第九章 实验：电源电动势和内阻的测量-【学易优】2024年高考物理一轮总复习

高考总复习·物理 实验：电源电动势和内阻的测量 必备知识整合 1.掌握用电流表、电压表测电源的电动势和内电阻的方法 实验目的 2.应用图像法求电源电动势和内阻 实验思路 根据闭合电路欧姆定律求解E和r 实验器材一电池、电压表，电流表、滑动变阻器，开关、导线，坐标纸和刻度尺等 1,电流表用0~0.6A量程，电压表用0~3V量程，按实验电路图连接好电路 2.把滑动变阻器的滑片移动到使其接入电路阻值最大的一端 进行实验 3.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(1，U), 用同样方法测量几组1，U值填人表格中 4.断开开关，拆除电路，整理好器材 1.公式法：由U=E一1r列多个方程组求解E、r,再求其平均值 2.图像法：以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立UI坐Ⅱ， 数据分析 标系，将多组实验数据描点，并过这些点作图，则直线与纵轴 交点的纵坐标即为电源电动势的大小，直线斜率的绝对值大 小为电源的内阻，如图所示 ●注意事项 2.系统误差 1.电池选取：应选用内阻较大的旧电池。 (1)若采用如图甲所示电路图，其U1图像如图 2.实验操作：实验中不宜将电流调得过大，电表读 乙所示.由于电压表的分流作用造成误差。 数要快，每次读完数后立即断开开关。 3.数据要求：要测出不少于6组的(I,U)数据，且变 化范围要大些。 4.描点画图：画U1图线时，应使图线通过尽可能 多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的 甲 两侧，个别偏离直线太远的点可舍去. ①当电压表示数越大时，电压表分流越大：反之， 5.纵轴标度的确定：纵轴的刻度可以不从0开始， 电压表分流越小，可推断电压表示数为0时， 而是依据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标 Iv=O,短路电流的测量值等于真实值。 I必须从0开始).但这时图线和横轴的交点不 ②E测<E直，r测<r直： (2)若采用如图丙所示 再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源电 电路图，其U1图像如 动势，图线斜率的绝对值仍为内阻. 图丁所示.由于电流表 ●误差分析 的分压作用造成误差， 内 1,偶然误差 ①当电压表示数越小时，电流表的分压越大：电 (1)由于电表读数不准确引起误差， 压表示数越大时，电流表的分压越小，可推断断 (2)用图像法求E和r时，由于作图不准确造成 路时，电流表分压为0，则断路时，电压表示数等 的误差， 于电动势。 (3)测量过程中通电时间过长或电流过大 ②E测=E直w>r气·一般来说，的误差非常大 ·192· 第九章电路及其应用 实验热点探究 热点一 伏安法测电源的电动势与内阻 根据表中数据，在方格纸上作出R一关系图像. 【例1】某实验小组的同学欲测量一组废旧电池 组的电动势和内阻，实验室提供的器材如下： 10 A.废旧电池组：电动势E约为4V,内阻约为52 B.电压表V:量程为0~3V,内阻r1为12k2 C.电流表A:量程为00.6A,内阻2不超过102 D.滑动变阻器R:最大阻值30Ω E.电阻箱R':阻值0~9999.9n F,开关，导线若干 由图像可计算出该干电池的电动势为 (1)由于电压表量程太小，实验小组利用电压表 V:内阻为 n. V和电阻箱改装了一个0~4V的电压表（表盘 (3)为了得到更准确的测量 40 刻度未改)，则电压表V应与电阻箱 结果，在测出上述数据后，该 (选填“串联”或“并联”)，电阻箱的阻值应为 同学将一只量程为100mV 的电压表并联在电流表的两 (2)为了比较精确测量电池组的电动势与内阻，请在 端.调节电阻箱，当电流表的示数为0.33A时，电压 虚线框内画出实验电路图，并标明所用器材代号. 表的指针位置如图所示，侧该干电池的电动势应为 *LV V,内阻应为 【例3】(2021·全国乙卷 T23)一实验小组利用图(a)所 2.00 示的电路测量一电池的电动 势E(约1.5V)和内阻r(小于 .r 1.00 2Q).图中电压表量程为1V, 图(a) 图巾 图 内阻Rv=380.02:定值电阻 (3)该实验小组的同学利用设计的合理电路测出 R=20.02:电阻箱R,最大阻值为999.9：S为 的数据绘出的U1图线(U为电压表V的示数，I 开关.按电路图连接电路.完成下列填空： 为电流表A的示数)，则电源的电动势E一 (1)为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的 V,内阻r= Ω（结果保留 电阻值可以选 2(填“5.0”或“15.0”)： 两位有效数字). (2)闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和 热点二安阻法测电源的电动势与内阻 电压表的相应读数U: 【例2】一同学测量某干电池的电动势和内阻. (3)根据图(a)所示电路，用R、R。、Rv、E和r表 (1)如图所示是该同学 正准备接入最后一根 示号得号 导线（图中虚线所示）