2024高考物理一輪復習：測定電源的電動勢和內(nèi)阻（講義）（學生版+解析）

第47講測定電源的電動勢和內(nèi)阻

目錄

復習目標

網(wǎng)絡構(gòu)建

1考點一教材原型實驗

【夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理】

知識點實驗目的、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析

【提升?必考題型歸納】

考向1實驗原理與操作

考向2數(shù)據(jù)處理與誤差分析

欄點二創(chuàng)新實驗方案

【夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理】

知識點實驗方案的改進

【提升?必考題型歸納】

考向1實驗原理的改進

考向2實驗器材的創(chuàng)新

考向3實驗思路的創(chuàng)新

真題感悟

1、理解和掌握測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗原理，并會做出必要的誤差分析。

2、能夠在原型實驗基礎(chǔ)上，通過對實驗的改進或者創(chuàng)新，做出同類探究。

考點要求考題統(tǒng)計考情分析

各地高考對測定電源的電動勢和內(nèi)阻

2023年湖北卷第12題

這個實驗的考查近幾年頻度較高，考查

2023年6月浙江卷第18題

測定電源的電動勢和內(nèi)阻多在原型實驗的所用原理的基礎(chǔ)之上，

2022年天津卷第10題

通過創(chuàng)新實驗的方式予以考查。

3.實驗思路的創(chuàng)新

考點一教材原型實驗

—夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理

知識點實驗目的、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析

（一）實驗目的

L測量電源的電動勢和內(nèi)阻。

2.加深對閉合電路歐姆定律的理解。

（二）實驗思路

如圖甲或圖乙所示，改變R的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組U、/值,利用閉合電路的歐姆定律求E、r

值。

（三）實驗器材

電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導線、坐標紙、鉛筆和刻度尺。

（四）進行實驗

1.按實驗電路圖連接電路。

2.把變阻器的滑片移動到使接入電路阻值最大的一端。

3.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，記錄幾組/、U值,填入表格中。

4.斷開開關(guān)，拆除電路,整理好器材。

（五）數(shù)據(jù)處理

方法一:列方程組求解電動勢和內(nèi)阻的大小

⑴的窯噴;寄噴二窯

根據(jù)以上三組方程分別求出E、r,再取其平均值作為電源的電動勢E和內(nèi)阻幾

方法二:用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖所示。

（1）圖線與縱軸交點為E;

⑵圖線的斜率的絕對值表示r=|^|o

（六）誤差分析

1.由于讀數(shù)不準和電表線性不良引起誤差=

2.用圖像法求E和r時,由于作圖不準確造成誤差。

3.實驗時通電時間過長或電流過大，都會引起E、r變化。

4.若采用圖甲電路，由于電壓表的分流作用造成誤差，電壓值越大，電壓表的分流越多，對應的/真與/測的差值越

大。其圖像如圖丙所示。結(jié)論:￡測＜E真外。真。

5.若采用圖乙電路，由于電流表的分壓作用造成誤差，電流值越大，電流表的分壓越多，對應的U真與C/惻的差值

越大。其U-/圖像如圖丁所示。結(jié)論:￡測=￡真,r測〉r真。

（七）注意事項

L為了使電池的路端電壓變化明顯，應選內(nèi)阻大些的電池（選用已使用過一段時間的干電池）o

2.在實驗中不要將/調(diào)得過大，每次讀完U和/的數(shù)據(jù)后應立即斷開電源,以免干電池的E和r明顯變化。

3.要測出多組（/,⑺數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些。

4.畫U-I圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始（橫坐標/必須從零開

始）。但這時圖線與橫軸交點的橫坐標值不再是短路電流，而圖線與縱軸交點的縱坐標值仍為電源電動勢，圖線

斜率的絕對值仍為內(nèi)阻。

一提升-必考題型歸納

考向1實驗原理與操作

1.某物理實驗小組為測量充電寶的電動勢和內(nèi)阻，實驗時使用了標志為“輸出5V”的某品牌充電寶，其內(nèi)阻

很小。除充電寶外，還準備了一些可能用到的器材：

A.電壓表V（量程3V,內(nèi)阻3.0kQ）；

B.電流表A（量程150mA,內(nèi)阻極?。?/p>

C.定值電阻凡（阻值5.0。）；

D.定值電阻R］（阻值1.0k。）；

E.定值電阻&（阻值3.0kQ）；

F.滑動變阻器R（最大阻值200。）；

G.開關(guān)一個，導線若干。

完成下列問題：

（1）根據(jù)實驗電路如圖甲，定值電阻段應選擇（填“與”或“&"）；電路中定值電阻凡的作用

是O

（2）按電路圖正確連接實驗器材，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)，并在坐標紙上描點如圖乙，請在等呼卡上繪

制UT圖像o

（3）由圖像和計算可得充電寶的電動勢E=V,r=。。（保留三位有效數(shù)字）

（4）機場規(guī)定“嚴禁攜帶額定能量超過160W-h的充電寶搭乘飛機”；已知該充電寶的電池容量（電池放出

的電量）為50000mAh,根據(jù)（3）中測得的數(shù)據(jù)，估算知該充電寶________帶上飛機。（填“能”或“不能”）

考向2數(shù)據(jù)處理與誤差分析

2.新能源汽車已經(jīng)普遍走進了我們的生活，某校學生實驗小組通過網(wǎng)絡找到了比亞迪“秦”電池銘牌如圖所

示，電池采用的是比亞迪刀片電池技術(shù).已知該車內(nèi)的整塊電池是由10塊刀片電池串聯(lián)而成，其中一塊刀

片電池又由10塊電芯串聯(lián)而成.現(xiàn)將一塊電芯拆解出來，測量其電動勢E和內(nèi)阻r.

<s?>比亞iB愛車有B息公司制造

品牌比亞迪制造國中國

整車型號BYD6470ST6HEV2乘坐人數(shù)5

制造年月2021年03月

發(fā)動機排量1498mL發(fā)動機型號BYD472QA

發(fā)動機最大凈功率78kW

驅(qū)動電機型號TZ220XYF

驅(qū)動電機峰值功率132kW

動力電池系統(tǒng)額定電壓320V

動力電池系統(tǒng)額定容量26Ah最大允許總質(zhì)量1875kg

（1）實驗前利用1A恒流電源對一塊電芯進行充電，充滿的時間要h.

（2）為了能較準確的測量一塊電芯的電動勢E和內(nèi)阻廠，該同學設計了一個可以排除電流表A和電壓表V

內(nèi)阻影響的實驗方案，如圖1所示，記錄了單刀雙擲開關(guān)S?分別接1、2對應的多組電壓表的示數(shù)U和電流

表的示數(shù)/,根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)繪制如圖2中所示的A、8兩條U-/圖線，可以判斷圖線A是利用單刀雙

擲開關(guān)邑接（選填“1”或“2”）中的實驗數(shù)據(jù)描出的，由圖線A得出的內(nèi)阻測量值比真實值偏

（選填“大”或“小”）.綜合48兩條圖線，此電芯的電動勢為E=，內(nèi)阻廠=（用

圖中口4、&、1B表?。?/p>

圖1

（3）考慮到刀片電池電芯的內(nèi)阻較小，為了防止調(diào)節(jié)滑動變阻器電阻過小時由于電流過大而損壞器材，該

同學在電路中用了一個保護電阻凡，如圖3所示，除電芯、開關(guān)、導線外，可供選擇使用的實驗器材還有:

圖3

A.電流表（量程0.6A）

B.電流表（量程3A）

C.電壓表（量程3V）

D.電壓表（量程15V）

E.定值電阻（阻值2。，額定功率2W）

F.定值電阻（阻值200,額定功率20W）

G.滑動變阻器（阻值10。）

H.滑動變阻器（阻值100C）

為了器材的安全、測量的準確和操作的方便，電流表應選;電壓表應選；定值電阻&

選；滑動變阻器R應選.（填儀器前的字母）

考點二創(chuàng)新實驗方案

?夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理

知識點1實驗方案的改進：安阻法和伏阻法測電源電動勢和內(nèi)阻

R。

知識點2實驗裝置的改進：水果電池

知識點3實驗思路的改進：消除系統(tǒng)誤差

.提升?必考題型歸納

考向1實驗方案的改進

1.某學習小組要測量一個電源的電動勢及內(nèi)阻。除該電源外還準備的器材有：一個電阻箱R（最大阻值為

99.9。），一個電流表A（量程0~200mA,內(nèi)阻為100）,一個定值電阻凡（阻值為5Q）,一個開關(guān)和若干

導線。

①如果用多用電表粗測電流表的內(nèi)阻，需要將紅表筆與電流表（填“正”或“負”）接線柱相連。

②由于電流表A的量程較小，考慮到安全因素，同學們利用定值電阻凡將該電流表進行改裝，改裝后的量

程為。

③根據(jù)器材在虛線框中畫出設計的電路圖（改裝部分也要畫出）o若實驗中記錄電阻箱的阻值R

和電流表的示數(shù)/,并計算出;，得到多組數(shù)據(jù)后描點作出圖線如圖所示，則該電源的電動勢￡=—

V,內(nèi)阻-Do（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

2.一實驗小組利用如圖甲所示的電路測量一電池的電動勢E（約L5V）和內(nèi)阻廠（小于2。），圖中電壓表

量程為IV,內(nèi)阻RX19.0。，電阻箱R的最大阻值為999.9。，S為開關(guān)。根據(jù)實驗完成下列問題：

“15.0Q”）；

（2）閉合開關(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄下阻值R和電壓表的相應讀數(shù)U；

（3）根據(jù)圖甲所示電路，可得齊（用R、Rv、E和r表達）；

（4）利用測量數(shù)據(jù)，作卷-R圖線，如圖乙所示，通過圖乙可得E=V,片Qo（結(jié)果均保留

兩位小數(shù)）

考向2實驗器材的創(chuàng)新

3.某學習小組用水果和兩種金屬電極做了一個“水果電池”，進行了以下實驗：

（1）按圖甲所示電路圖，測量水果電池的電動勢和內(nèi)阻。使用的實驗器材有：數(shù)字式多用電表（其中電壓

表可視為理想表）、滑動變阻器、電流表、導線、開關(guān)等。請根據(jù)電路圖在如圖乙中完成實物連線；

甲乙

（2）連接好電路后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄數(shù)字電壓表和電流表的示數(shù)。作出U-/圖像，如圖丙

中曲線所示。由圖像求得水果電池的電動勢E=V,內(nèi)阻廣k。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

（3）該同學用三個一樣的水果電池串聯(lián)形成一個電池組，能使某發(fā)光二極管（LED）正常發(fā)光，LED的/-U

圖像如圖丁中曲線所示，則LED正常發(fā)光時的電壓U=V（保留三位有效數(shù)字）；

壓表示數(shù)小于LED正常發(fā)光時的電壓且LED熄滅，造成電壓減小原因可能是。

考向3實驗思路的創(chuàng)新

4.采用伏安法測量電源電動勢E和內(nèi)阻r時，某研究性學習小組對此實驗進行了如下探究：

（1）研究性學習小組首先按圖甲所示的實驗電路進行了測量。實驗后，同學們對該實驗方案進行了認真研

究分析，發(fā)現(xiàn)實驗的系統(tǒng)誤差是由于電表的因素造成的，該實驗的系統(tǒng)誤差主要來源于o

（2）研究性學習小組對實驗方案進行了優(yōu)化，改進后的實驗電路如圖乙所示，。為待測電源，6為輔助電源,

A、8兩點間接有一靈敏電流計G。

①閉合開關(guān)Sn邑，調(diào)節(jié)R和R使靈敏電流計G的示數(shù)為零，讀出電流表和電壓表的示數(shù)乙和Q；

②改變滑動變阻器R和R的阻值，再次使靈敏電流計G示數(shù)為零，讀出電流表和電壓表的示數(shù)右和Z；

③由上述步驟中測出的物理量，可以得出電動勢E表達式為,內(nèi)電阻廠的表達式o

④該實驗中E測E莫（選填“〈”或“=”），謝噎（選填或“=”）。

真

（2023年6月浙江卷高考真題）在“測量干電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中

A

圖2

圖1

々UN

圖3

(1)部分連線如圖1所示，導線a端應連接到(選填"A”、“3”、"。，或接線柱上。正確連接后,

某次測量中電壓表指針位置如圖2所示，其示數(shù)為Vo

(2)測得的7組數(shù)據(jù)已標在如圖3所示U-/坐標系上，用作圖法求干電池的電動勢￡=V和內(nèi)阻L=

Qo(計算結(jié)果均保留兩位小數(shù))

第47講測定電源的電動勢和內(nèi)阻

目錄

復習目標

網(wǎng)絡構(gòu)建

1考點一教材原型實驗

【夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理】

知識點實驗目的、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析

【提升?必考題型歸納】

考向1實驗原理與操作

考向2數(shù)據(jù)處理與誤差分析

儲點二創(chuàng)新實驗方案

【夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理】

知識點實驗方案的改進

【提升?必考題型歸納】

考向1實驗原理的改進

考向2實驗器材的創(chuàng)新

考向3實驗思路的創(chuàng)新

真題感悟

2、理解和掌握測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗原理，并會做出必要的誤差分析。

2、能夠在原型實驗基礎(chǔ)上，通過對實驗的改進或者創(chuàng)新，做出同類探究。

考點要求考題統(tǒng)計考情分析

各地高考對測定電源的電動勢和內(nèi)阻

2023年湖北卷第12題

這個實驗的考查近幾年頻度較高，考查

2023年6月浙江卷第18題

測定電源的電動勢和內(nèi)阻多在原型實驗的所用原理的基礎(chǔ)之上，

2022年天津卷第10題

通過創(chuàng)新實驗的方式予以考查。

考點一教材原型實驗

―夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理

知識點實驗目的、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析

（一）實驗目的

L測量電源的電動勢和內(nèi)阻。

2.加深對閉合電路歐姆定律的理解。

（二）實驗思路

如圖甲或圖乙所示，改變R的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組U、/值,利用閉合電路的歐姆定律求￡、r

值。

（三）實驗器材

電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導線、坐標紙、鉛筆和刻度尺。

（四）進行實驗

1.按實驗電路圖連接電路。

2.把變阻器的滑片移動到使接入電路阻值最大的一端。

3.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，記錄幾組I、U值，填入表格中。

4.斷開開關(guān)，拆除電路,整理好器材。

（五）數(shù)據(jù)處理

方法一:列方程組求解電動勢和內(nèi)阻的大小

⑴收二削噴二窯噴二窯

根據(jù)以上三組方程分別求出E、r,再取其平均值作為電源的電動勢E和內(nèi)阻幾

方法二:用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖所示。

（1）圖線與縱軸交點為E;

⑵圖線的斜率的絕對值表示r=|用。

（六）誤差分析

L由于讀數(shù)不準和電表線性不良引起誤差。

2.用圖像法求E和r時,由于作圖不準確造成誤差。

3.實驗時通電時間過長或電流過大，都會引起E、r變化。

4.若采用圖甲電路，由于電壓表的分流作用造成誤差，電壓值越大，電壓表的分流越多，對應的/真與/測的差值越

大。其圖像如圖丙所示。結(jié)論:￡測＜E真火＜廠真。

5.若采用圖乙電路，由于電流表的分壓作用造成誤差，電流值越大，電流表的分壓越多，對應的U真與U測的差值

越大。其U-/圖像如圖丁所示。結(jié)論:石測=￡真,r測〉r真。

（七）注意事項

L為了使電池的路端電壓變化明顯,應選內(nèi)阻大些的電池（選用已使用過一段時間的干電池）。

2.在實驗中不要將/調(diào)得過大，每次讀完U和/的數(shù)據(jù)后應立即斷開電源,以免干電池的E和r明顯變化。

3.要測出多組（/,S數(shù)據(jù),且變化范圍要大些。

4.畫U-I圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始（橫坐標/必須從零開

始）。但這時圖線與橫軸交點的橫坐標值不再是短路電流，而圖線與縱軸交點的縱坐標值仍為電源電動勢，圖線

斜率的絕對值仍為內(nèi)阻。

一提升?必考題型歸納

考向1實驗原理與操作

1.某物理實驗小組為測量充電寶的電動勢和內(nèi)阻，實驗時使用了標志為“輸出5V”的某品牌充電寶，其內(nèi)阻

很小。除充電寶外，還準備了一些可能用到的器材：

A.電壓表V（量程3V,內(nèi)阻3.0kQ）；

B.電流表A（量程150mA,內(nèi)阻極?。?；

C.定值電阻&（阻值5.0。）；

D.定值電阻K（阻值LOkC）；

E.定值電阻凡（阻值3.0kQ）；

F.滑動變阻器R（最大阻值200。）；

G.開關(guān)一個，導線若干。

完成下列問題：

（1）根據(jù)實驗電路如圖甲，定值電阻&應選擇（填“凡”或"號”）；電路中定值電阻凡的作用

是O

（2）按電路圖正確連接實驗器材，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)，并在坐標紙上描點如圖乙，請在答題卞上繪

制U-/圖像。

（3）由圖像和計算可得充電寶的電動勢E=V,r=Qo（保留三位有效數(shù)字）

（4）機場規(guī)定“嚴禁攜帶額定能量超過160W-h的充電寶搭乘飛機”；已知該充電寶的電池容量（電池放出

的電量）為50000mAh,根據(jù)（3）中測得的數(shù)據(jù)，估算知該充電寶________帶上飛機。（填“能”或“不能”）

【答案】R2使電壓表的讀數(shù)有明顯變化4.980.862不能

【詳解】（1）[1]由于電壓表量程較小，所以應串聯(lián)阻值較大的定值電阻改裝成較大量程的電壓表，串聯(lián)的

R>“V=Q=2000Q=2kQ

分壓電阻阻值為4工3故定值電阻R,應選擇心；

Rv3.0xl03

⑵由于電源的內(nèi)阻較小，所以當回路中電流發(fā)生變化時，路端電壓變化較小，所以電路中接入扁的作用是

使電壓表的讀數(shù)有明顯變化。

（2）[3]用一條平滑的直線將坐標紙上的點進行連接，去除誤差較大的點，繪制出。-/圖像如圖所示

（3）⑷根據(jù)閉合電路歐姆定律，有E=/（9+廠）+今（仆+凡）代入數(shù)據(jù)化簡整理得U=-4/（5+r）

22

11249-215

結(jié)合圖線可得彳E=2.49；?(5+r)=所以E=4.98V；r?0.862Q

220.116

(4)[5]該充電寶儲存得電能為W=Uft=4.98Vx50000mA-h=4.98x50x3600J=249W-h>160A-h

所以不能帶上飛機。

考向2數(shù)據(jù)處理與誤差分析

2.新能源汽車已經(jīng)普遍走進了我們的生活，某校學生實驗小組通過網(wǎng)絡找到了比亞迪“秦”電池銘牌如圖所

示，電池采用的是比亞迪刀片電池技術(shù).已知該車內(nèi)的整塊電池是由10塊刀片電池串聯(lián)而成，其中一塊刀

片電池又由10塊電芯串聯(lián)而成.現(xiàn)將一塊電芯拆解出來，測量其電動勢E和內(nèi)阻幾

比亞迪愛軍有眼公司制造

品牌比亞迪制造國中國

整車型號BYD6470ST6HEV2乘坐人數(shù)5

制造年月2021年03月

發(fā)動機排量1498mL發(fā)動機型號BYD472QA

發(fā)動機最大凈功率78kW

驅(qū)動電機型號TZ220XYF

驅(qū)動電機峰值功率132kW

動力電池系統(tǒng)額定電壓320V

動力電池系統(tǒng)額定容量26Ah最大允許總質(zhì)量1875kg

(1)實驗前利用1A恒流電源對一塊電芯進行充電，充滿的時間要h.

(2)為了能較準確的測量一塊電芯的電動勢E和內(nèi)阻r,該同學設計了一個可以排除電流表A和電壓表V

內(nèi)阻影響的實驗方案，如圖1所示，記錄了單刀雙擲開關(guān)邑分別接1、2對應的多組電壓表的示數(shù)U和電流

表的示數(shù)/,根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)繪制如圖2中所示的A、2兩條U-/圖線，可以判斷圖線A是利用單刀雙

擲開關(guān)S?接(選填“1”或“2”)中的實驗數(shù)據(jù)描出的，由圖線A得出的內(nèi)阻測量值比真實值偏

(選填“大”或“小”).綜合48兩條圖線，此電芯的電動勢為E=,內(nèi)阻廠=(用

(3)考慮到刀片電池電芯的內(nèi)阻較小，為了防止調(diào)節(jié)滑動變阻器電阻過小時由于電流過大而損壞器材，該

同學在電路中用了一個保護電阻如圖3所示，除電芯、開關(guān)、導線外，可供選擇使用的實驗器材還有:

圖3

A.電流表（量程0.6A）

B.電流表（量程3A）

C.電壓表（量程3V）

D.電壓表（量程15V）

E.定值電阻（阻值2。，額定功率2W）

F.定值電阻（阻值200,額定功率20W）

G.滑動變阻器（阻值10。）

H.滑動變阻器（阻值100C）

為了器材的安全、測量的準確和操作的方便，電流表應選;電壓表應選;定值電阻&

選；滑動變阻器R應選.（填儀器前的字母）

E.

【答案】0.261大47^ACEG

【詳解】（1）[1]由銘牌可知一塊電芯額定容量為q=1^E=026A-h則用1A恒流電源充電有

10x10

（2）⑵網(wǎng)當工接1時，誤差在于電流表的分壓，所測內(nèi)阻等于電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻之和，所以內(nèi)阻測

量值比真實值偏大；當S?接2時，誤差在于電壓表的分流，所測內(nèi)阻等于電源與電壓表并聯(lián)的總電阻，所

以內(nèi)阻測量值比真實值偏小.由于U-/圖線斜率的絕對值表示內(nèi)阻，即工接1時的圖線陡峭一些，可以判

斷圖線A是利用單刀雙鄭開關(guān)S?接1中的實驗數(shù)據(jù)描出的，內(nèi)阻測量值比真實值偏大。

[4][5]Sz接1時，所測電動勢為電流表與電源串聯(lián)后整體的等效電源的電動勢，即％接1時的電動勢的測量

值等于真實值，即有E=瑪由于S?接2時，當電路短路時，電壓表沒有分壓，即此時的電流的測量值與真

實值相等，結(jié)合上述可知，電源的真實的U-1圖線是A圖線縱軸交點與B圖線橫軸交點的連線，可知「=舁

（3）[6]由題給器材&只能選定值電阻（阻值2。，額定功率2W）或定值電阻（阻值20。，額定功率20W）,

根據(jù)P=U/可知為了保證飛的安全，最大電流不超過1A,因此電流表應選A（量程0.6A）；

⑺一塊電芯的電動勢為E=――V=3.2V因此電壓表應選C（量程3V）；

10x10

[8]電壓最高為3V,如果選擇20。的定值電阻，最大電流低于0.15A,電路電流太小，影響實驗的準確性,

所以定值電阻應選E（阻值2Q、額定功率2W）；

[9]滑動變阻器如果選H（阻值100。），調(diào)節(jié)很不方便，所以應選G（阻值10。）。

考點二創(chuàng)新實驗方案

?夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理

知識點1實驗方案的改進：安阻法和伏阻法測電源電動勢和內(nèi)阻

知識點3實驗思路的改進：消除系統(tǒng)誤差

考向1實驗方案的改進

1.某學習小組要測量一個電源的電動勢及內(nèi)阻。除該電源外還準備的器材有：一個電阻箱R（最大阻值為

99.9。），一個電流表A（量程0~200mA,內(nèi)阻為100）,一個定值電阻用（阻值為5。），一個開關(guān)和若干

導線。

①如果用多用電表粗測電流表的內(nèi)阻，需要將紅表筆與電流表（填“正”或“負”）接線柱相連。

②由于電流表A的量程較小，考慮到安全因素，同學們利用定值電阻&將該電流表進行改裝，改裝后的量

程為o

③根據(jù)器材在虛線框中畫出設計的電路圖（改裝部分也要畫出）o若實驗中記錄電阻箱的阻值R

和電流表的示數(shù)/,并計算出:，得到多組數(shù)據(jù)后描點作出圖線如圖所示，則該電源的電動勢￡=—

V,內(nèi)阻片。。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

【詳解】①⑴歐姆表測電阻時，電流從黑表筆流出，連接時要注意紅表筆要與電流表的負接線柱相連。

②⑵將定值電阻凡與電流表并聯(lián)進行改裝，改裝后的量程為/=4+竽=0.2+&/=0.6A

月5

③[3]根據(jù)提供的器材，采用安阻法進行測量，電路圖如下

R。

-----11-----

-------------------------------------

[4]⑸根據(jù)電路可知，電流表讀數(shù)為/時，總電流為3/,則E=/4+3/（R+r）即尺E-1上10廣+3r

由圖像可知：=g=2；與/=6解得E=6.0V；T-|Q=2.7Q

2.一實驗小組利用如圖甲所示的電路測量一電池的電動勢E（約L5V）和內(nèi)阻r（小于20）,圖中電壓表

量程為IV,內(nèi)阻R-19.0。，電阻箱R的最大阻值為999.9C,S為開關(guān)。根據(jù)實驗完成下列問題：

（1）為保護電壓表，在閉合開關(guān)前，電阻箱接入電路的電阻值至少應是（填或

15.0?！埃?/p>

（2）閉合開關(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄下阻值R和電壓表的相應讀數(shù)U；

⑶根據(jù)圖甲所示電路，可得齊（用R、Rv、E和r表達）；

（4）利用測量數(shù)據(jù)，作^-氏圖線，如圖乙所示，通過圖乙可得E=V,（結(jié)果均保留

兩位小數(shù)）

1?1r

【答案】10.0+L43109

ER%EER、

【詳解】（1）口]電壓表的讀數(shù)為IV時，電阻箱的阻值為與，根據(jù)串聯(lián)電路的特點有喙…

解得K=7.5。為保護電壓表，在閉合開關(guān)前，電阻箱接入電路的所給電阻值至少應是10.0。。

廠U八U111r

（3）[2]根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=U+^R+丁，整理得五二而-我n+/+=

IVyU匕乜thlXyj

1144_o741

（4）[3][4]由圖像可得右=一,Q'V-，下+鉉r~=7.04V解得石=1.43V,r=1.09Q

考向2實驗器材的創(chuàng)新

3.某學習小組用水果和兩種金屬電極做了一個“水果電池”，進行了以下實驗：

（1）按圖甲所示電路圖，測量水果電池的電動勢和內(nèi)阻。使用的實驗器材有：數(shù)字式多用電表（其中電壓

表可視為理想表）、滑動變阻器、電流表、導線、開關(guān)等。請根據(jù)電路圖在如圖乙中完成實物連線；

（2）連接好電路后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄數(shù)字電壓表和電流表的示數(shù)。作出U-/圖像，如圖丙

中曲線所示。由圖像求得水果電池的電動勢￡=V,內(nèi)阻尸k。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

（3）該同學用三個一樣的水果電池串聯(lián)形成一個電池組，能使某發(fā)光二極管（LED）正常發(fā)光，LED的/-U

圖像如圖丁中曲線所示，則LED正常發(fā)光時的電壓U=V（保留三位有效數(shù)字）；

UN.//mA

，發(fā)現(xiàn)電

【答案】0.970.752.06電壓表內(nèi)阻較小

【詳解】(1)口］根據(jù)電路圖連接實物圖，如圖所示

(2)［2］根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U=E-/r所以圖線的縱截距表示電源電動勢，即E=0.97V

0.97-0.40

［］圖線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻，即

3r=0.76x10-3kO=0.75kO

(3)［4］當三個一樣的水果電池串聯(lián)形成一個電池組時，作出該電源的/-U圖線，如圖所示

兩圖線的交點橫坐標即為LED正常發(fā)光時的電壓，即U=2.06V

(4)［5］造成電壓減小原因可能是電壓表內(nèi)阻與L