专题53 测量电源的电动势和内阻-【鼎力高考】2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练

2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练 专题53 测量电源的电动势和内阻 导练目标 导练内容 目标1 教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理 目标2 新高考的改进创新实验 【知识导学与典例导练】 1、 教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理 （一）实验目的 1.测量电源的电动势和内阻。 2.加深对闭合电路欧姆定律的理解。 （二）实验思路 如图甲或图乙所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组U、I值,利用闭合电路的欧姆定律求E、r值。 （三）实验器材 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔和刻度尺。 （四）进行实验 1.按实验电路图连接电路。 2.把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端。 3.闭合开关,调节变阻器,记录几组I、U值,填入表格中。 4.断开开关,拆除电路,整理好器材。 （五）数据处理 方法一:列方程组求解电动势和内阻的大小 (1);(2);(3) 根据以上三组方程分别求出E、r,再取其平均值作为电源的电动势E和内阻r。 方法二:用作图法处理数据,如图所示。 (1)图线与纵轴交点为E; (2)图线的斜率的绝对值表示r=。 （六）误差分析 1.由于读数不准和电表线性不良引起误差。 2.用图像法求E和r时,由于作图不准确造成误差。 3.实验时通电时间过长或电流过大,都会引起E、r变化。 4.若采用图甲电路,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测的差值越大。其U-I图像如图丙所示。结论:E测<E真,r测<r真。 5.若采用图乙电路,由于电流表的分压作用造成误差,电流值越大,电流表的分压越多,对应的U真与U测的差值越大。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,以免干电池的E和r明显变化。 3.要测出多组(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)。但这时图线与横轴交点的横坐标值不再是短路电流,而图线与纵轴交点的纵坐标值仍为电源电动势,图线斜率的绝对值仍为内阻。 【例1】某兴趣小组尝试测量某电源的电动势和内阻，并探究滑动变阻器消耗的功率P。      （1）已知电源内阻比较小，移动滑动变阻器滑片时，为了使电压表示数变化比较明显，该小组同学在思考后将R0=8Ω的定值电阻串入图甲电路中的 （选填“A”或“B”），可以解决该问题。 （2）根据（1）问中选择的电路，多次调节滑动变阻器R阻值，读出相应的电压表和电流表示数U和I，将测得的数据描绘出如图乙所示的U-I图像，蓄电池的内阻r0= Ω（此空结果保留两位有效数字），滑动变阻器R消耗的最大功率为 W。 （3）该小组同学根据（1）问中选择的电路，分析了实验中由电表内阻引起的实验误差。下图中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的U-I图像：虚线是该电源在没有电表内阻影响的理想情况下所对应的U-I图像，则可能正确的是 。 A．       B．   C．    D．   2、 新高考的改进创新实验 1. 安阻法 【例2】某兴趣小组测一电池组的电动势和内阻，电动势约为，内阻约为。现有如下实验器材： A．电压表V（，内阻约为） B．电流表A（） C．定值电阻（） D．电阻箱（） E．滑动变阻器（） F．待测电池组 G．电键S、导线若干 （1）为完成实验除F、G外还需要哪些实验器材 。 （2）根据你所选用的实验器材，设计实验电路并在虚线框内将电路图补充完整（所选器材要标明符号）。( )      （3）按正确的电路图连接好电路进行实验，并多次测量，同时记录各仪器的读数，然后做出图像如图所示，若图像的斜率为k，纵轴截距为b，则该电池组的电动势 ，内阻 。（用k、b表示，题中已知字母均为基本单位） （4）实验中电动势和内阻的测量值 电动势和内阻的真实值。（选填大于、小于、等于） 2. 伏阻法 【例3】为了测量由两节干电池组成的电源的电动势和内阻，某同学设计了如图1所示的实验电路，其中R为电阻箱，为保护电阻。 （1）按照图1所示的电路图，将图2所示的实物连接成实验电路。    （2）开关S断开，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值。多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R。以为纵轴，以为横轴，作出的关系图线为一直线，如图3所示。由图线