阻值1Ω、額定功率5W)；(d)定值電阻(阻值10Ω、額定功率10W)；(e)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～10Ω、額定電流2A)；(f)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~100Ω、額定電流1A).那么：(1)要正確完成試驗(yàn)，電壓表量程應(yīng)選擇

V，電流表量程應(yīng)選擇

A；R0應(yīng)選擇

Ω定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是

Ω滑動(dòng)變阻器.(2)引發(fā)該試驗(yàn)系統(tǒng)誤差主要原因是

.17/53精典考題例析解析：(1)干電池電動(dòng)勢(shì)大約是1.5V，所以電壓表選取3V量程.為了減小電流表指針偏角太小帶來(lái)誤差，故電流表選取0.6A量程，定值電阻選取1Ω.為了操作方便，滑動(dòng)變阻器選取0~10Ω.(2)因?yàn)殡妷罕矸至髯饔迷斐呻娏鞅碜x數(shù)總是比真實(shí)值小，造成E測(cè)<E真，r測(cè)<r真.答案：(1)30.610~10(2)電壓表分流18/53精典考題例析例2(·安徽卷)某同學(xué)為了測(cè)量一節(jié)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，從試驗(yàn)室找到以下器材：一個(gè)滿(mǎn)偏電流為100μA、內(nèi)阻為2500Ω表頭，一個(gè)開(kāi)關(guān)，兩個(gè)電阻箱(0～999.9Ω)和若干導(dǎo)線(xiàn).(1)因?yàn)楸眍^量程偏小，該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為50mA電流表，則應(yīng)將表頭與電阻箱

(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)，并將該電阻箱阻值調(diào)為

Ω.(2)接著該同學(xué)用改裝電流表對(duì)電池電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)量，試驗(yàn)電路如圖1所表示，經(jīng)過(guò)改變電阻R測(cè)對(duì)應(yīng)電流I，且作相關(guān)計(jì)算后一并統(tǒng)計(jì)以下表.19/53精典考題例析①依據(jù)表中數(shù)據(jù)，圖2中已描繪出四個(gè)點(diǎn)，請(qǐng)將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖中，并畫(huà)出IR-I圖線(xiàn)；20/53②依據(jù)圖線(xiàn)可得電池電動(dòng)勢(shì)E是

V，內(nèi)阻r是

Ω.思維導(dǎo)引①本題并未采取傳統(tǒng)伏安法測(cè)電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻，而是采取電流表與可變電阻組合即歐安法；②表頭內(nèi)阻明碼給出，意味著能夠準(zhǔn)確掌控哪個(gè)電學(xué)量?③IR-I圖象斜率可表示什么物理量，其截距有何意義.21/53精典考題例析解析：(1)把小量程電流表改裝成大量程電流表需并聯(lián)小電阻，由并聯(lián)特點(diǎn)，電壓相等(I-Ig)R=IgRg，得R=5.0Ω；(2)如圖所表示，由E=IR+I(r+RA)得IR=E-I(r+RA)，縱截距為電源電動(dòng)勢(shì)E,，RA=5.0Ω，得r=2.0Ω.答案：(1)并聯(lián)5.022/53精典考題例析(2)①如圖所表示②1.532.0感悟提升：伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻是最慣用方法，但因?yàn)殚]合電路歐姆定律含有較多變形公式，所以試驗(yàn)方案也靈活多變.要熟練掌握三種試驗(yàn)方案，用電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器測(cè)量，用電流表、電阻箱測(cè)量，用電壓表、電阻箱測(cè)量.23/53精典考題例析24/53精典考題例析25/53精典考題例析4.某同學(xué)經(jīng)過(guò)查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池.該同學(xué)想測(cè)量一下這個(gè)電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，不過(guò)從試驗(yàn)室只借到一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)電阻箱(最大阻值為999.9Ω，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用)、一只電流表(量程Ig=0.6A，內(nèi)阻rg=0.1Ω)和若干導(dǎo)線(xiàn).①請(qǐng)依據(jù)測(cè)定電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r要求，設(shè)計(jì)圖甲中器件連接方式，畫(huà)線(xiàn)把它們連接起來(lái).26/53精典考題例析②接通開(kāi)關(guān)，逐次改變電阻箱阻值R，讀出與R對(duì)應(yīng)電流表示數(shù)I，并作統(tǒng)計(jì).當(dāng)電阻箱阻值R=2.6Ω時(shí)，其對(duì)應(yīng)電流表示數(shù)如圖乙所表示.處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，首先計(jì)算出每個(gè)電流值I倒數(shù)1I；再制作R-1/I坐標(biāo)圖，如圖丙所表示，圖中已標(biāo)注出了(R，1/I)幾個(gè)與測(cè)量對(duì)應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn).請(qǐng)你將與圖乙試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖丙上.③在圖丙上把描繪出坐標(biāo)點(diǎn)連成圖線(xiàn).④依據(jù)圖丙描繪出圖線(xiàn)可得出這個(gè)電池電動(dòng)勢(shì)E=V，內(nèi)電阻r=

Ω.27/53精典考題例析解析：①②③見(jiàn)答案.④由歐姆定律有I=ER+r+rg得R=EI-(r+rg)，圖線(xiàn)斜率等于電源電動(dòng)勢(shì)，在縱軸上截距等于電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻之和負(fù)值，由圖可知E=1.5V，r=0.3Ω.答案：①如圖甲所表示②如圖乙所表示③如圖乙所表示④1.5(1.46~1.54)0.3(0.25~0.35)28/53速效提升訓(xùn)練1.某同學(xué)對(duì)試驗(yàn)室一個(gè)多用電表中電池進(jìn)行更換時(shí)發(fā)覺(jué)，里面除了一節(jié)1.5V干電池外，還有一個(gè)方形電池(層疊電池).為了測(cè)定該電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，試驗(yàn)室中提供以下器材：A.電流表A1(滿(mǎn)偏電流10mA，內(nèi)阻10Ω)；B.電流表A2(0～0.6A，內(nèi)阻未知)；C.滑動(dòng)變阻器R0(0～100Ω，1A)；D.定值電阻R(阻值990Ω)；E.開(kāi)關(guān)與導(dǎo)線(xiàn)若干.29/53速效提升訓(xùn)練該同學(xué)依據(jù)現(xiàn)有試驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖甲所表示電路，圖乙為該同學(xué)依據(jù)上述設(shè)計(jì)試驗(yàn)電路測(cè)出多組數(shù)據(jù)并繪出I1-I2圖線(xiàn)(I1為電流表A1示數(shù)，I2為電流表A2示數(shù))，則由圖線(xiàn)能夠得到被測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)E=

V，內(nèi)阻r=

Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)30/53解析：由試驗(yàn)電路，R和A1串聯(lián)相當(dāng)于電壓表，依據(jù)閉合電路歐姆定律E=I1(R+RA1)+I2r解得：I1＝1R+RA1E-rR+RA1I2延長(zhǎng)I1-I2圖線(xiàn)，當(dāng)I2=0時(shí)，讀出I1＝9.0mA，解得E=9.0V.圖線(xiàn)斜率絕對(duì)值rR+RA1=ΔI1Δ，解得r=10Ω.答案：9.01031/532.(·江蘇卷)小明利用如圖1所表示試驗(yàn)裝置測(cè)量一干電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.(1)圖1中電流表示數(shù)為

A.32/53速效提升訓(xùn)練(2)調(diào)整滑動(dòng)變阻器，電壓表和電流表示數(shù)統(tǒng)計(jì)以下請(qǐng)依據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖2上作出U-I圖線(xiàn).由圖線(xiàn)求得：電動(dòng)勢(shì)E=

V；內(nèi)阻r=Ω.(3)試驗(yàn)時(shí)，小明進(jìn)行了屢次測(cè)量，花費(fèi)了較長(zhǎng)時(shí)間，測(cè)量期間一直保持電路閉合.其實(shí)，從試驗(yàn)誤差考慮，這么操作不妥，因?yàn)?/p>

.33/53解析：(1)由圖可知，電流表量程為0.6A，精度為0.02A，所以電流表示數(shù)為0.02A×22=0.44A;(3)由圖像與縱軸截距得電動(dòng)勢(shì)為1.60V，斜率即內(nèi)阻為r=1.60-1.00.49Ω=1.22Ω;(4)假如一直保持電路閉合，電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生改變，造成試驗(yàn)誤差增大.答案：(1)0.44(2)(U-I圖線(xiàn)如圖)1.60(1.58~1.62都算對(duì))1.2(1.18～1.26都算對(duì))(3)干電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生改變，造成試驗(yàn)誤差增大34/53速效提升訓(xùn)練35/53速效提升訓(xùn)練36/5337/53速效提升訓(xùn)練38/5339/53速效提升訓(xùn)練40/53速效提升訓(xùn)練41/53速效提升訓(xùn)練42/53速效提升訓(xùn)練43/53速效提升訓(xùn)練5.在測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻試驗(yàn)中：因?yàn)樗秒妷罕?視為理想電壓表)量程較小，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所表示實(shí)物電路.(1)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先將電阻箱電阻調(diào)到

(填“最大值”“最小值”或“任意值”).(2)改變電阻箱阻值R，分別測(cè)出阻值R0=10Ω定值電阻兩端電壓U.以下兩組R取值方案中，比較合理方案是

(填“1”或“2”)44/53速效提升訓(xùn)練(3)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出1/U-R圖象是一條直線(xiàn).若直線(xiàn)斜率為k，在1/U坐標(biāo)軸上截距為b，則該電源電動(dòng)勢(shì)E=,內(nèi)阻r=.(用k、b和R0表示)45/53速效提升訓(xùn)練解析：(1)試驗(yàn)時(shí)，為保護(hù)電壓表，應(yīng)將電阻箱阻值調(diào)到最大，此時(shí)電壓表兩端電壓最?。?2)電壓表量程為3V，故電阻箱兩端最小電壓約為6V.依據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，3/R0=6/R，電阻箱阻值最小值為20Ω．在試驗(yàn)時(shí)，為減小讀數(shù)誤差，所用電表指針偏角普通大于其量程1/3，當(dāng)電壓表量程為1V時(shí)，由1R0=9-1得R