高考物理一轮复习 专题38 测定电源的电动势和内阻（讲）（含解析）.doc

专题38 测定电源的电动势和内阻1.掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法.2.掌握用图象处理实验数据的方法.3.掌握实物图连接的技巧 基本实验要求1实验原理(1)闭合电路的欧姆定律(2)e和r的求解：由ueir得，解得e、r.(3)用作图法处理数据，如图所示图线与纵轴交点为e；图线与横轴交点为i短；图线的斜率表示r2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3基本操作(1)连接电路(2)电流表用0.6 a的量程，电压表用3 v的量程；(3)把滑动变阻器调到最大阻值处；(4)闭合开关，调节变阻器，使表有明显的示数，记下一组数据，同理记录多组数据规律方法总结1实验数据求e、r的处理方法(1)列多个方程组求解，再求e、r的平均值(2)图象法处理：以端电压u为纵轴，干路电流i为横轴，建系、描点、连线，纵轴截距为电动势e，直线斜率k的绝对值为内阻r.2注意事项(1)为了使端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池(2)电流不要过大，应小于0.5 a，读数要快(3)要测出不少于6组的(u，i)数据，变化范围要大些(4)若ui图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，应根据r确定(5)电流表要内接(因为r很小)3误差来源(1)偶然误差：用图象法求e和r时作图不准确(2)系统误差：电压表分流或电流表分压.重点归纳1、实物图连接的技巧实物图连接是一类考查学生实验技能和操作能力较为有效的题型，连线前一定要画出实验电路图，然后按图连线，且必须注意以下几点：(1)连线不能交叉；(2)必须把线接在接线柱上；(3)电流应从电表正接线柱流入，从负接线柱流出；(4)变阻器应处在有效控制状态在实际操作中，画电路图时，各元件的相对位置应尽量与实物图相吻合；连实物图时，应先串后并，先连控制电路后连测量电路要特别注意变阻器的分压连接，把变阻器的全电阻、开关、电源连成干路，取变阻器的部分电阻与测量电路并联即可2、测定电源电动势和内阻的其他方法电源的电动势和内阻测量方法一般为伏安法，另外还有以下几种方法：1安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，测量原理为：ei1(r1r)，ei2(r2r)，由此可求出e和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大2伏阻法：用一个电压表和电阻箱测量，电路如图乙所示，测量原理为：eu1r，eu2r，由此可求出r和e，此种方法测得的电动势和内阻均偏小3粗测法：用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时ue，需满足rvr.4双伏法：用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所示测量方法为：断开s，测得v1、v2的示数分别为u1、u2，此时，eu1u2r，rv为v1的内阻；再闭合s，v1的示数为u1，此时eu1r，解方程组可求得e和r.典型案例为了测定电源电动势e的大小、内电阻r和定值电阻r0的阻值，某同学利用dis设计了如图甲所示的电路。闭合电键s1，调节滑动变阻器的滑动触头p向某一方向移动时，用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，并根据测量数据计算机分别描绘了如图乙所示的m、n两条ui直线。请回答下列问题：（1）根据图乙中的m、n两条直线可知（ ）a直线m是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的b直线m是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的c直线n是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的d直线n是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的（2）图像中两直线交点处电路中的工作状态是（ ）a滑动变阻器的滑动头p滑到了最左端 b该电源在该电路中的输出功率最大c定值电阻r0上消耗的功率为0.5w d该电源在该电路中的效率达到最大值（3）根据图乙可以求得定值电阻r0= ，电源电动势e = v，内电阻r = 。【答案】（1）bc （2）abc （3）2.0 1.50 1.0【名师点睛】电源的电动势和内阻测量方法的常用方法：（1）安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，测量原理为：ei1（r1r），ei2（r2r），由此可求出e和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大（2）伏阻法：用一个电压表和电阻箱测量，电路如图乙所示，测量原理为：eu1r，eu2r，由此可求出r和e，此种方法测得的电动势和内阻均偏小（3）粗测法：用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时ue，需满足rvr.中教网zzstep双伏法：用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所示测量方法为：断开s，测得v1、v2的示数分别为u1、u2，此时，eu1u2r，rv为v1的内阻；再闭合s，v1的示数为u1，此时eu1r，解方程组可求得e和r.针对练习1某学习的研究性学习小组欲测定一块电池的电动势e和内阻r，用电压表v，电阻箱r、定值电阻，开关s、导线若干和该电池组成电路根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路。闭合开关s，调整电阻箱阻值r，读出电压表v相应示数u，该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的r、u数据，用图像法处理数据，则横轴选_（填r或），纵轴选_（选填u或），并将测得数据在坐标纸上描点，作出图线如果定值电阻，由得到图线为右上图，可知电源电动势e=_v（保留2为有效数字）：电源内阻_r=_（保留1为有效数字）。【答案】连线如图所示，10.0v；0.8【名师点睛】测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及u-i图象处理等多方面内容的考查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查针对练习2两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路测定值电阻r0、电源的电动势e和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头p向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表a和电压表v1的测量数据，另一位同学记录的是电流表a和电压表v2的测量数据并根据数据描绘了如图(b)所示的两条ui图线回答下列问题：(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知a甲同学是根据电压表v1和电