38 第8章 实验12 电池电动势和内阻的测量（word教参）-2023高考物理【金版新学案】大一轮复习讲义·高三总复习（新高考 广东版）

实验十二　电池电动势和内阻的测量 一、实验思路与操作 电路图与思路 操作要领 思路：根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，改变外电路电阻R，用电流表和电压表测出U、I的两组数据，列出两个关于E、r的方程，从而解出E和r (1) 连接电路：按实验电路图连接好电路。 (2)测量与记录：闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，读出电压表的读数U和电流表的读数I，并填入事先绘制好的表格中 二、数据处理 1．计算方法 解方程组⇒⇒求平均值 2．图像法：画出电源的U­I图像，如图所示， 由U＝－rI＋E⇒ (1)图线与纵轴交点为E； (2)图线斜率的绝对值表示内阻，即r＝。 三、误差分析 1．用图像法求E和r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。 3．本实验中测量结果是：E测<E真，r测<r真。 四、注意事项 1．电池选取：应选用内阻较大的电池。 2．实验操作：实验中不宜将电流调得过大，电表读数要快，每次读完数后立即断开开关。 3．数据要求：要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些。 4．合理选择标度：为使图线分布空间大，如图所示，纵坐标可以不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流。 题型一　教材原型实验 在做测量一只蓄电池(电动势约为2．2 V，内阻很小)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(阻值为R1＝1 Ω) B．定值电阻(阻值为R2＝20 Ω) C．直流电流表(量程0～0．6 A或0～3 A，内阻约为0．2 Ω) D．直流电压表(量程0～3 V或0～15 V，内阻约为 5 kΩ) E．滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω) F．滑动变阻器(阻值范围0～1 000 Ω) G．开关 H．导线若干 (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________(选填“A”或“B”)；滑动变阻器应选用________(选填“E”或“F”)。 (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滑片P，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述中的________。 A．b、c间断路 B．a、P间某点电阻丝断路 C．P与电阻丝未接通 D．保护电阻断路 (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乙，请在图乙中作出相应图像。则待测蓄电池的电动势E为________V，内阻r为________Ω。(结果均保留两位有效数字) 解析：　(1)蓄电池的电动势为2．2 V，如果选用B，由于B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A；为了调节方便，滑动变阻器应选最大阻值较小的E。 (2)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，电压表示数接近电源电动势，A正确；若a、P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，B错误；若P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，C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，D错误。 (3)连线时让尽可能多的点在同一条直线上，不在直线上的点对称分布在直线两侧，太远的点舍去，如图所示。由闭合电路欧姆定律得E＝U＋I(R1＋r)，解得U＝E－I(R1＋r)，由图知，蓄电池的电动势为E＝2．2 V，R1＋r＝＝ Ω＝1．50 Ω，r＝1．50 Ω－R1＝0．50 Ω。 答案：　(1)A　E　 (2)AC　(3)图见解析 2．2(2．1～2．3)　0．50(0．40～0．60) 针对练1．某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材： A．被测干电池一节 B．电流表1：量程0～0．6 A，内阻r＝0．3 Ω C．电流表2：量程0～0．6 A，内阻约为0．1 Ω D．电压表1：量程0～3 V，内阻未知 E．电压表2：量程0～15 V，内阻未知 F．滑动变阻器1：0～10 Ω，2 A G．滑动变阻器2：0～100 Ω，1 A H．开关、导线若干 伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。 (1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母)：电流表选择________，电压表选择________，滑动变阻器选择________。 (2)实验电路图应选择图中的________(选填“甲”或“乙”)。 (3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U­I图像，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E＝________ V，内电阻r＝________Ω。 解析：　(1)因测干电池的电动势和内阻，为了读数准确，电流表选B，电