第八章 实验十 测定电源的电动势和内阻-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮教师用书word（老教材，人教版）

实验十　测定电源的电动势和内阻 注意事项 1．可选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池． 2．电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大．因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电． 3．计算法求E、r：要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出E、r值再求平均值． 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，电源的内阻不能用r＝确定，应根据r＝确定． 误差分析 1．偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确． 2．系统误差：电压表分流． 3．本实验中测量结果是：E测<E真，r测<r真． 热点一　实验原理与操作 [典题例析] [典例1]　(2020·天津卷，9(2))某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确． 电压表　　　　(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ ) 电流表 (量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω) 滑动变阻器 (0～20 Ω，额定电流1 A) 待测电池组 (电动势约为3 V，内阻约为1 Ω) 开关、导线若干 ①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是　________　. ②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的　________　端(填“a”或者“b”)． ③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显．为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5 Ω的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U－I图象，如图所示．根据图象可知，电池组的电动势为　________　V，内阻为　________　Ω.(结果均保留两位有效数字) [解析]　①因为电源内阻较小，故对于电源来说应该采用电流表外接法，图中采用的是电流表内接；故导线5连接不当，应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱； ②开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大，故应将滑片置于a端； ③由图线可知图线与纵轴的交点即为电源电动势，故E＝2.9 V；图线与横轴的交点为短路电流I＝0.50 A，故可得等效内阻为r＝＝ Ω＝5.80 Ω.又因为在开关和电池负极之间接有5 Ω的定值电阻，在计算过程中等效为内阻，故电源内阻为r丙＝5.80 Ω－5 Ω＝0.80 Ω. [答案]　①5　②a　③2.9　0.80 [跟踪训练] 1．某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材： ①待测电池，电动势约为1.5 V(小于1.5 V) ②电流表，量程3 mA ③电流表，量程0.6 A ④电压表，量程1.5 V ⑤电压表，量程3 V ⑥滑动变阻器，0～20 Ω ⑦开关一个，导线若干 (1)请选择实验中需要的器材　__________　(选填标号)． (2)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来． (3)小组由实验数据作出的U－I图象如图乙所示，由图象可求得电源电动势为　__________　V，内电阻为　____________　 Ω. 解析：(1)电流表量程3 mA不能满足实验需要，故选量程为0.6 A的电流表；电动势小于1.5 V，故选量程为1.5 V的电压表．其他都是电路必需器材，故所需器材为：①③④⑥⑦. (2)如图所示． (3)根据图象得：E＝1.40 V，r＝2.8 Ω. 答案：(1)①③④⑥⑦　(2)图见解析　(3)1.40　2.8 热点二　数据处理及误差分析 [典题例析] [典例2]　(2020·山东卷，14)实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究．实验室提供的器材有： 干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω)； 电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)； 电流表A(量程0.6 A，内阻约1 Ω)； 滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)； 定值电阻R1(阻值2 Ω)； 定值电阻R2(阻值5 Ω)； 开关一个，导线若干． (1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U­I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是　________　.(单选，填正确答案标号) A．电压表分流　　　　　　 B．干电池内阻较小 C．滑动变阻器最大阻值较小 D．电流表内阻较小 (2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该