43 第9章 实验11 测量电源的电动势和内电阻（PPT课件）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

实验十一　测量电源的电动势和内电阻 第九章　电路与电能 基础梳理 夯根基 考点研析　提能力 课时精练(四十三)　导体电阻率的测量 内容索引 01 基础梳理 夯根基 一、实验目的 1．理解伏安法测量电源电动势和内电阻的实验原理及有关事项。 2．掌握安阻法、伏阻法测量电源的电动势和内电阻的实验原理及有关事项。 二、实验原理、操作及数据处理 1．基本方法——伏安法 (1)原理：闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir 利用测得的U、I值，根据 (2)电路图(图甲)与实物图(图乙) 　 (3)操作要领： ①连线路：按原理电路图连接电路，注意电流表、电压表的接线柱的正负及量程。 ②滑动变阻器：闭合开关前，滑片位于连入阻值最大的位置。 ③测量：调节滑动变阻器的滑片，测量多组U、I值。 ④整理器材。 2．创新方法：安阻法、伏阻法、等效电源法 (1)安阻法 ①原理：如图甲所示，用一个电流表和一个电阻箱组合测量，E＝I(R＋r)。 ②数据处理 a．公式法：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，内阻偏大。若已知电流表A的阻值可消除测量内阻的系统误差。 ②数据处理 a．等效电动势E效＝E。 b．电源内阻r效＝R0＋r，其中r是被测电源的内阻。测出等效电源的内阻r效，则被测电源的内阻r＝r效－R0。 三、误差分析 1．偶然误差：电表读数及用图像法求E和r时作图不准确。 2．系统误差： (1)伏安法：由于电压表的分流，测量结果：E测<E真，r测<r真。 (2)安阻法：由于电流表的分压，测量结果：E测＝E真，r测＞r真。 (3)伏阻法：由于电压表的分流，测量结果：E测<E真，r测<r真。 02 考点研析 提能力 教材原型实验 例1 (2021·浙江1月选考)在“测定电池的电动势和内阻”实验中， (1)用如图1所示的电路图测量，得到的一条实验数据拟合线如图2所示，则该电池的电动势E＝________V(保留3位有效数字)；内阻r＝________ (保留2位有效数字)； (2)现有如图3所示的实验器材，照片中电阻箱阻值可调范围为0～9 999 Ω，滑动变阻器阻值变化范围为0～10 Ω，电流表G的量程为0～3 mA、内阻为200 Ω，电压表的量程有0～3 V和0～15 V。请在图3中选择合适的器材，在下面相应方框中画出两种测定一节干电池的电动势和内阻的电路图。 解析：　(1)根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir可得U＝E－Ir，将题干中的图线延长与横纵轴分别相交，如图甲所示 I为改变量程之后的电流表示数，根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，可以绘制U -I图像求解电动势和内阻。 答案：　(1)1.46(1.45～1.47均可)　0.64(0.63～0.67均可)　(2)见解析图乙和图丙 例2 在测量一节干电池的电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路。 (1)根据图甲实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。 (2)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P移至________(选填“a”或“b”)端。 (3)合上开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。 在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图像，如图丙所示，两直线与纵轴的截距分别为UA、UB，与横轴的截距分别为IA、IB。 ①S2接1位置时，作出的U-I图像是图丙中的________(选填“A”或“B”)线； ②S2接1位置时，测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差，原因是________(选填“电压”或“电流”)表的示数偏________(选填“大”或“小”)。 (3)①当S2接1位置时，可把电压表与电源看作一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律E＝U断可知，电动势和内阻的测量值均小于真实值，所以作出的U -I图像应是B线； ②测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差，原因是电压表的分流，结果使电流表的示数偏小。 答案：　(1)见解析图　(2)a　(3)①B　②电流　小 【针对训练】 1．(2020·山东等级考)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