9.5测量电源的电动势和内阻-【桂冠物理】2024高三物理一轮复习题型归纳技巧点拨（新高考专用）

第九章　恒定电流 9.5测量电源的电动势和内阻 【考点预测】 1. 测量电源的电动势和内阻实验原理、实验器材、实验电路 2. 测量电源的电动势和内阻实验步骤和数据处理 3. 测量电源的电动势和内阻注意事项和误差分析 【方法技巧与总结】 一、实验目的 1．会用电流表和电压表测量电源的电动势和内电阻。 2．进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解。 3．进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方法。 二、实验原理 闭合电路欧姆定律：E＝U外＋U内。 如果电表器材是电压表和电流表，可用U－I法，即E＝U＋Ir。 原理图如图甲，实物连接图如图乙。 三、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、刻度尺、铅笔等。 四、实验过程 1．连接电路 电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按实验电路图连接好电路。 2．测量与记录 (1)把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端。 (2)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)。 (3)用同样方法测量出多组I、U值，填入数据记录表格中。 (4)断开开关，拆除电路，整理好器材。 五、数据处理 设计表格，将测得的六组U、I值填入表格中 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 U/V I/A 方法一：计算法 (1)联立六组对应的U、I数据，数据满足关系式： U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r… (2)让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小。 方法二：图像法 (1)在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U－I坐标系。 (2)在坐标平面内描出各组(I，U)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧。 (3)直线与纵轴交点的纵坐标值即为电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线斜率的绝对值即为电池的内阻r的大小，即r＝。 六、误差分析 1．偶然误差 (1)读数不准引起误差。 (2)用图像法求E和r时，由于作图不准确造成误差。 2．系统误差 (1)若采用甲图电路，由于电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表的分流越多，对应的I真与I测的差越大。其U－I图像如图乙所示。 结论：E测<E真，r测<r真。 (2)若采用丙图电路，由于电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对应U真与U测的差越大。其U－I图像如图丁所示。 结论：E测＝E真，r测>r真。 七、注意事项 1．为了使电池的路端电压变化明显，应选内阻大些的电池(选用已使用过一段时间的干电池)。 2．在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I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。 3．要测出不少于6组的I、U数据，且变化范围要大些。 4．画U－I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始，横坐标I必须从零开始，但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的交点仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻。 【题型归纳目录】 题型一：伏安法测量电源的电动势和内阻 题型二：安阻法测量电源的电动势和内阻 题型三：伏阻法测量电源的电动势和内阻 题型四：测量电源的电动势和内阻的创新实验 【题型一】伏安法测量电源的电动势和内阻 【典型例题】 例1．（2023·浙江杭州·校联考二模）（1）多用电表可以测量电阻，也可以测量电流与电压，下列测量电路是某同学设计的有关测量电路：    A．用图甲方案测量小灯泡的电阻    B．用图乙方案测量小灯泡的电流强度 C．用图丙方案测量小灯泡两端的电压    D．用图丁方案测量二极管的正向电阻 已知这位同学已经正确调节选择开关，他能顺利完成测量，且不会损坏仪器的是 （选填“A”、“B”、“C”、“D”） （2）利用电流表（不理想，内阻等于5Ω）和电压表（不理想，内阻未知）测定一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差。 ①应该选择的实验电路是图中的 （选填“戊”或“己”）。    ②有如下滑动变阻器提供： A．滑动变阻器（0～1Ω） B．滑动变阻器（0～20Ω） C．滑动变阻器（0～100Ω） 滑动变阻器应选用 （选填相应器材前的字母）。 练1．（2024·广东东莞·校联考模拟预测）某研究性学习小组想测定一电池的电动势 E（约为 1.5V）和内阻 r（约为 0.5Ω），要求测量结果尽量准确，实验室提供的器材如下： A．电流表（量程为 0.6A，内阻为 0.2Ω）； B．电压表（量程为 1.5V，内阻约为 1.5KΩ）；