2020版高考物理一轮复习第八章实验九测定电源的电动势和内阻教案新人教版.docx

实验十测定电源的电动势和内阻命题点一教材原型实验 在测量一节干电池电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路(1)根据图甲实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接；(2)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P调到_(填“a”或“b”)端；(3)闭合开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器接入电路的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象，如图丙所示，两直线与纵轴的截距分别为UA、UB，与横轴的截距分别为IA、IB.S2接2位置时，作出的UI图线是图丙中的_(填“A”或“B”)线；测出的电池电动势E测和内阻r测与真实值相比有E测_E真，r测_r真(填“”“UA某同学通过实验测定一特殊电源的电动势(约3 V)和内电阻(约900 )实验室提供如下实验器材：电压表V(量程为03 V，内阻约1 500 )电流表A(量程为03 mA，内阻约20 )滑动变阻器(最大阻值为2 000 )开关和若干导线(1)某同学设计了如图甲、乙所示的实验原理图，为减小实验误差，实验原理图应选乙(2)根据所选实验原理图，用笔画线代替导线将丙图连接成完整电路答案：如图所示(3)该同学通过上述实验记录6组数据，并画出UI图线如图丁所示，由图象可知，电源的电动势为3.0 V，电源内电阻为833 .(4)考虑到电表内阻的影响，不考虑偶然误差的影响，电源电动势的测量值等于真实值，电源内阻的测量值大于真实值(均填“大于”“等于”或“小于”)解析：(1)由于待测电源的内阻较大，故实验原理图应选乙图(2)根据实验原理图乙连实物图见答案(3)由题图丁可知，电源的电动势为3.0 V，内电阻为r 833 .(4)若电压表和电流表均为理想电表，根据闭合电路欧姆定律有：EU1I1r，EU2I2r，联立解得E，r.对于图乙，考虑到电流表内阻，则有E真U1I1(RAr真)，E真U2I2(RAr真)，联立解得E真，r真RA.由此可知E测E真，r测r真命题点二实验拓展创新类型1安阻法测电动势和内阻 (2018江苏卷)一同学测量某干电池的电动势和内阻(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表：R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.34.53.8根据表中数据，在方格纸上作出R关系图象由图象可计算出该干电池的电动势为_V；内阻为_.(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为_V；内阻应为_.审题指导本题是在课本实验基础上拓展出来的计算型实验题，需要利用闭合电路欧姆定律列方程求解【解析】本题考查测量干电池的电动势和内阻(1)在连接电路过程中，要求开关处于断开状态；在闭合开关前，要求电阻箱接入电路的电阻最大(2)依照表中数据，描点连线，如答案图所示由闭合电路欧姆定律可得I，整理可得REr，与图象对应，则E1.4 V，r1.2 .(3)由题图可知电压表的读数为66 mV，由欧姆定律可得电流表的内阻r0.2 ，则由闭合电路欧姆定律可得I，整理可得RE(rr)，与图象对应，则E1.4 V，r1.0 .【答案】(1)开关未断开；电阻箱阻值为零(2)如图所示1.4(1.301.44都算对)1.2(1.01.4都算对)(3)1.4结果与(2)问第一个空格一致1.0结果比(2)问第二个空格小0.2类型2伏阻法测电动势和内阻 小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容器、电感线圈等电子器件现从这些材料中选取两个待测元件进行研究，一是电阻Rx(阻值约2 k)，二是手机中常用的锂电池(电动势E的标称值为3.4 V)还准备了如下实验器材：A电压表V(量程04 V，内阻RV约10 k)B电流表A1(量程0100 mA，内阻约5 )C电流表A2(量程02 mA，内阻约50 )D滑动变阻器R(040 ，额定电流1 A)E电阻箱R0(0999.9 )F开关S一个、导线若干(1)小刚采用伏安法测定Rx的阻值，他使用的电源是待测的锂电池图甲是他连接的部分实验器材，请你完成实物连接小刚选用的电流表应是_(填“A1”或“A2”)；他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值_(填“大于”或“小于”)真实值(2)小聪和小明设计了图乙所示的电路图来测量锂电池的电动势E和内阻r.a小聪的实验操作是：闭合开关S，调节电阻箱的阻值为R1时，读出电压表的示数为U1；调节电阻箱的阻值为R2时，读出电压表的示数为U2.根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势，其表达式为E_；b小明认为用线性图象处理数据更便于分析他在实验中多次改变电阻箱阻值，获取了多组数据，画出的图象为一条直线，如图丙所示则该图象的函数表达式为_，由图丙可知该电池的电动势E_V，内阻r_.【解析】(1)测量Rx的阻值时，滑动变阻器采取分压接法，由于待测电阻的阻值较大，电流表采取内接法；通过待测电阻的最大电流为Im A1.7 mA，故电流表选取A2；由于电流表采取内接法，用电压表的读数除以电流表的读数应为待测电阻与电流表内阻的阻值之和，所以测量值大于真实值(2)a.由闭合电路欧姆定律可知EU1r，EU2r，联立解得E.b.EUr，整理得，所以截距0.3 V1，解得E V，斜率 V1 V1，解得r0.25 .【答案】(1)如图所示A2大于(2)a.b.(或3.3)0.25类型3双伏法测电动势和内阻 在测量某电池电动势的实验中，备有如下器材：A干电池B电压表(表的内阻已知)C电压表(表的内阻未知)D开关、导线若干(1)同学们根据桌面上所提供的器材，设计了如图甲、乙两种实验电路，其中合理的是图_所示电路(2)实验操作时，同学们测量了以下物理量：S断开时，、表的示数分别记为U1、U2；S闭合时，有示数的电压表的示数记为U，请用测量的物理量，导出该电池电动势的表达式：_.(3)在实验员协助下同学们找到了其他合适的电压表、电流表及滑动变阻器，并用伏安法测量了该电池的电动势和内阻，根据实验数据作出了相应的UI图象，如图丙所示，根据图线，可得该电池电动势E_V，内阻r_.(结果保留两位有效数字)审题指导本实验考查用伏安法测电池电动势和内阻(EUIr)，即要测出路端电压和干路电流，已知电压表的内阻，所以它相当于一个已知电阻的电流表，只需要测出其中的两组值即可，因此必须始终接入电路【解析】(1)电压表内阻已知，为了能够根据欧姆定律求出电动势，应将当成电流表使用，测出两组值，即选用图甲所示电路(2)设电压表的内阻为R1、电池电动势为E，电池内阻为r，断开S时，由闭合电路欧姆定律得EU1U2r；闭合S时，由闭合电路欧姆定律得EUr，联立两式可得E.(3)由闭合电路欧姆定律得UErI，可得UI图线为一条直线，纵轴的截距等于电池电动势，斜率的绝对值等于电池内阻，将图线延长，可得E1.48 V，r0.86 .【答案】(1)甲(2)E(3)1.48(1.471.49均算正确)0.86(0.840.88均算正确)1某探究性学习小组利用如图甲所示的电路测量电池的电动势和内阻其中电流表A1的内阻r11.0 k，电阻R19.0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个R03.0 的电阻(1)按图示电路进行连接后，发现aa、bb和cc三条导线中，混进了一条内部断开的导线为了确定哪一条导线内部是断开的，将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b间电压，读数不为零，再测量a、a间电压，若读数不为零，则一定是aa导线断开；若读数为零，则一定是bb导线断开(2)排除故障后，该小组顺利完成实验通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图乙所示由I1I2图象得到电池的电动势E1.4(1.361.44均可) V，内阻r0.5(0.40.6均可) .解析：本题考查“闭合电路测电源电动势和内阻”实验(1)测a、b间电压，读数不为零，说明cc没有断开，若测a、a间电压，读数不为零，说明bb没有断开，所以是aa断开；若测a、a间电压，读数为零，说明aa没有断开，所以是bb断开(2)根据闭合电路欧姆定律及如题图所示电路得EU外U内I1(R1r1)(I1I2)(R0r)，代入图象中两组数据(60 mA,0.12 mA)、(260 mA,0.05 mA)，解得电动势E1.4 V，内阻r0.5 .2(2019山东菏泽一模)某同学设计如图所示的电路测电源的电动势和内阻，图中两个电流表相同，定值电阻阻值为R0.(1)电路中R0的作用为保护电路元件(或保护电路)(2)闭合开关S1之前，先将电阻箱接入电路的阻值调到最大(填“最大”或“最小”)，闭合开关S1，再闭合开关S2，调节电阻箱的阻值，使电流表A2的指针偏转较大(接近满偏)，读出电流值I0，读出这时电阻箱的阻值R1；断开开关S2，调节电阻箱的阻值，使电流表A2的示数再次为I0，读出这时电阻箱的阻值R2，则电流表A1的阻值为R1R2.(3)再闭合开关S3，依次调大(填“大”或“小”)电阻箱的阻值，记录每次调节后电阻箱的阻值R，并记录每次调节后电流表A1的示数I，根据记录的R、I，作出IRI图象，则图象可能是D.(4)若根据记录的R、I，作出R图象，通过对图象的处理，得到图象与纵轴的截距为a，图象的斜率为b，则电源的电动势E，电源的内阻rR2R0R1.解析：(1)电路中R0作为保护电阻，起到保护电路元件的作用(2)为了防止电路中的电流过大，闭合开关S1之前，应将电阻箱接入电路的电阻调到最大根据等效替代法可知，电流表A1的内阻为R1R2.(3)由于再闭合开关S3之前电流表接近满偏，因此应调节电阻箱使电流表的示数逐渐减小，则可知应依次调大电阻箱的阻值由闭合电路欧姆定律得EI(RRA1R0r)，得到IREI(rR0RA1)，可见D项正确(4)由EI(RRA1R0r)，得R(rR0RA1)，根据题意有b，得E，由(rR0RA1)a，得rR0(R1R2)R2R0R1.3有一电压约7 V的电池，无法从标签上看清其准确的电动势及其他数据现要准确测量其电动势E和内阻r，实验室备有下列器材：A电流表(量程00.6 A，内阻为3 )B电压表(量程03 V，内阻为3 k)C电压表(量程030 V，内阻为30 k)D定值电阻R1500 E定值电阻R25 kF滑动变阻器(阻值范围030 )G开关及导线(1)该实验中电压表应选B，定值电阻应选E.(均选填选项字母)(2)请在方框中画出电路原理图，并将实物连线图补充完整答案：如图甲、乙所示(3)若将滑动变阻器滑片滑到某一位置，此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电源电动势与内阻的关系式为EU(I)r.解析：电压表的量程小于电源的电动势，电压的测量有两种设计方案：一种是给电压表扩大量程；另一种是用定值电阻串联在干路中分压，而两个定值电阻的阻值都远大于滑动变阻器的阻值，不合适，故应该采用扩大电压表的量程的方案(1)C量程太大，不能精确测定路端电压选择B；串联5 k的定值电阻，所以测8 V的电压，满足要求，选择E.(2)电路原理图及实物连线图分别如图甲、乙所示(3)电压表读数为U，电流表读数为I时，路端电压为U(5 000 )U，干路电流为I，根据闭合电路欧姆定律得EU(I)r.4(2019四川绵阳二诊)某同学用下列器材测电源的电动势和内阻待测电源E(电动势约为3 V，内阻约为2.5 )；电流表A(量程为00.6 A，内阻约为0.5 )；电阻箱R(最大阻值99.9 )；开关S，导线若干(1)在虚线框中画出实验电路图该同学根据正确的电路图，正确连接电路答案：如图所示(2)第一次测量：调节电阻箱R，示数为R1时，读取电流表示数I1；示数为R2时，读取电流表示数I2.则电源电动势的计算式E，内阻的计算式r.(3)第二次测量：调节电阻箱R的阻值，记录多组电流表的读数I和电阻箱的对应读数R，以为纵坐标，R为横坐标，根据测量数据作出如图所示的R图线，则电源电动势E3 V，内阻r3 .(4)关于该实验，下列说法正确的是AC.A由于电流表的内阻，会使电源内阻的测量值存在系统误差B由于电流表的内阻，会使电源电动势的测量值存在系统误差C第二次测量中的数据处理方式可以减小偶然误差D第一次测量中，若测有三组数据，则可求得电源电动势E和内阻r及电流表内阻RA解析：本题考查测电源的电动势和内电阻的非常规方法(1)由给出的仪表可知，实验中只给出了电流表和电阻箱，所以应采用电流表与电阻箱串联的方式进行测量(2)根据闭合电路欧姆定律可知：I1，I2；联立解得E；r.(3)根据闭合电路欧姆定律可知I，变形可得R，则由图可知 V1 V1，1 A1.解得E3 V；r3 .(4)因电流表存在内阻，所以测出的内阻中包含电流表内阻，会使电源内阻的测量值存