第8章 实验10 测定电源的电动势和内阻(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(老高考)人教版

　测定电源的电动势和内阻 教材原型实验　 1．(2022·四川成都一模)为测一节干电池的电动势和内电阻，某同学设计了图(a)所示的电路，图中电流表的量程为0.6 A，内阻为rA＝0.2 Ω。 (1)请根据图(a)完成实物连线。 (2)实验中，该同学利用测得的电压U、电流I数据作出了图(c)所示的U­I图象。由图可得：电池的电动势为________V、内阻为________Ω。(保留2位小数) (a)　　　　　　　　　(b) (c) [解析]　(1)根据电路图连接实物图如图所示： (2)由闭合电路欧姆定律得 U＝E－I(rA＋r) 可知U­I图象纵轴截距为电源电动势，结合图象可得 E≈1.47 V 图象斜率的绝对值为 k＝rA＋r＝ Ω＝0.75 Ω 则 r＝0.75 Ω－0.2 Ω＝0.55 Ω。 [答案]　(1) (2)1.47　0.55 2．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 甲　　　　　　　　　　　　乙 丙 丁 (2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。 序号 1 2 3 4 5 6 7 I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40 U/V 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52 请根据实验数据，回答以下问题： ①图丙上已标出后3组数据对应的坐标点，请在图丙上标出前4组数据对应的坐标点并画出U­I图象。 ②根据实验数据可知，所选的定值电阻为________(选填“R1”或“R2”)。 ③用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将图丁中的实物图连接成完整电路。 [解析]　(1)路端电压U＝·R＝，若电源内阻远小于外电路总电阻，则电压表示数总是接近电源的电动势，变化范围小，故B项正确。 (2)②由画出的U­I图线知等效电源内阻r′＝ Ω≈2.58 Ω，因此选的定值电阻为R1。③连接实物图时，从电源正极出发，依次连接各器材，电压表并联在滑动变阻器和电流表两端，注意电流从正接线柱流入，负接线柱流出。 [答案]　(1)B　(2)①如图1所示　②R1　③如图2所示 图1 图2 拓展创新实验　 　实验原理创新 [典例1]　一同学测量某干电池的电动势和内阻。 (1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：①______________；②____________________。 (2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表： R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 /A－1 6.7 5.9 5.3 4.5 3.8 根据表中数据，在方格纸上作出R­关系图象。 由图象可计算出该干电池的电动势为________ V；内阻为________ Ω。 (3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为________ V；内阻应为________ Ω。 [解析]　(1)连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源。 (2)将数据描点连线，作出一条倾斜的直线。根据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋r)得R＝E·－r，所以图线的斜率表示电源电动势E＝ V≈1.37 V，截距绝对值表示r＝1.20 Ω。 (3)用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻RA＝＝ Ω＝0.20 Ω，考虑电表内阻对实验的影响，则E＝I(R＋RA＋r)，得R＝E·－(RA＋r)，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为