第07讲 测电源电动势及内阻模型--2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过

2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过 模块13 电学实验全覆盖模块大招 第07讲 测电源电动势及内阻模型 （原卷版） 目录 【内容一】 两种电路设计图模型 1 【内容二】 两种数据处理模型 3 【内容三】 两种图像修正系统误差模型 5 【内容四】 安阻法（法）测电源电动势及内阻模型 6 【内容五】 伏阻法（法）测电源电动势及内阻模型 7 【内容六】 安安法测电源电动势及内阻模型 8 【内容五】 伏伏法测电源电动势及内阻模型 9 技巧总结 测定电池的电动势和内阻 技巧总结 《一》Ⅰ基础： 1、闭合电路欧姆定律 2、电源电动势与内、外电压关系 由可知，是的一次函数 图象在纵轴上的截距为电源的电动势 图象在横轴上的截距为短路电流短 图象斜率的绝对值为电源内阻 Ⅱ电路设计图： 通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相应的外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），利用解方程的办法或图象法求得电动势和内阻。 Ⅲ实验步骤： （1）确定电流表、电压表的量程，按图所示电路把器材连接好； （2）把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大； （3）闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组和的值； （4）断开开关，整理好器材； （5）数据处理：用原理中的方法计算或从图象中找出和； Ⅳ数据处理: 方法一：公式法 改变的值，从电流表和电压表中读取两组、的值，代入方程组联立求解，多测量几次、的值，算出、取平均值。 同理，把其它几组 算出来，用公式, 即为所测电源的电动势和内阻。 注意：利用解方程组的方法求解和的优点是简单,缺点则是有可能产生较大的误差。因此一般采用图象法求解和. 方法二:图象法 Ⅴ注意事项: （1）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值 最大位置处. （2）使用内阻较大一些的旧电池.在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化.如果使用的是水果电池，它的内阻虽然比较大，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，测量尽量迅速。 （3）要测出不少于6组、数据，且变化范围要大一些. （4）画图线时，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两侧，个别偏离直线太远的点可舍去. （5）画 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的值开始，（但横坐标必须从0开始)但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势，图线的斜率的绝对值仍为内阻. （6）画图线时，坐标轴的单位选择要恰当，使作出的图线基本充满整个区域为宜，不能使图线位于某一角上； （7）使用图线计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用公式计算出电源的内阻 。 Ⅵ系统误差分析: 方法一：图像修正法 闭合电路的欧姆定律： （1）电压表测路端电压；电流表测流过滑阻的电流；通过电源的电流等于电流表测得的电流与流过电压表的电流之和。故误差来源：电压表分流。 （2）由部分电路欧姆定律知：路端电压越大，电压表分流越多。因此U-I图像修正如图所示。 （3）根据图象截距及斜率代表的物理意义可知：. （4）根据图像和并联电路电压特点知： ①电压表内阻越大，电压表分流越小，系统误差越小。 ②电压表内阻已知，可求流过电压表的电流，可消除系统误差。 闭合电路的欧姆定律： （1）电流表测通过电源的电流；路端电压等于电压表测得的电压与电流表的两端电压之和。故误差来源：电流表表分压。 （2）由部分电路欧姆定律知：通过电源的电流越大，电流表分压越多。因此图像修正如图所示。 （3）根据图像截距和斜率代表的物理意义可知： （4）根据图像和串联电路电压特点知： ①电流表内阻越小，电流表分压越小，系统误差越小 ②电流表内阻已知，可求电流表两端电压，可消除系统误差 与前面伏安法测电阻中讲的“大内偏大，小外偏小”也吻合。 方法二：等效电源法 电流表外接法 可以把电源和电压表看成一个整体，这样测得的就是这个整体的路端电压和通过这个整体的电流，计算出的就是这个整体的电动势和这个整体的内电阻。这个整体的电动势相当于开路时电压表所分得的电压，整体的电阻相当于电源和电压表并联的阻值。即： , 电流表外接法：适合测内阻较小的电源 电流表内接法 把电流表和电源等效为一新电源，如图虚线框所示，这个等效电源的内阻r测为r和RA的串联总电阻，也就是测量值，即 等效电源的电动势为电流表和电源串联后的路端电压，也就是测量值，即 电流表内接法：适合内阻较大的电源 由以上分析还可以知道，要减小误差，电流表的内阻需很小，使得这个要求在实验室测定干电池的内阻时是很难满足的。 系统误差分析 ——等效变换 1、电流表外接法时，相当于电压表和电源并联，当外电路断开时，电源和电压表构成回路，故，；；因