第17讲 实验：电池的电动势和内阻的测-2023-2024学年高二物理《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破系列(人教版（2019）必修第三册)

学科网 学种闪票创，让学司更容易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 第17讲：实验：电池的电动势和内阻的测量 【考点梳理】 考点一、测定电池电动势和内阻的几种常考实验方法 1,伏安法：由E=十Ir知，只要测出以I的两组数据，就可以列出两个关于E、x的方程，从而解出E、 ,用到的器材有虫池、开关、滑动变阻器、电压表、电流表，电路图如图所示， 2.伏阻法：由E=十Rr知，如果能得到、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r, 用到的器材是虫池、开关、电阻箱、虫压表，电路图如图所示。 3.安阻法：由E=IR十Ir可知，只要能得到I、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r, 用到的器材有虫池、开关、电阻箱、虫流表，电路图如图3所示， 考点二、实验操作与数据分析 1,实验步骤（以伏安法为例） (1)电流表用00.6A量程，电压表用0~3V量程，按实验原理图连接好电路. (2)把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路中的阻值最大， (3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(、).用同样的方法测量几组I、 U值. (4)断开开关，整理好器材。 (5)处理数据，用公式法或图像法求出电池的电动势和内阻. 2.数据分析 (1)公式法 依次记录的多组数据（一般6组）如表所示： 实验序号 1 2 4 o I/A I 13 U/V 以 分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E、,E2、2E、3,求出它们的平均值作为测量结 1 ⊙⊙原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究： 6学科网 学种闪票创，让学司更容易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 果 E=E1+E2+E33,r=r1+r2+r33. (2)图像法 ①根据多次测出的队I值，作U一I图像： ②将图线两侧延长，纵轴截距的数值就是电池电动势E: ③横轴截距（路端电压U=O)的数值就是短路电流Er: ④图线斜率的绝对值等于电池的内阻，即x=\f(△U△I))=EI短，如图所示. 考点三、注意事项与误差分析 1.为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表 2.实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r的明 显变化 3.当干电池的路端电压变化不很明显时，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始. 如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E,但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上 取较远的两点用xr=|△U△I求出， 14 13 10应t06 4.误差分析 (1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U一I图像时描点不准确. (2)系统误差：主要原因是电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比流过电源的电流偏少一些.U越 大，电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在一I坐标系中表示出来，如图6所示， 可见E渊≤E真，I测≤r真， 真实情况 测量情况 【题型归纳】 题型一：伏安法测电动势和内阻 1.(2023秋江苏镇江高二)某同学准备测量两节干电池的电动势和内阻，他选用了如图1所示的实验电路 进行测量， ⊙⊙原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究： 2 6学科网 学种闪票创，让学司更容易！ .cO JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 U/V R (V Ro I/A A 图1 图2 ☒3 ☒4 (1)某次测量，电压表的表盘如图4所示，则读数为 V: (2)由于电表存在内阻，会导致测量结果有一定的系统误差。对于图1方案，下列有关系统误差分析的说 法中，正确的是 A,电压表分流导致电源电动势测量值偏大 B.电压表分流导致电源内阻测量值偏小 C,电流表分压导致电源电动势测量值偏小 D.电流表分压导致电源内阻测量值偏大 (3)为了消除电表内阻带米的影响，该同学设计了改进实验如图2所示，其中定值电阻R阻值已知，进行 以下实验步骤： ①闭合S,将S掷向1，调节滑动变阻器R,使电流表和电压表有较大偏转，记下示数I。、U。,则电流表 的内阻RA= ②将S,掷向2，调节变阻器的阻值，记录多组电流表示数/和电压表对应的示数U,然后利用数据作出图3 的U-I图像，图中a、b己知，则测量得到的电动势E=一，内阻=一 (用测得的量和已知 量表示)。 2.(2023秋江苏扬州高二统考开学考试)某学习小组需要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的 器材有： 干电池一节（电动势约1.5V,内阻小于12）：多用电表一个 电压表V(量程3V,内阻约3张2)：电流表A(量程0.6A,内阻约12)： 滑动变阻器R(最大阻值为202)：定值电阻R,(阻值22)： ⊙⊙原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究： 3