年高考物理大一轮复习江苏专版课件：第七章+恒定电流+实验八

实验八测量电源的电动势和内阻第七章

恒定电流实验八测量电源的电动势和内阻第七章恒定电流内容索引过好双基关回扣基础知识训练基础题目研透命题点细研考纲和真题分析突破命题点随堂测试随堂自测检测课堂学习效果内容索引过好双基关研透命题点随堂测试过好双基关过好双基关1.实验目的测量电源的电动势和内阻.2.实验原理(1)用电压表、电流表、可变电阻(如滑动变阻器)测量.测出两组U、I值，就能算出电动势和内阻.原理公式：

.图1甲适合测量内阻较小的电池；图乙适合测量内阻较大的电池(如水果电池).图1E＝U＋Ir1.实验目的图1E＝U＋Ir(2)用电流表、电阻箱测量.如图2甲所示，测出两组I、R值，就能算出电动势和内阻.图2原理公式：

.(3)用电压表、电阻箱测量.如图乙所示，测出两组U、R值，就能算出电动势和内阻.原理公式：

.E＝I(R＋r)(2)用电流表、电阻箱测量.如图2甲所示，测出两组I、R值，3.实验器材电池(待测电源)，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，导线，坐标纸.4.实验步骤(1)确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好.(2)把滑动变阻器滑片移到电阻

的一端.(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的读数，用同样方法测量并记录几组

、

.(4)断开开关，整理好器材.(5)在坐标纸上作

图线，求出E、r.最大电压电流值U－I3.实验器材最大电压电流值U－I5.数据处理(1)公式法：原则上，利用两组U、I数据，根据公式E＝U＋Ir，便可得到E、r，但这样误差较大，为减小误差，可测多次求平均值.(2)图象法：将多组U、I数据描在坐标纸上，利用图线求解电动势和内阻.①图线的纵坐标是路端电压，横坐标是干路电流，根据U＝E－Ir，图线是向下倾斜的直线.②电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持不变，而这里的U－I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，才有I和U的变化.5.数据处理1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。5、数学教学要“淡化形式，注重实质.6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。四月241:14上午4月-2401:14April3,20247、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2024/4/31:14:2701:14:2703April20248、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。1:14:27上午1:14上午01:14:274月-24

1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞③实验中至少得到5组以上实验数据，画在坐标纸上拟合出一条直线.要使多数点落在直线上，且分布在直线两侧的点个数大致相等.④将图线延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就等于

.横轴截距点(路端电压U＝0)意味着短路情况，它的数值就等于

.特别提醒

(1)两个截距点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的.(2)由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小.为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得.电动势短路电流③实验中至少得到5组以上实验数据，画在坐标纸上拟合出一条直线6.注意事项(1)实验电路图：电流表和滑动变阻器串联后与电压表并联.(2)电流表一般选0～0.6A挡，电压表一般选0～3V挡.(3)电流不能过大，一般小于0.5A.(4)由于电池内阻一般较小，为使电压表读数有明显变化，可采用内阻较大的旧电池，或给电池串联一个定值电阻R0，测出等效内阻后再减掉R0即可.6.注意事项7.误差分析(1)偶然误差：读数或作图不准确会产生偶然误差.(2)系统误差由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差.①如图3甲所示，在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压，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，IV越大.图37.误差分析图3结论：A.如图乙所示，当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，短路电流测量值＝真实值.B.E测<E真.C.因为r测＝

，所以r测<r真.从电路的角度看，电压表应看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势(r测和E测)，因为电压表和电池并联，所以r测小于电池内阻r真，因为外电阻R断开时，a、b两点间电压Uab等于电动势E测，此时电源与电压表构成回路，所以Uab<E真，即E测<E真.结论：A.如图乙所示，当电压表示数为零时，IV＝0，②若采用如图4甲所示的电路，IA为电源电流真实值，理论上有E＝U＋UA＋IAr，其中UA不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，UA越大，当电流为零时，UA＝0，电压为准确值，等于E，如图乙所示.结论：A.E为真实值.B.I短测<I短真.C.因为r测＝

，所以r测>r真，r测为r真和RA的串联值，由于通常情况下电池的内阻较小，所以这时的测量误差非常大.图4②若采用如图4甲所示的电路，IA为电源电流真实值，理论上有E研透命题点研透命题点例1

(2017·如东高级中学四校联考)在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为一节新的干电池.(1)用如图5所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表变化不明显，原因是_____________，从而影响测量值的精确性.命题点一实验原理的理解和应用基础考点自主悟透图5电池内阻太小解析采用一节新干电池进行实验，实验时会发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时，电压表读数变化很小，其原因是新电池的内阻很小，内电路的电压降很小.答案解析例1(2017·如东高级中学四校联考)在“测电池的电动势和(2)为了提高实验的精确度，采用如图6所示电路，提供器材：A.量程3V和15V的双量程电压表VB.量程0.6A和3A的双量程电流表AC.定值电阻R0(R0＝1.5Ω)D.滑动变阻器R1(0～10Ω)E.滑动变阻器R2(0～200Ω)F.开关S和一些导线.①上图电路中，加接电阻R0有两方面的作用：一是方便实验操作和数据测量；二是______________________________.答案图6保护电路中电源和电流表的安全解析(2)为了提高实验的精确度，采用如图6所示电路，提供器材：答解析加接电阻R0有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏，即保护电路中电源和电流表的安全.解析加接电阻R0有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用____(填R1或R2).答案R1解析变阻器应选总阻值与r＋R0相差不大的R1.解析②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用___③用笔画线代替导线在图7中完成实物连接图.答案答案见解析图解析如图所示.解析图7③用笔画线代替导线在图7中完成实物连接图.答案答案见解析图④实验中改变滑动变阻器的阻值，测出几组电流表和电压表的读数，并在给出的U－I坐标系中画出U－I图线如图8所示，则新干电池的内阻r＝___________________Ω(结果保留两位有效数字).答案0.35(0.32～0.38均可)解析图8④实验中改变滑动变阻器的阻值，测出几组电流表和电压表的读数，例2

(2017·如皋市调研)在“测定某电源的电动势和内阻”实验中，实验电路如图9甲所示，R为电阻箱，阻值范围0～9999Ω，R0是保护电阻，V为理想电压表.该同学连接好电路后，闭合电键S，改变电阻箱的电阻值，读取电压表的示数.根据读取的多组数据，他画出了图丙所示的图象.命题点二伏—阻法测电源电动势与内阻基础考点

自主悟透图9例2(2017·如皋市调研)在“测定某电源的电动势和内阻”(1)请在图乙中选择合适的器材根据电路图甲画线连接实物图.答案见解析图(注意电压表量程的选取)解析根据电路图连接实物图，如图所示.答案解析(1)请在图乙中选择合适的器材根据电路图甲画线连接实物图.答(2)在图丙所示图象中，当

＝0.10V－1，外电路处于_____状态(选填“通路”“断路”或“短路”).断路解析在题图丙所示图象中，当

＝0.10V－1时，外电阻的倒数为零，则外电阻趋向于无穷大，外电路处于断路状态.答案解析(2)在图丙所示图象中，当＝0.10V－1，外电路处(3)根据该图象可求得该电池的电动势E＝____V，内阻r＝____Ω.510答案解析(3)根据该图象可求得该电池的电动势E＝____V，内阻r例3

(2017·苏锡常镇四市调研)小华在测量干电池的电动势和内阻实验中，利用了如下实验器材：一只满偏电流为100μA的表头，一只开关，两只电阻箱(0～999.9Ω)和导线若干.(1)小华先将表头与图10中电阻箱1进行连接，将电阻箱调节至图11所示阻值时，就可把表头改装成量程为50mA的电流表，电阻箱接入电路的阻值为___Ω；命题点三安—阻法测电源电动势与内阻基础考点自主悟透图10图115解析根据电阻箱的读数方法可知，电阻箱示数R1＝5×1Ω＝5Ω；答案解析例3(2017·苏锡常镇四市调研)小华在测量干电池的电动势(2)用笔画线代替导线，请将图10所示实验电路连接图补充完整；答案见解析图答案解析解析由题意可知，本实验应采用改装后的电流表与电阻箱2串联的方式进行，要扩大电流表量程应将电阻箱1与表头并联，再与电阻箱2串联，实物图如图所示.(2)用笔画线代替导线，请将图10所示实验电路连接图补充完整(3)通过改变电阻箱2接入电路的阻值R，测得相应的电流I，并且作相关计算后一并记录在下表中.答案见解析图答案解析实验次数123456R(Ω)95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.431.401.361.331.261.20①请在图12中描绘出(IR)－I图线；图12(3)通过改变电阻箱2接入电路的阻值R，测得相应的电流I，并解析根据描点法可得出对应的图象如图所示；解析根据描点法可得出对应的图象如图所示；②根据图线可求得电池的电动势E＝____________________V，内阻是____________________Ω.(计算结果均保留三位有效数字)1.54(1.53～1.56均可)答案解析

2.10(1.80～2.30均可)则可知，图象与纵轴的交点表示电源的电动势，图线斜率的绝对值为r＋R1，故E＝1.54V，r＝2.10Ω.②根据图线可求得电池的电动势E＝______________例4

(2018·南通市调研)用如图13所示的电路测量电池的电动势和内阻，定值电阻R1＝16Ω.(1)闭合开关S后，电压表V1无读数，电压表V2有读数，经检查发现电路中存在断路故障，则该故障可能在____(选填“ab”、“bc”或“cd”)两点间.cd答案命题点四实验的拓展与创新基础考点自主悟透图13例4(2018·南通市调研)用如图13所示的电路测量电池的(2)排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的阻值，记录多组电压表的示数U1、U2，如下表所示.请根据表中数据在图14中作出U2－U1图象.答案U2/V5.04.54.03.53.02.52.0U1/V0.661.001.331.882.002.322.68图14答案如图所示(2)排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的阻值，记录多组(3)由图象可知，电源电动势E＝__________________V，内阻r＝_________________Ω.(结果均保留两位有效数字)答案解析6.0(5.8～6.2均可)8.0(7.8～8.2均可)(4)实验中，产生系统误差的主要原因是______________.电压表V1分流(3)由图象可知，电源电动势E＝______________随堂测试随堂测试1.(2017·海安中学12月月考)甲同学采用如图15所示的电路测定电源的电动势和内电阻.提供的器材：电压表(0～3V)、电流表(0～0.6A)及滑动变阻器R、电键S、导线.(1)连好电路后，当该同学闭合电键S，发现电流表示数为0，电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错，接触良好，且电路未发生短路；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接ab、bc和de时，示数均为0，把两表笔接cd时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是________________.12图15答案见解析答案解析1.(2017·海安中学12月月考)甲同学采用如图15所示的解析发现电流表示数为0，电压表示数不为0，电流表或R处断路，用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，知滑动变阻器R断路.12解析发现电流表示数为0，电压表示数不为0，电流表或R处断路(2)排除故障后，该同学顺利完成实验数据的测量，如下表所示.并根据数据在空白的坐标纸上作出如图16所示的U－I图线，该图存在多处不妥之处，请指出.(指出两处不妥之处)答案解析I/A0.100.200.300.400.500.60U/V2.932.872.852.772.752.70图16①________________________________；②________________________________.该同学根据上表数据可测出电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.12答案

见解析(2)排除故障后，该同学顺利完成实验数据的测量，如下表所示.解析

由题图可知，图线几乎分布在一个很小的区域内，原因是电压U的取值范围在2.70～3.00V之间，而U轴坐标起点的选取从0开始显然不妥；此外该同学建立坐标系时没有标明单位也是不妥；还有画图线时应尽量使更多的点落在直线上，不在直线上的点应尽量对称分布在直线的两侧，偏离直线太远的点应去掉，该同学作图时没有将不在直线上的点均匀分布在直线两侧也是不妥.根据闭合电路欧姆定律可知，图象与纵坐标的交点表示电源的电动势，图线的斜率的绝对值表示内阻，则可知E＝2.98V，内阻r＝

Ω＝0.50Ω.12解析由题图可知，图线几乎分布在一个很小的区域内，原因是电压(3)为了在实验中保护电流表和调节电阻时使电压表、电流表的示数变化均明显，乙同学对甲同学的实验进行改进，设计了如图17所示的电路，电路中电阻R0应该选取下列备选电阻中的哪一个？________.A.1Ω B.5Ω C.10Ω D.20Ω12答案解析答案

见解析图17(3)为了在实验中保护电流表和调节电阻