（新课改省份专用）2020版高考物理一轮复习 第八章 第4节 实验：测量电源的电动势和内阻学案（含解析）

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1、第4节　实验：测量电源的电动势和内阻一、实验目的1．测量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、实验原理1．如图甲所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组U、I值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。2．用图像法来处理数据，在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出UI图像，如图乙所示，直线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源电动势E的值，图线的斜率的绝对值即内阻r的值。三、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

2、。四、实验步骤1．电流表用0.6A的量程，电压表用3V的量程，按实验原理图连接好电路。2．把滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值最大的一端。3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)。用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中。4．断开开关，拆除电路，整理好器材。五、数据处理1．公式法：联立六组对应的U、I数据，满足关系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r、……，让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r

3、，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r。2．图像法：在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立UI坐标系，在坐标平面内描出各组(I，U)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即为电池的内阻r，即r＝。六、误差分析1．偶然误差：电表读数及用图像法求E和r时作图不准确。2．系统误差：如实验原理图甲中由于电压表的分流，测量结果是：E测

4、选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的一节干电池。2．电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大。因此，实验中不要将电流I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。3．计算法求E、r：要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1式和第4式为一组、第2式和第5式为一组、第3式和第6式为一组，分别解出E、r值再求平均值。4．合理选择标度：为使图线分布空间大，如图所示，纵坐标可以不从

5、零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，电源的内阻不能用r＝确定，应根据r＝确定。[基础考法]考法(一)　实验原理与操作1．为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材：A．被测干电池一节B．电流表1：量程0～0.6A，内阻r＝0.3ΩC．电流表2：量程0～0.6A，内阻约为0.1ΩD．电压表1：量程0～3V，内阻未知E．电压表2：量程0～15V，内阻未知F．滑动变阻器1：0～10Ω，2AG．滑动变阻器2：0～100Ω，1AH．开关、导线若干在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，

6、由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。(1)在上述器材中请选择适当的器材：____________(填写选项前的字母)；(2)实验电路图应选择下图中的________(填“甲”或“乙”)；(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的UI图像，则干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。解析：(1)在题述器材中选择适当的器材：被测干电池一节；电流表B的内阻是已知的，故选B，电压表选择量程0～3V的D，

7、滑动变阻器选择阻值较小的F，开关、导线若干，故选ABDFH；(2)因电流表的内阻已知，故实验电路图应选择图甲；(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了题图丙所示的UI图像，由图可知干电池的电动势E＝1.5V，内电阻r＝Ω－0.3Ω＝0.7Ω。答案：(1)ABDFH　(2)甲　(3)1.5　0.72．(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4.5V，内电阻约1Ω)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：A．电流表：量程0.6A，内电阻约1Ω

8、B．电流表：量程3A，内电阻约0.2ΩC．电压表：量程3V，内电阻约30kΩD．电压表：量程6V，内电阻约60kΩE．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5AF．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)。(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