高三物理复习实验九测定电源的电动势和内阻省公开课一等奖新名师获奖课件

1/53基础自主梳理2/53基础自主梳理3/53基础自主梳理4/53基础自主梳理5/53基础自主梳理6/53基础自主梳理7/53精典考题例析例1(·四川卷)用试验测一电池内阻r和一待测电阻阻值Rx.已知电池电动势约为6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧.可选取试验器材有：电流表A1(量程0~30mA)；电流表A2(量程0~100mA)；电压表V(量程0～6V)；滑动变阻器R1(阻值0~5Ω)；滑动变阻器R2(阻值0~300Ω)；开关S一个，导线若干条.某同学试验过程以下：8/53精典考题例析Ⅰ.设计如图1所表示电路图，正确连接电路.Ⅱ.将R阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R阻值，测出多组U和I值，并统计.以U为纵轴，Ⅰ为横轴，得到如图2所表示图线.Ⅲ.断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其它部分保持不变.重复Ⅱ步骤，得到另一条U-I图线，图线与横轴Ⅰ交点坐标为(I0,0),与纵轴U交点坐标为(0,U0).9/53精典考题例析回答以下问题：①电流表应选取

,滑动变阻器应选取

；②由图2图线，得电源内阻r=

Ω；③用I0、U0和r表示待测电阻关系式Rx＝，代入数值可得Rx；④若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数改变范围

，电压表示数改变范围

.(填“相同”或“不一样”)10/53解析：①从U-I图线中看出路端电压最大值大于5.5V，此时内外电压之比为1∶11即内外电阻之比为1∶11，那么外电路电阻最少为几百欧，所以滑动变阻器应选择R2，一样道理，从图中看出电流测量范围大于80mA，所以电流表应选择量程为100mAA2；②图线方程为E=U+Ir,则图斜率绝对值为电源内阻r，即r=ΔUΔ，由图中数据代入可得r=25Ω；③将Rx接入BC之间闭全电路欧姆定律方程为E=U+I(Rx+r)，将U0、I0两截距代入可Rx=U0I0-r；④将Rx接入AB或BC之间时电阻最大值为Rx+r+R;最小值为Rx+r，所以电流最大值与最小值相同.将Rx接入AB路端电压最大值为Rx+RRx+；将Rx接入BC端路端电压最大值为RRx+R+r，所以电压范围不一样.答案：①②25③U0I0-r④相同不一样11/53精典考题例析12/53精典考题例析13/53精典考题例析14/53精典考题例析15/5316/53精典考题例析2.用图所表示电路，测定一节干电池电动势和内阻.电池内阻较小，为了预防在调整滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用.除电池、开关和导线外，可供使用试验器材还有：(a)电流表(量程0.6A、3A)；(b)电压表(量程3V、15V)；(c)定值电阻(阻值1Ω、额定功率5W)；(d)定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W)；(e)滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A)；(f)滑动变阻器(阻值范围0~100Ω、额定电流1A).那么：(1)要正确完成试验，电压表量程应选择

V，电流表量程应选择

A；R0应选择

Ω定值电阻，R应选择阻值范围是

Ω滑动变阻器.(2)引发该试验系统误差主要原因是

.17/53精典考题例析解析：(1)干电池电动势大约是1.5V，所以电压表选取3V量程.为了减小电流表指针偏角太小带来误差，故电流表选取0.6A量程，定值电阻选取1Ω.为了操作方便，滑动变阻器选取0~10Ω.(2)因为电压表分流作用造成电流表读数总是比真实值小，造成E测<E真，r测<r真.答案：(1)30.610~10(2)电压表分流18/53精典考题例析例2(·安徽卷)某同学为了测量一节电池电动势和内阻，从试验室找到以下器材：一个满偏电流为100μA、内阻为2500Ω表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9Ω)和若干导线.(1)因为表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50mA电流表，则应将表头与电阻箱

(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为

Ω.(2)接着该同学用改装电流表对电池电动势及内阻进行测量，试验电路如图1所表示，经过改变电阻R测对应电流I，且作相关计算后一并统计以下表.19/53精典考题例析①依据表中数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图中，并画出IR-I图线；20/53②依据图线可得电池电动势E是

V，内阻r是

Ω.思维导引①本题并未采取传统伏安法测电动势及内阻，而是采取电流表与可变电阻组合即欧安法；②表头内阻明码给出，意味着能够准确掌控哪个电学量?③IR-I图象斜率可表示什么物理量，其截距有何意义.21/53精典考题例析解析：(1)把小量程电流表改装成大量程电流表需并联小电阻，由并联特点，电压相等(I-Ig)R=IgRg，得R=5.0Ω；(2)如图所表示，由E=IR+I(r+RA)得IR=E-I(r+RA)，纵截距为电源电动势E,，RA=5.0Ω，得r=2.0Ω.答案：(1)并联5.022/53精典考题例析(2)①如图所表示②1.532.0感悟提升：伏安法测电源电动势和内阻是最惯用方法，但因为闭合电路欧姆定律含有较多变形公式，所以试验方案也灵活多变.要熟练掌握三种试验方案，用电压表、电流表、滑动变阻器测量，用电流表、电阻箱测量，用电压表、电阻箱测量.23/53精典考题例析24/53精典考题例析25/53精典考题例析4.某同学经过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池电动势E和内电阻r，不过从试验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=0.6A，内阻rg=0.1Ω)和若干导线.①请依据测定电动势E和内电阻r要求，设计图甲中器件连接方式，画线把它们连接起来.26/53精典考题例析②接通开关，逐次改变电阻箱阻值R，读出与R对应电流表示数I，并作统计.当电阻箱阻值R=2.6Ω时，其对应电流表示数如图乙所表示.处理试验数据时，首先计算出每个电流值I倒数1I；再制作R-1/I坐标图，如图丙所表示，图中已标注出了(R，1/I)几个与测量对应坐标点.请你将与图乙试验数据对应坐标点也标注在图丙上.③在图丙上把描绘出坐标点连成图线.④依据图丙描绘出图线可得出这个电池电动势E=V，内电阻r=

Ω.27/53精典考题例析解析：①②③见答案.④由欧姆定律有I=ER+r+rg得R=EI-(r+rg)，图线斜率等于电源电动势，在纵轴上截距等于电源内阻与电流表内阻之和负值，由图可知E=1.5V，r=0.3Ω.答案：①如图甲所表示②如图乙所表示③如图乙所表示④1.5(1.46~1.54)0.3(0.25~0.35)28/53速效提升训练1.某同学对试验室一个多用电表中电池进行更换时发觉，里面除了一节1.5V干电池外，还有一个方形电池(层叠电池).为了测定该电池电动势和内电阻，试验室中提供以下器材：A.电流表A1(满偏电流10mA，内阻10Ω)；B.电流表A2(0～0.6A，内阻未知)；C.滑动变阻器R0(0～100Ω，1A)；D.定值电阻R(阻值990Ω)；E.开关与导线若干.29/53速效提升训练该同学依据现有试验器材，设计了如图甲所表示电路，图乙为该同学依据上述设计试验电路测出多组数据并绘出I1-I2图线(I1为电流表A1示数，I2为电流表A2示数)，则由图线能够得到被测电池电动势E=

V，内阻r=

Ω.(结果保留两位有效数字)30/53解析：由试验电路，R和A1串联相当于电压表，依据闭合电路欧姆定律E=I1(R+RA1)+I2r解得：I1＝1R+RA1E-rR+RA1I2延长I1-I2图线，当I2=0时，读出I1＝9.0mA，解得E=9.0V.图线斜率绝对值rR+RA1=ΔI1Δ，解得r=10Ω.答案：9.01031/532.(·江苏卷)小明利用如图1所表示试验装置测量一干电池电动势和内阻.(1)图1中电流表示数为

A.32/53速效提升训练(2)调整滑动变阻器，电压表和电流表示数统计以下请依据表中数据，在图2上作出U-I图线.由图线求得：电动势E=

V；内阻r=Ω.(3)试验时，小明进行了屡次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合.其实，从试验误差考虑，这么操作不妥，因为

.33/53解析：(1)由图可知，电流表量程为0.6A，精度为0.02A，所以电流表示数为0.02A×22=0.44A;(3)由图像与纵轴截距得电动势为1.60V，斜率即内阻为r=1.60-1.00.49Ω=1.22Ω;(4)假如一直保持电路闭合，电池长时间使用后，电动势和内阻会发生改变，造成试验误差增大.答案：(1)0.44(2)(U-I图线如图)1.60(1.58~1.62都算对)1.2(1.18～1.26都算对)(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生改变，造成试验误差增大34/53速效提升训练35/53速效提升训练36/5337/53速效提升训练38/5339/53速效提升训练40/53速效提升训练41/53速效提升训练42/53速效提升训练43/53速效提升训练5.在测量电源电动势和内阻试验中：因为所用电压表(视为理想电压表)量程较小，某同学设计了如图所表示实物电路.(1)试验时，应先将电阻箱电阻调到

(填“最大值”“最小值”或“任意值”).(2)改变电阻箱阻值R，分别测出阻值R0=10Ω定值电阻两端电压U.以下两组R取值方案中，比较合理方案是

(填“1”或“2”)44/53速效提升训练(3)依据试验数据描点，绘出1/U-R图象是一条直线.若直线斜率为k，在1/U坐标轴上截距为b，则该电源电动势E=,内阻r=.(用k、b和R0表示)45/53速效提升训练解析：(1)试验时，为保护电压表，应将电阻箱阻值调到最大，此时电压表两端电压最小．(2)电压表量程为3V，故电阻箱两端最小电压约为6V.依据串联电路特点可知，3/R0=6/R，电阻箱阻值最小值为20Ω．在试验时，为减小读数误差，所用电表指针偏角普通大于其量程1/3，当电压表量程为1V时，由1R0=9-1得R