第9章　实验11　测量电源的电动势和内阻-【南方凤凰台】2024高考物理（基础版）一轮复习导学案 江苏（新教材新高考）课件

第九章 电路及其应用 实验十一　测量电源的电动势和内阻 高考总复习 一轮复习导学案 · 数学（提高版） 5A导学案 高考一轮复习 物理 1 夯实双基 基 础 梳 理 1. 实验目的 (1) 进一步理解闭合电路欧姆定律，掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法． (2) 掌握用图像法求电动势和内阻的方法；理解并掌握路端电压U与干路电流I的关系图像(即U－I图像)与纵、横坐标轴交点坐标的意义以及图像斜率的意义． 夯实双基 2. 实验原理 本实验的依据是闭合电路的欧姆定律，实验电路如图1所示． 图1 E－Ir 夯实双基 (2) 图像法：改变R的阻值，多测几组U、I值．实验中至少测出6组U、I值，且变化范围要大些，然后在U－I坐标系中描点作图，所得直线与纵轴的交点即为________________，图线________的绝对值即为内阻r的值．如图2所示． 图2 电源电动势值 斜率 夯实双基 3. 实验器材 电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸． 4. 实验步骤 (1) 连接电路 电流表用0～0.6 A量程，电压表用0～3 V量程，按图1连接好电路． (2) 测量与记录 ① 把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值最大的一端． ② 闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)．用同样方法测量几组I、U值． 夯实双基 (3) 数据处理、整理器材 ① 断开开关，拆除电路整理好器材． ② 取坐标纸，以__________为横轴，______________为纵轴，描绘出所记录的各组I、U值的对应点，连成U－I图线．延长U－I 图线，它与坐标轴有两个交点， 读取E，进一步可以算出r＝________，如图2所示． 电流I 路端电压U 夯实双基 5. 注意事项 (1) 本实验采用伏安法，正确的实验电路为电流表内接法(如图1所示)，不要接成电流表外接法(如图3所示)． 图3 (2) 合理选择电压表、电流表量程．测一节干电池的电动势和内阻时，电压表选0～3 V量程，电流表选0～0.6 A量程，滑动变阻器选0～10 Ω. (3) 应使用内阻大些(用过一段时间)的干电池；在实验中不要将I调得过大；每次读完I和U的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时E和r明显变化． 夯实双基 (4) 在作U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上，不在直线上的点应对称分布在直线的两侧，不要顾及个别偏离直线较远的点，以减小偶然误差． 图4 夯实双基 6. 误差分析 (1) 偶然误差 ① 由读数不准和电表线性不良引起误差． ② 用图像法求E和r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E、r变化． (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5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． 夯实双基 图5 结论：Ⅰ. 当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，短路电流测量值＝真实值． Ⅱ. E测<E真． 夯实双基 ② 若采用如图6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6乙所示． 夯实双基 图6 结论：Ⅰ. E为真实值． Ⅱ. I短测<I短真． 夯实双基 素养发展 14 1 教材原型实验 (2022·泰州期末)图甲为某同学测量一节干电池的电动势和内阻的电路图． 甲 乙 1 素养发展 (1) 若电路中电阻箱R1的示数如图乙所示，其阻值为____________Ω. 【解析】阻值为3×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0.1 Ω＝30.0 Ω. (2) 虚线框内为用毫安表改装成电流表的电路．已知：毫安表内阻为10 Ω、满偏电流为 100 mA，若R1阻值为2.5 Ω，则改装后电流表的量程为__________mA. 30.0 500 素养发展 (3) 实验步骤如下： ①将滑动变阻器R的滑片移到______(填“左”或“右”)端． ②闭合开关S，将电阻箱R1阻值由图乙阻值调为2.5 Ω，操作正确的是______(填选项前序号)． A. 先将“×10”挡中3调至0，再将“×1”挡调至2，“×0.1”挡调至5 B. 先将“×1”挡调至2，“×0.1”挡调至5，再将“×10”挡中3调至0 ③多次调节滑动变阻器的滑片，记下电压表的示数U和毫安表的示数I.某次测量时毫