2021届高考物理一轮复习第八章恒定电流实验十测定电源的电动势和内阻课件粤教版

1、实验十测定电源的电动势和内阻实验十测定电源的电动势和内阻一、基本原理与操作一、基本原理与操作原理电路图操作要领原理：闭合电路欧姆定律euir(1)电路：电路：滑动变阻器采用限流接法(2)连接电路：连接电路：按实验电路图连接好电路(3)测量与记录：测量与记录：闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，测量出多组i、u值，填入对应的表格中(4)画图象：画图象：画ui图象二、数据处理二、数据处理1.计算方法计算方法注意事项注意事项误差分析误差分析(1)用图象法求用图象法求e和和r时作图不准确。时作图不准确。(2)由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。(3)本实

2、验中测量结果是：本实验中测量结果是：e测测e真真，r测测r真真。教材原型实验教材原型实验命题角度命题角度 实验电路与器材的选择实验电路与器材的选择【例【例1】 (2020太原一模太原一模)为测定一节新干电池的电动势和内电阻为测定一节新干电池的电动势和内电阻(已知该干电池的内已知该干电池的内电阻相当小，额定电流为电阻相当小，额定电流为0.7 a)，可供选择的器材有：，可供选择的器材有：电压表：电压表：a.量程量程3 v，内阻为，内阻为10 kb.量程量程15 v，内阻为，内阻为20 k电流表：电流表：c.量程量程0.8 a，内阻约为，内阻约为0.5 d.量程量程3 a，内阻约为，内阻约为0.2

3、滑动变阻器：滑动变阻器：e.最大电阻最大电阻10 ，额定电流，额定电流0.7 af.最大电阻最大电阻2 k，额定电流，额定电流2 ag.定值电阻定值电阻r01 h.开关、导线若干开关、导线若干(1)要使实验误差较小且操作方便，可选择的器材是要使实验误差较小且操作方便，可选择的器材是_(填字母代号填字母代号)(2)图中的电路图应选择图中的电路图应选择_。解析解析(1)一节干电池的电动势约为一节干电池的电动势约为1.5 v，则电压表选，则电压表选3 v量程，应用伏安法测一节量程，应用伏安法测一节干电池电动势与内阻时，最大电流约为零点几安培，则电流表选择干电池电动势与内阻时，最大电流约为零点几安培，

4、则电流表选择0.8 a量程，为方量程，为方便实验操作，滑动变阻器应选便实验操作，滑动变阻器应选e；为了准确测量应接入定值电阻等效为电源内阻再；为了准确测量应接入定值电阻等效为电源内阻再进行测量；同时还需要开关和导线，故所用仪器为进行测量；同时还需要开关和导线，故所用仪器为acegh；(2)因干电池的内电阻相当小，电压表的读数变化很小，将定值电阻与电源串联以增因干电池的内电阻相当小，电压表的读数变化很小，将定值电阻与电源串联以增大等效内阻。由于电流表的内阻未知，为减小误差，故应采用相对电源的外接法，大等效内阻。由于电流表的内阻未知，为减小误差，故应采用相对电源的外接法，故电路图应选择故电路图应选

5、择d项。项。答案答案(1)acegh(2)d拓展训练拓展训练1 在测量一节干电池电动势在测量一节干电池电动势e和内阻和内阻r的实验中，小明设计了如图的实验中，小明设计了如图1甲所示的甲所示的实验电路。实验电路。图图1(1)根据图甲实验电路，请在乙图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。根据图甲实验电路，请在乙图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实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片p调到调到_(选填选填“a”或或“b”)端。端。(3)闭合开关闭合开关s1，s2接图甲中的接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示位置，改变滑动变阻器的阻

6、值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；数和对应的电流表示数；s2改接图甲中的改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。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和对应的电流表示数i的图象，如图丙所的图象，如图丙所示，两直线与纵轴的截距分别为示，两直线与纵轴的截距分别为ua、ub，与横轴的截距分别为，与横轴的截距分别为ia、ib。s2接接1位置时，作出的位置时，作出的ui图线是图丙中的图线是图丙中的_(选填选填“a”或或“b”)线

7、；测出的电线；测出的电池电动势池电动势e和内阻和内阻r存在系统误差，原因是存在系统误差，原因是_。由图丙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为由图丙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为e真真_，r真真_。【例【例2】 (2020哈尔滨市模拟哈尔滨市模拟)某实验小组正在测定一节新型电池的电动势某实验小组正在测定一节新型电池的电动势(约为约为3 v)和内阻，现要选取一个定值电阻和内阻，现要选取一个定值电阻r0当作保护电阻。当作保护电阻。(1)首先为了准确测量定值电阻首先为了准确测量定值电阻r0的阻值，在操作台上准备了如下实验器材：的阻值，在操作台上准备了如下实验器材：a.电压表电压表v(量程为量

8、程为03 v，电阻约为，电阻约为4 k)b.电流表电流表a1(量程为量程为01 a，内阻约为，内阻约为0.5 )c.电流表电流表a2(量程为量程为03 a，内阻约为，内阻约为0.5 )d.定值电阻定值电阻r0(阻值约为阻值约为3 )e.滑动变阻器滑动变阻器r(010 )f.开关开关s一个，导线若干一个，导线若干上述器材中，在测量上述器材中，在测量r0阻值时应选择阻值时应选择_(填器材前面的序号填器材前面的序号)为电流表，其实为电流表，其实验电路图应选图验电路图应选图2甲中的甲中的_(填图号填图号)，经测量定值电阻，经测量定值电阻r0的阻值为的阻值为2.8 。甲甲图图2(2)之后为了测量该新型电

9、池的电动势和内阻，设计了如下实验，完成图乙中实验器之后为了测量该新型电池的电动势和内阻，设计了如下实验，完成图乙中实验器材的连接。材的连接。(3)根据实验记录的数据作出根据实验记录的数据作出ui图线如图丙所示，根据图丙可以求出待测新型电池图线如图丙所示，根据图丙可以求出待测新型电池的内阻为的内阻为_，电池电动势为，电池电动势为_v。(保留保留2位有效数字位有效数字)解析解析(1)新型电池的电动势约为新型电池的电动势约为3 v，定值电阻，定值电阻r0的阻值约为的阻值约为3 ，则通过定值电阻，则通过定值电阻r0的最大电流约为的最大电流约为1 a，故在测量，故在测量r0的阻值时应选择电流表的阻值时应

10、选择电流表a1；由于电压表内阻远大；由于电压表内阻远大于于r0的阻值，故电流表采用外接的方法，即应选图的阻值，故电流表采用外接的方法，即应选图(a)。(2)如图所示。如图所示。答案答案(1)b(a)(2)见解析图见解析图(3)0.952.9拓展训练拓展训练2 某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，实验电某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，实验电路图如图路图如图3所示。所示。图图3(1)该同学设计的电路图比课本中的电路图多使用了一个定值电阻，你认为其作用是该同学设计的电路图比课本中的电路图多使用了一个定值电阻，你认为其作用是_。(2)现有电流表现有电流表(0

11、0.6 a)、开关和导线若干，实验桌上还有以下器材：、开关和导线若干，实验桌上还有以下器材：a.旧电池一节；旧电池一节；b.滑动变阻器滑动变阻器(010 ，允许的最大电流为，允许的最大电流为2 a)；c.定值电阻定值电阻(阻值为阻值为10 ，额定功率为，额定功率为10 w)；d.定值电阻定值电阻(阻值为阻值为2 ，额定功率为，额定功率为5 w)；e.电压表电压表(03 v，内阻为，内阻为3 000 )；f.电压表电压表(03 v，内阻为，内阻为5 000 )。为了能尽量减小实验误差，定值电阻应选为了能尽量减小实验误差，定值电阻应选_；电压表应选；电压表应选_。(均填器均填器材前的选项字母材前的

12、选项字母)(3)该同学某次实验时，电压表的指针位置如图该同学某次实验时，电压表的指针位置如图4所示，其读数为所示，其读数为_v。(4)该同学通过实验得到了多组电流表和电压表的读数，并把它们描在坐标系中，如该同学通过实验得到了多组电流表和电压表的读数，并把它们描在坐标系中，如图图5所示，据此可知该电源的电动势为所示，据此可知该电源的电动势为_v，内阻为，内阻为_。解析解析(1)定值电阻在电路中起保护作用，使电路中的电流不太大，从而保护电流表定值电阻在电路中起保护作用，使电路中的电流不太大，从而保护电流表和电源。和电源。(2)为了能尽量减小实验误差，定值电阻应选阻值小的为了能尽量减小实验误差，定值

13、电阻应选阻值小的d，可使电流变化范围大一些；，可使电流变化范围大一些；电压表应选内阻较大的电压表应选内阻较大的f，从而减小电压表的分流，减小误差。，从而减小电压表的分流，减小误差。(3)电压表的量程为电压表的量程为3 v，分度值为，分度值为0.1 v，则读数为，则读数为1.10 v。答案答案(1)保护作用保护作用(2)df(3)1.10(4)1.501.0实验拓展创新实验拓展创新命题角度命题角度 结合电表的改装测定电源的电动势和内阻结合电表的改装测定电源的电动势和内阻【例【例3】 某同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：某同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列

14、器材：a.待测的干电池待测的干电池(电动势约为电动势约为1.5 v，内阻小于，内阻小于1.0 )b.电流表电流表a1(量程量程03 ma，内阻，内阻rg110 )c.电流表电流表a2(量程量程00.6 a，内阻，内阻rg2约为约为0.1 )d.滑动变阻器滑动变阻器r1(阻值范围阻值范围020 ，额定电流，额定电流10 a)e.滑动变阻器滑动变阻器r2(阻值范围阻值范围0200 ，额定电流，额定电流1 a)f.电阻箱电阻箱r0(阻值范围阻值范围0999 )g.开关和导线若干开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如某同学发现上述器材中虽然没有电压表

15、，但给出了两个电流表，于是他设计了如图图 a、b、c、d所示的四个参考实验电路，并计划用图象法处理实验数据，其中最合所示的四个参考实验电路，并计划用图象法处理实验数据，其中最合理的是图理的是图_所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选滑动变阻器应选_(填写器材前的字母代号填写器材前的字母代号)。(2)该同学选出合理的实验电路后，把与该同学选出合理的实验电路后，把与r0串联的电流表当作量程为串联的电流表当作量程为03 v的电压表的电压表使用，于是将电阻箱使用，于是将电阻箱r0的阻值调至的阻值调至_ 。(3)图图

16、6为该同学利用为该同学利用(1)中选出的合理的实验电路测出的数据绘出的中选出的合理的实验电路测出的数据绘出的i1i2图线图线(i1为电为电流表流表a1的示数，的示数，i2为电流表为电流表a2的示数的示数)，被测干电池的电动势，被测干电池的电动势e_ v，内阻，内阻r_ 。(结果保留结果保留2位小数位小数)图图6解析解析(1)将小量程电流表将小量程电流表a1与电阻箱与电阻箱r0串联并将电阻箱调至某一合适的阻值从而将串联并将电阻箱调至某一合适的阻值从而将电流表改装为电压表，由此排除图电流表改装为电压表，由此排除图a、图、图d所示的电路；对于图所示的电路；对于图b所示的电路，根据所示的电路，根据闭合

17、电路欧姆定律可得闭合电路欧姆定律可得e(i1i2)ri1(rg1r0)，对于图，对于图c所示的电路，根据闭合电所示的电路，根据闭合电路欧姆定律可得路欧姆定律可得ei2(rg2r)i1(rg1r0)，由于，由于rg2的准确值未知，用图象法处理的准确值未知，用图象法处理数据，会使测量结果不准确，故应选图数据，会使测量结果不准确，故应选图b所示的电路。由电流表所示的电路。由电流表a2的量程分析可知，的量程分析可知，滑动变阻器应选滑动变阻器应选d。(2)根据题图分析可知应将电阻箱根据题图分析可知应将电阻箱r0的阻值调至的阻值调至990 ，从而将电流表改装为量程为，从而将电流表改装为量程为03 v的电压

18、表。的电压表。答案答案(1)bd(2)990(3)1.480.85【例【例4】 (2018江苏卷，江苏卷，10)一同学测量某干电池的电动势和内阻。一同学测量某干电池的电动势和内阻。(1)如图如图7所示是该同学正准备接入最后一根导线所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示图中虚线所示)时的实验电路。请时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处_。图图7图图8解析解析(1)在连接电路前，首先要断开开关，电路中串联的电阻箱在连接电路前，首先要断开开关，电路中串联的电阻箱(或滑动变阻器或滑动变阻器)阻值阻值要调节到最大，所以操作中存在的不妥之处

19、是：要调节到最大，所以操作中存在的不妥之处是：开关未断开；开关未断开；电阻箱阻值为零。电阻箱阻值为零。答案答案(1)开关未断开；开关未断开；电阻箱阻值为零。电阻箱阻值为零。(2)图象见解析图象见解析1.4(1.301.44都算对都算对)1.2(1.01.4都算对都算对)(3)1.4结果与结果与(2)问第一个空格所填写数据一致问第一个空格所填写数据一致1.0结果比结果比(2)问第二个空格小问第二个空格小0.2【例【例5】 某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电压表某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电压表(内阻内阻很大很大)、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该

20、同学按如图、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图9所示电路进行实验，所示电路进行实验，测得的数据如下表所示。测得的数据如下表所示。图图9图图10(3)由由(2)中作出的图象可知，该电池的电动势中作出的图象可知，该电池的电动势e_v，内阻，内阻r_。(2)描点连线时，应让尽可能多的点落在直线上，如图所示。描点连线时，应让尽可能多的点落在直线上，如图所示。(3)由闭合电路欧姆定律可知，图线的纵截距表示电动势，故由闭合电路欧姆定律可知，图线的纵截距表示电动势，故e1.47 v，图线斜率的，图线斜率的绝对值表示内阻，故绝对值表示内阻，故r0.94 。答案答案(1)a(2)如解析图所示如解析图所示(3)1.470.94拓展训练拓展训练3 (2019宁波九校联考宁波九校联考)现有一特殊电池，它的电动势现有一特殊电池，它的电动势e约为约为9 v，内阻，内阻r约为约为40 ，已知该电池允许输出的最大电流为，已知该电池允许输出的最大电流为50 ma。为了测量这个电池的电动势和