2021高考物理一轮复习第八章恒定电流实验十一测定电源的电动势和内阻课件新人教版

1、实验十一测定电源的电动势和内阻实验十一测定电源的电动势和内阻知识梳理知识梳理 自测巩固自测巩固一、实验目的一、实验目的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。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。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。掌握实物图连接的技巧。二、实验原理二、实验原理如图甲所示，改变如图甲所示，改变r的阻值，从电压表和电流表中读出几组的阻值，从电压表和电流表中读出几组i、u值，利用闭合值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组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。值，最后分别算出它们的平均值。此外还

2、可以用图象法来处理数据，即在坐标纸上以此外还可以用图象法来处理数据，即在坐标纸上以i为横坐标，为横坐标，u为纵坐标，用为纵坐标，用测出的几组测出的几组i、u值画出值画出ui图象，图乙所得直线跟纵轴交点即为图象，图乙所得直线跟纵轴交点即为_的值，的值，图象的斜率的绝对值即为图象的斜率的绝对值即为_的值。的值。电动势电动势内阻内阻r 三、实验器材三、实验器材电压表，电流表，滑动变阻器，干电池，开关，导线。电压表，电流表，滑动变阻器，干电池，开关，导线。四、实验步骤四、实验步骤1选择好电流表、电压表量程，按图甲连接好电路。选择好电流表、电压表量程，按图甲连接好电路。2把变阻器的滑动片移到一端，使接入

3、电路的阻值最大。把变阻器的滑动片移到一端，使接入电路的阻值最大。3闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据(i1，u1)，用，用同样的方法测量几组同样的方法测量几组i、u值。值。4断开开关时，整理器材。断开开关时，整理器材。5处理数据，用公式法或图象法求出电动势和内阻的值。处理数据，用公式法或图象法求出电动势和内阻的值。五、注意事项五、注意事项1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时选用已使用过一段时间的干电池间的干电池)。2电池在大电流放电时极化现象较

4、严重，电动势电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势e会明显下降，内阻会明显下降，内阻r会明显会明显增大，因此实验中不要将增大，因此实验中不要将i调得过大。读数要快，每次读完立即断电。调得过大。读数要快，每次读完立即断电。3测出不少于测出不少于6组组i、u数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的的i、u数据中，第数据中，第1和第和第4为一组，第为一组，第2和第和第5为一组，第为一组，第3和第和第6为一组，分别求出为一组，分别求出e、r值再求平均值。值再求平均值。4画画ui图象时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的图象时，

5、要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不考虑，以减小偶然误差。两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不考虑，以减小偶然误差。5干电池内阻较小时，干电池内阻较小时，u的变化较小，此时坐标图中数据点将集中在上部，呈的变化较小，此时坐标图中数据点将集中在上部，呈现下部分大面积空间得不到利用，为此，可使纵坐标不从零开始，如图所示，把坐现下部分大面积空间得不到利用，为此，可使纵坐标不从零开始，如图所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小，此时图象与横轴交点不表示短路电流，仍可标的比例放大，可使结果的误差减小，此时图象与横轴交点不表示短路电流，仍可用用r|u/i|计

6、算出电池的内阻计算出电池的内阻r。六、误差分析六、误差分析1偶然误差偶然误差(1)由读数不准和电表线性不良引起误差。由读数不准和电表线性不良引起误差。(2)用图象法求用图象法求e和和r时，由于作图不准确造成的误差。时，由于作图不准确造成的误差。(3)测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起e、r变化。变化。2系统误差系统误差由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差。由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差。(1)如图甲所示，在理论上如图甲所示，在理论上eu(ivia)r，其中电压表示数，其中电压表示数u是准确的电源两是准确的电源两端电压。而实验中忽略了通

7、过电压表的电流端电压。而实验中忽略了通过电压表的电流iv而形成误差，而且电压表示数越大，而形成误差，而且电压表示数越大，iv越大。越大。 七、其他方案设计七、其他方案设计以上测量方法一般称为伏安法，测电源的电动势和内阻还有以下几种方法：以上测量方法一般称为伏安法，测电源的电动势和内阻还有以下几种方法：1安阻法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：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，由此可求出e和和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大。，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大。核心考点核心考点 重点

8、突破重点突破考点一考点一 (2019湖北荆门月考湖北荆门月考)在做测量一只蓄电池在做测量一只蓄电池(电动势约为电动势约为2.2 v，内阻，内阻很小很小)的电动势和内阻的实验时，备有下列器材供选用：的电动势和内阻的实验时，备有下列器材供选用：a定值电阻定值电阻(阻值为阻值为r11 )b定值电阻定值电阻(阻值为阻值为r220 )c直流电流表直流电流表(量程量程00.6 a或或03 a，内阻约为，内阻约为0.2 )d直流电压表直流电压表(量程量程03 v或或015 v，内阻约为，内阻约为5 k)e滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围阻值范围010 )f滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围阻值范围01 000 )

9、g开关开关h导线若干导线若干教材原型实验教材原型实验例例 1(1)实验电路如图甲所示，为防止电源短路，用作保护电阻的定值电阻应选用实验电路如图甲所示，为防止电源短路，用作保护电阻的定值电阻应选用_(填填“a”或或“b”)；滑动变阻器应选用；滑动变阻器应选用_(填填“e”或或“f”)。a e(2)某同学将选定的器材完成了实验电路的连接，闭合开关后发现无论怎样移动某同学将选定的器材完成了实验电路的连接，闭合开关后发现无论怎样移动滑片滑片p，电压表示数约为，电压表示数约为2.2 v不变，电流表的示数始终为零，则电路故障可能是下不变，电流表的示数始终为零，则电路故障可能是下述中的述中的_。ab、c间断

10、路间断路ba、p间某点电阻丝断路间某点电阻丝断路cp与电阻丝未接通与电阻丝未接通d保护电阻断路保护电阻断路ac (3)某小组按正确的操作步骤完成实验，根据实验记录，将测量数据描点如图某小组按正确的操作步骤完成实验，根据实验记录，将测量数据描点如图乙，请在图乙中作出相应图象。则待测蓄电池的电动势乙，请在图乙中作出相应图象。则待测蓄电池的电动势e为为_v，内阻内阻r为为_。(结果均保留两位有效数字结果均保留两位有效数字)2.2(2.12.3) 0.50(0.400.60) 答案答案(2)描点图描点图解析解析本题考查实验器材选取、电路故障分析、数据处理。本题考查实验器材选取、电路故障分析、数据处理。

11、(1)蓄电池的电动势为蓄电池的电动势为2.2 v，如果选用，如果选用b，由于，由于b的阻值较大，电路电流太小，的阻值较大，电路电流太小，不利于电表读数，故保护电阻选用不利于电表读数，故保护电阻选用a；为了调节方便，滑动变阻器应选最大阻值较；为了调节方便，滑动变阻器应选最大阻值较小的小的e。(2)若若b、c间断路，则电路断路，电流表示数为零，电压表与电源两极相连，电间断路，则电路断路，电流表示数为零，电压表与电源两极相连，电压表示数接近电源电动势，压表示数接近电源电动势，a正确；若正确；若a、p间某点电阻丝断路，则电路为通路，电间某点电阻丝断路，则电路为通路，电流表示数不是始终为零，流表示数不是

12、始终为零，b错误；若错误；若p与电阻丝未接通，则电流表示数为零，电压表与电阻丝未接通，则电流表示数为零，电压表与电源两极相连，电压表示数接近电源电动势，与电源两极相连，电压表示数接近电源电动势，c正确；若保护电阻断路，则电路正确；若保护电阻断路，则电路断路，电流表示数为零，电压表示数也为零，断路，电流表示数为零，电压表示数也为零，d错误。错误。类题演练类题演练1(2020湖南岳阳模拟湖南岳阳模拟)某同学想测量一电源的电动势及内阻某同学想测量一电源的电动势及内阻(结果均保留两位结果均保留两位有效数字有效数字)。(1)他用内阻他用内阻rg100 ，满偏电流，满偏电流ig1 ma的表头的表头g改装成

13、量程为改装成量程为00.5 a的电的电流表和流表和03.0 v的电压表。则用表头的电压表。则用表头g串联一个串联一个r1_ k的电阻可以改装的电阻可以改装成量程为成量程为03.0 v的电压表；用表头的电压表；用表头g并联一个并联一个r2_ 的电阻可以改装的电阻可以改装成量程为成量程为00.5 a的电流表。的电流表。2.9 0.20 (2)现有器材为一只开关、一个滑动变阻器、若干导线和改装的电流表、电压表现有器材为一只开关、一个滑动变阻器、若干导线和改装的电流表、电压表(改装的两表均用表头改装的两表均用表头g与一个电阻串、并联来表示与一个电阻串、并联来表示)，要求精确测量电源电动势及，要求精确测

14、量电源电动势及内阻，电流表测干路电流，请在虚线框内画出实验原理电路图。内阻，电流表测干路电流，请在虚线框内画出实验原理电路图。答案答案(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表读数为根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表读数为1.5 v时，电流表读时，电流表读数为数为0.30 a；电压表读数为；电压表读数为2.0 v时，电流表读数为时，电流表读数为0.20 a，则电源的电动势，则电源的电动势e_ v，内阻，内阻r_ 。3.0(3.1) 4.8(5.1) 考点二考点二 (2019江苏泰州期末江苏泰州期末)某同学准备测定一电池的电动势和内阻。某同学准备测定一电池的电动势和内阻。( 1 )

15、 先 用 多 用 电 表先 用 多 用 电 表 “ 直 流直 流 2 . 5 v 挡挡 ” 粗 测 该 电 池 电 动 势 ， 读 数 为粗 测 该 电 池 电 动 势 ， 读 数 为_v。 实验拓展创新实验拓展创新 例例 21.57(1.561.58均可均可) (2)为较精确地测量电池电动势为较精确地测量电池电动势和内阻，他设计了如图甲所示的电和内阻，他设计了如图甲所示的电路。其中定值电阻路。其中定值电阻r约为约为3 ，标有，标有长度刻度的电阻丝长度刻度的电阻丝ac每单位长度电阻每单位长度电阻为为r0，电流表内阻不计。根据图甲，电流表内阻不计。根据图甲完成图乙中实物连线。完成图乙中实物连线。

16、答案答案类题演练类题演练2(2019贵州贵阳一中月考贵州贵阳一中月考)某同学用如图甲所示电路测量某电源的电动势和内某同学用如图甲所示电路测量某电源的电动势和内阻，电路中阻，电路中ab段为拉力敏感电阻丝。拉力敏感电阻丝的阻值段为拉力敏感电阻丝。拉力敏感电阻丝的阻值r随拉力随拉力f线性变化，线性变化，其线性关系为其线性关系为rl1510f，单位为，单位为。a 4.0 0.80 (3)如图丙所示为一灯泡的伏安特性曲线，现将若干个这种灯泡并联之后与上述如图丙所示为一灯泡的伏安特性曲线，现将若干个这种灯泡并联之后与上述的电源直接连接，则并联的电源直接连接，则并联 _只灯泡可使电源的输出功率最大。只灯泡可

17、使电源的输出功率最大。22年高考年高考 模拟训练模拟训练1(2019辽宁葫芦岛协作体月考辽宁葫芦岛协作体月考)如图甲所示，用伏安法测电源电动势和内阻如图甲所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一个阻值为的实验中，在电路中接一个阻值为2 的电阻的电阻r0，通过改变滑动变阻器滑片位置，通过改变滑动变阻器滑片位置，得到几组电表的实验数据如表所示。得到几组电表的实验数据如表所示。u/v1.21.00.80.6i/a 0.10 0.17 0.23 0.30(1)r0的作用是的作用是_。(2)用作图法在图乙中作出用作图法在图乙中作出ui图线。图线。保护电路保护电路 答案答案(3)利用图线，测

18、得电动势利用图线，测得电动势e_ v，内阻，内阻r_ 。(4)某同学测另一串联电池组的输出功率某同学测另一串联电池组的输出功率p随外电阻随外电阻r变化的曲线如图丙所示。变化的曲线如图丙所示。由所得图线可知，被测电池组电动势由所得图线可知，被测电池组电动势e_ v，电池组的内阻，电池组的内阻r_ (计算结果均保留两位有效数字计算结果均保留两位有效数字)。1.5 1.0 30 5.0 解析解析本题考查实验器材与电路图选取、数据处理。本题考查实验器材与电路图选取、数据处理。(1)电阻电阻r0具有保护电路的作用，保护电源、电表，防止短路。具有保护电路的作用，保护电源、电表，防止短路。(2)根据表格中的

19、数据描点连线，图象如图所示。根据表格中的数据描点连线，图象如图所示。2. (2019山东济南外国语学校模拟山东济南外国语学校模拟)无线话筒所用的电池电动势无线话筒所用的电池电动势e约为约为9 v，内，内阻阻r约为约为40 ，最大输出电流为，最大输出电流为100 ma。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图甲的电路进行实验。图中电压表为理想电表，利用图甲的电路进行实验。图中电压表为理想电表，r为电阻箱为电阻箱(阻值范围为阻值范围为0999.9 )，r0为定值电阻。为定值电阻。(1)图甲中接入图甲中接入r0的目的是为了防止电阻箱的阻值调得过小时，通过电源的

20、电流的目的是为了防止电阻箱的阻值调得过小时，通过电源的电流大于其承受范围，起保护电路的作用。实验室备有的定值电阻大于其承受范围，起保护电路的作用。实验室备有的定值电阻r0的规格有以下几的规格有以下几种，则本实验应选用种，则本实验应选用_。a10 b50 c1 500 d2 500 b(2)该同学接入符合要求的该同学接入符合要求的r0后，闭合开关后，闭合开关s，调整电阻箱的阻值，读出电阻箱，调整电阻箱的阻值，读出电阻箱的阻值的阻值r和对应的电压表的示数和对应的电压表的示数u，再改变电阻阻值，取得多组数据，由数据作出，再改变电阻阻值，取得多组数据，由数据作出了如图乙的图线。由图线可知，当电压表的示数为了如图乙的图线。由图线可知，当电压表的示数为2 v时，电阻箱接入电路的阻值时，电阻箱接入电路的阻值为为_ 。(3)根据图乙所作出的图象求得该电根据图乙所作出的图象求得该电池的电动势池的电动势e_ v，内阻，内阻r_ 。(计算结果均保留三位有计算结果均保留三位有效数字效数字)20.8(20.022.0均可均可) 10.0 33.3 3(2019山东聊城一模山东聊城一