精品解析：10.5 实验 测量电源的电动势和内阻（讲）

第十章　电路 实验　测量电源的电动势和内阻 一、伏安法测电源的电动势和内阻 1．实验原理：闭合电路欧姆定律。 2．实验器材：干电池、电压表、电流表、__________________、开关、导线、坐标纸和刻度尺。 3．实验步骤 （1）电流表用________A的量程，电压表用________V的量程，按图连接好电路。 （2）把滑动变阻器的滑片移到接入电路阻值最________的一端。 （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（I1，U1）．用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中。 （4）断开开关，拆除电路，整理好器材。 4．实验数据处理 （1）列方程组，解出E、r，并多次测量求平均值。 （2）用作图法处理数据，如图所示。 ①图线与纵轴交点____________； ②图线斜率的绝对值为____________。 5．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－I图像时描点不准确。 （2）系统误差： ①若采用甲图电路：方法a　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，IV＝。其中U－I图像如图乙所示。 结论：E测<E真，r测<r真。 方法b　等效电源法 如图甲所示，E测＝E真<E真，r测＝<r真。 ②若采用丙图电路：方法a　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，UA＝I·RA.其中U－I图像如图丁所示。 结论：E测＝E真，r测>r真。 方法b　等效电源法 如图丙所示，E测＝E真，r测＝r＋RA>r真。 （3）电路选择： ①电源内阻一般较小，选图甲电路误差较小。 ②当A内阻已知时选图丙电路，此时r＝k－RA，没有系统误差。 6．注意事项 （1）为了使路端电压变化明显，可使用内阻较________的旧电池。 （2）电流不要过大，应小于0.5A，读数要快。 （3）要测出不少于6组的（I，U）数据，变化范围要大些。 （4）若U－I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据r＝确定。 二、安阻法测电动势和内阻 1．实验原理：闭合电路的欧姆定律E＝IR＋Ir，电路图如图所示。 2．实验器材：电池、________________、________________、开关、导线、坐标纸和刻度尺。 3．数据处理 （1）计算法：解方程组求得E、r （2）图像法：由E＝I（R＋r）可得 ①＝R＋，可作－R图像（如图甲） －R图像的斜率k＝，纵轴截距为 ②R＝E·－r，可作R－图像（如图乙） R－图像的斜率k＝E，纵轴截距为－r。 4．误差分析 （1）误差来源：电流表有电阻，导致内阻测量不准确； （2）结论：E测＝E真，r测＞r真（r测＝r真＋rA）。 三、伏阻法测电动势和内阻 1．实验原理：闭合电路欧姆定律E＝U＋r，电路图如图所示。 2．实验器材：电池、_____________、______________、开关、导线、坐标纸和刻度尺。 3．数据处理 （1）计算法：由解方程组可求得E和r. （2）图像法：由E＝U＋r得：＝＋·。故－图像的斜率k＝，纵轴截距为，如图。 4．误差分析 （1）误差来源：电压表有内阻，干路电流表达式不准确，导致电动势测量不准确； （2）结论：E测＜E真，r测＜r真。 考点一　伏安法测电源的电动势和内阻 典例精析及变式巩固 【例题1】 1. 某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。 (1)在答题纸相应的方框中画出图乙的电路图____________； (2)某次测量时电流表和电压表的示数如图所示，则电流_____，电压_____； (3)实验得到如图所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是图1_____（选填“甲”或“乙”）； (4)该电池的电动势_____V（保留三位有效数字），内阻_____（保留两位有效数字）。 【例题2】 2. 某同学要测量“水果电池”的电动势和内阻，提供下列仪器： A.待测“水果电池”（电动势E约为4V，内阻r约为200Ω） B.表A（量程5mA，内阻为） C电压表V（量程，内阻约5kΩ） D.电阻箱（） E.滑动变阻器R（） F.开关、导线若干。 （1）由于毫安表的量程太小，该同学用电阻箱与毫安表A并联，可使其量程扩大，取，则改装后的电流表量程为毫安表满偏电流的______倍； （2）用改装后的电流表完成实验，应该选择的实验电路是图中的______（选填“甲”或“乙”）； （3）根据实验数据画出图线，如图所示。由图线可得，“水果电池”的电动势___V，内电阻___。（保留三位有效数字） 考点二　安阻法测电动势和内阻 典例精析及变式巩固 【例题1】 3. 某物理兴趣小组要测量一电池组的电动势和内阻，实验室提供