实验13：测电源电动势和内阻【5年58卷13考】--【实验攻略】备战2024年高考物理必考实验讲练

实验13：测电源电动势和内阻【5年58卷13考】 类型 角度 考查要素 考查内容 教材实验：利用伏安法测量 结合常规实验器材考查(5年8考) 实验器材 定值电阻的选取；电压表、电流表读数：滑动变阻器的接法和使用 数据处理图像处理 电动势、内阻的计算；根据电路图连接实物图：作出U-I图像；画出电路图；电源内阻测量的误差分析 结合手机充电宝考查(2021天津9题) 实验原理 电路中电表的判断 电阻作用分析 方法创新：利用伏阻法、安阻法测量 伏阻法测量(2021全国乙23题) 数据处理误差分析 电阻箱接入阻值的计算；电动势、内阻的计算；误差分析 安阻法测量(2021湖南12题) 实验原理 表盘上金属夹位置的判断 数据处理实验原理 电动势及内阻表达式的推导；画出实验电路设计 安阻法和伏阻法测量(2020北京16题) 数据处理实验原理 等效电源电动势及内阻原理式的书写； 不同电路图对应U-I图像的选取 总结： (1) 类型角度：伏安法测量电源电动势和内阻的实验主要结合常规实验器材考查，结合生活实 验器材考查的只有1考；伏阻法和安阻法测量方式在全国区域和新高考区域均有涉及，常对实 验方法进行创新。 （2）考察要素与内容：考查开关闭合式滑动变阻器的位置、实验器材的选取、原理式的书写以及实验电路图的绘制；通过原理式及图像信息计算电动势、内阻及误差，根据实验目的绘制电路图，结合电路特点分析定值电阻在电路中的作用。 考点1 基本实验要求 1．实验原理 闭合电路欧姆定律: 2．实验器材 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺． 3．基本操作 （1）电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程，按图1连接好电路． 图1 （2）把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端． （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．注意事项 （1）为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池． （2）电流不要过大，应小于0.5 A，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． （5）电流表要内接(因为r很小)． 考点2 数据处理和误差分析 1．实验数据求E、r的处理方法 （1）列方程求解：由U＝E－Ir得，，解得E、r. （2）用作图法处理数据，如图2所示． 图2 ①图线与纵轴交点为E； ②图线与横轴交点为I短＝； ③图线的斜率表示r＝||. 2．误差来源 （1）偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确． （2）系统误差：电压表分流. A. 高考真题感知 1．（2023·浙江·统考高考真题）在“测量干电池的电动势和内阻”实验中        （1）部分连线如图1所示，导线a端应连接到 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为 V。 （2）测得的7组数据已标在如图3所示坐标系上，用作图法求干电池的电动势 V和内阻 Ω。（计算结果均保留两位小数） 2．（2023·湖北·统考高考真题）某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下： 电压表（量程，内阻很大）； 电流表（量程）； 电阻箱（阻值）； 干电池一节、开关一个和导线若干。    （1）根据图（a），完成图（b）中的实物图连线 。   （2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图（c）所示，则干电池的电动势为 V（保留3位有效数字）、内阻为 （保留2位有效数字）。    （3）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图（d）所示。利用图（d）中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为 （保留2位有效数字）。 （4）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值 （填“偏大”或“偏小”）。 3．（2022·天津·高考真题）实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路，由测得的实验数据绘制成的图像如图2所示。 （1）图1的电路图为下图中的 。（选填“A”或“B”） （2）如果实验中所用电表均视为理想电表，根据图2得到该电池的电