2024届高考物理一轮复习学案：电学实验专题（一）测电源电动势和内阻

测电源电动势和内阻 一、原理的判断技巧 实验原理 实验电路图 判断技巧 伏安法 题干中有一个电流表和一个电压表 安阻法 题干中有一个电流表和一个电阻箱 伏阻法 题干中有一个电压表(也可以是一个电流表和一个 定值电阻串联改装成电压表)和一个电阻箱 伏伏法 题干中有两个电压表,且图中的内阻已知 二、常见图像数据的处理方法 电路图 数据图像 处理方法 图像解析式: 图像斜率: 纵截距: 图像解析式: 图像斜率: 纵截距: 图像解析式: 图像斜率: 纵截距: 图像解析式: 图像斜率: 纵截距: 图像解析式: 图像斜率: 纵截距: 切记:在应用图像处理数据时,关键是根据电路图得出图像解析式,再利用数形结合求解未知量. 三、误差分析 电路图 数据图像 等效电源法 误差原因:电压表的分流 设电源电动势和内电阻分别为、,电压表内阻为,将虚线框部分视为等效电源,则 电动势: 内电阻: 误差原因:电流表的分压 设电流表内阻为,将虚线框部分视为等效电源,则 电动势: 内电阻: 三、针对训练 1. (2020·山东卷·14)实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究．实验室提供的器材有： 干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω)； 电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)； 电流表A(量程0.6 A，内阻约1 Ω)； 滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)； 定值电阻R1(阻值2 Ω)； 定值电阻R2(阻值5 Ω)； 开关一个，导线若干． (1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U－I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是________．(单选，填正确答案标号) A．电压表分流 B．干电池内阻较小 C．滑动变阻器最大阻值较小 D．电流表内阻较小 (2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示． 序号 1 2 3 4 5 6 7 I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40 U/V 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52 请根据实验数据，回答以下问题： ①图中已标出后3组数据对应坐标点，请标出前4组数据对应坐标点并画出U－I图像． ②根据实验数据可知，所选的定值电阻为________(选填“R1”或“R2”)． ③用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将图所示实物图连接成完整电路． 2. 某同学要测量一节干电池的电动势和内阻．提供以下器材： 电压表：V(量程3 V，内阻RV约为10 kΩ) 电流表：G(量程3 mA，内阻RG＝50 Ω) 滑动变阻器：R(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A) 定值电阻：R0＝0.25 Ω 开关S和导线若干． 该同学设计出如图甲所示的实验电路 图，实验过程中，该同学记录了多组电压 表和电流表G的示数U、G，根据数据在坐标系中作出U－G图像如图乙所示． (1)该同学将电流表G与定值电阻R0并联，实际上是进行了电表的改装，则改装后的电流表的量程是________ A；(结果保留一位有效数字) (2)根据图乙可求出该干电池的电动势E＝______ V(结果保留三位有效数字)，该干电池的内阻r＝________ Ω(结果保留两位有效数字)． 3. 新能源汽车是汽车发展的主流方向，如图(a)所示为车载动力电池组中一块电池，其技术参数是额定容量约120 Ah，额定电压约3.3 V，内阻约0.03 Ω.现有一块该型号的旧电池，某研究小组用如图(b)所示电路测量该电池的电动势和内阻，其中电流表量程为100 mA、内阻为9 Ω；定值电阻R0＝1 Ω.测得的数据如下表所示． 次数 1 2 3 4 5 R(Ω) 0.9 4.2 7.3 10.8 14.1 I0(mA) 100 50 34 25 20 (1)实验中将电流表与定值电阻并联使用的目的是_____________； (2)利用测得的数据在图中坐标纸上作出R和的图像，其中I表示干路电流； (3)由R－图像可知，该电池的电动势E＝____ V，内阻r＝____ Ω.(结果均保留两位有效数字) 4. 在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，实验室提供了下列实验器材： A