第10章 实验13 测量电源的电动势和内阻(课件PPT)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中物理高考一轮总复习（粤教版2019）

高考复习顶层设计·物理 赢在微点 高考复习顶层设计 物理 第十章 电路及其应用 实验13　测量电源的 电动势和内阻 1.理解测量电源电动势和内阻的实验原理,能正确连接电路和实验操作。2.会用伏安法、伏阻法、安阻法等测量电源的电动势和内阻。 3.会用图像法处理实验数据。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 实验储备·归纳 自主落实 回扣教材 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 实验类型·突破 关键能力 深度剖析 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 类型1　实验基本技能应用 【典例1】　(2023·浙江卷)在“测量干电池的电动势和内阻”实验 中。 (1)部分连线如图甲所示,导线a端应连接到________(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乙所示,其示数为________V。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (2)测得的7组数据已标在如图丙所示U-I坐标系上,用作图法求干电池的电动势E=________V和内阻r=________Ω。(计算结果均保留2位小数) 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 解析　(1)根据利用电压表和电流表测量干电池电动势和内阻的实验原理,可知导线a应该连接到B接线柱上,测外电路的总电压;根据电压表读数规则可知,电压表示数为1.20 V。 (2)将坐标系上的点用直线拟合,使尽可能多的点分布在直线上,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,离直线较远的点舍去,如图所示,则干电池的U-I曲线的纵截距等于电池的电动势,E=1.50 V;斜率的绝对值等于干电池的内阻,r= Ω=1.04 Ω。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 答案　(1)B　1.20　(2)1.50　1.04 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 【典例2】　利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻。要求尽量减小实验误差。 (1)应该选择的实验电路是图中的________(填“甲”或“乙”)。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (2)现有电流表(0~0.6 A)、开关和导线若干,以及以下器材: A.电压表(0~15 V) B.电压表(0~3 V) C.滑动变阻器(0~50 Ω) D.滑动变阻器(0~500 Ω) 实验中电压表应选用________;滑动变阻器应选用________。(均填选项字母) (3)某位同学记录的6组数据如表所示,其中5组数据的对应点已经标在图丙的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10 电流I/A 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480 丙 (4)根据(3)问中所画图线可得出干电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。下图的各示意图中正确反映P-U关系的是________(填选项字母)。 解析　(1)测量电源电动势和内阻实验中,由于干电池的内阻很小,电流表相对电源应外接,所以应该选择的实验电路为甲。 A B C D 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (2)由于干电池的电动势大约为1.5 V,所以电压表选择量程为3 V的,滑动变阻器选择0~50 Ω的。 (3)在图中标出第2组数据后,可以看出,除第4组数据所描点偏离直线较多外,其他5组数据所描点都大致处于一条直线上,用直尺过尽可能多的点作一直线,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,得到干电池的伏安特性曲线。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (4)根据闭合电路欧姆定律,E=U+Ir,变化为U=E-Ir。由此可知,干电池的U-I曲线在纵轴的截距数值等于电源电动势,斜率的绝对值等于电源内阻,所以干电池的电动势E=1.50 V,内阻r≈0.83 Ω。 (5)输出功率P=UI,I=,解得P=U-U2,P-U图像为开口向下的抛物线,C项正确。 答案　(1)甲　(2)B　C (3)如图所示 (4)1.50(1.49~1.51)　0.83(0.81~0.85)　(5)C 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 类型2　实验的迁移、拓展和创新 考向1　等效电源法测量电池的电动势和内阻 1.实验原理。 当电源内阻r过小时,如果直接测量,测出的内阻误差较大。如图所示,用一只阻值合适的定值电阻R0与电源串联,并把它们看成一个等效电源。 2.数据处理。 (1)等效电动势E效=E。 (2)等效电源的内阻r效=R0+r,被测电源的内阻r=r效-R0。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 【典例3】　现要测量一节电动势约为2 V,内阻在0.1~0.3 Ω之间的旧蓄电池的电动势和内阻,除蓄电池、开关、导线外,可供使用的实验器材还有: A.电压表V(量程0~3 V,内阻10 kΩ) B.电流表A1(量程0~0.6 A,内阻0.3 Ω) C.电流表A2(量程0~3 A,内阻0.05 Ω) D.定值电阻R1(阻值1 Ω,额定功率0.5 W) E.定值电阻R2(阻值10 Ω,额定功率0.1 W) F.滑动变阻器R3(阻值范围0~10 Ω,额定电流1 A) G.滑动变阻器R4(阻值范围0~100 Ω,额定电流0.5 A) 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 小李设计的电路如图甲所示。利用该电路,小李在实验中正确操作,测出了多组数据,根据测量数据描点法作出了图乙所示的电压表示数U与电流表示数I之间的关系图像。 甲 乙 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (1)在小李设计的电路中,滑动变阻器应选________(填写仪器前的字 母)。 (2)利用图乙测出的蓄电池内阻r=_________Ω(结果保留到小数点后2位)。 (3)用该电路测电动势与内阻,测量值和真实值的关系E测________E真, r测________r真。(均填“大于”“等于”或“小于”) 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 解析　(1)在设计的电路中,电源内阻和定值电阻都较小,为方便操作,滑动变阻器应选F。 (2)根据U=E-Ir,利用图乙测出的蓄电池电动势E=1.96 V,内阻r= Ω-1 Ω=0.19 Ω。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (3)由于电压表的分流作用,当电流表示数为零时,仍有一些电流通过电压表,电压表测得电压小于电动势,即电动势测量值小于真实值;由于电压表的分流作用,所测电流偏小,导致图像斜率偏小,故用该电路测内 阻,测量值和真实值的关系r测小于r真。 答案　(1)F　(2)0.19　(3)小于　小于 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 考向2　安阻法测量电池的电动势和内阻 1.实验原理。 闭合电路的欧姆定律,表达式E=IR+Ir,电路图如图所示。 2.实验器材。 电池、电流表、电阻箱、开关、导线、坐标纸和刻度尺。 3.数据处理。 (1)计算法:由E=I1R1+I1r,E=I2R2+I2r,解方程组求得E和r。 (2)图像法:由E=I(R+r)可得: 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 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。 甲 乙 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 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。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 甲 【典例4】　一同学测量某干电池的电动势和内阻。 (1)如图甲所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处____ ____________________;________________________。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 根据表中数据,在图乙方格纸上作出R-关系图像。由图像可计算出该干电池的电动势为________V;内阻为________Ω。 R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 /A-1 6.7 5.9 5.3 4.5 3.8 乙 (2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I,以及计算的数据见下表。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱,当电流表的示数为0.33 A时,电压表的指针位置如图丙所示,则该干电池的电动势应为________V;内阻应为________Ω。 丙 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 解析　(1)连接电路时电源应与电路断开,所以开关要断开;另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零,这样容易烧坏电流表和电源。 (2)将数据描点连线,做出一条倾斜的直线。根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r),得R=E·-r,所以图线的斜率表示电源电动势E= V≈ 1.37 V,纵截距绝对值表示r=0.4×3.0 Ω=1.2 Ω。 (3)用电压表与电流表并联,可测得电流表的内阻RA== Ω= 0.2 Ω,考虑电表内阻对实验的影响,则E=I(R+RA+r),得R=E·-(RA+ r), 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 所以图线的斜率仍表示电动势,电动势的准确值为1.37 V,图线的纵截距表示(RA+r),所以内阻准确值为r=(1.2-0.2)Ω=1.0 Ω。 答案　(1)开关未断开　电阻箱阻值为零　(2)图像如图所示 1.37(1.30~1.44均对)　1.2(1.0~1.4均对) (3)1.37(结果与(2)问第一个空格一致)　1.0(结果比(2)问第二个空格小0.2) 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 考向3　伏阻法测量电池的电动势和内阻 1.实验原理。 闭合电路的欧姆定律,表达式E=U+r,电路图如图所示。 2.实验器材。 电池、电压表、电阻箱、开关、导线、坐标纸和刻度尺。 3.数据处理。 (1)计算法:由E=U1+r,E=U2+r,解方程组可求得E和r。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (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,干路电流表达不准确,导致电动势测量不准确。 (2)结论:E测<E真,r测<r真。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 【典例5】　一实验小组利用图甲所示的电路测量一电池的电动势E(约为1.5 V)和内阻r(小于2 Ω)。图中电压表量程为1 V,内阻RV=380.0 Ω;定值电阻R0=20.0 Ω;电阻箱R最大阻值为999.9 Ω;S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空: 甲 (1)为保护电压表,闭合开关前,电阻箱接入电路的电阻值可以选________(填“5.0”或“15.0”)Ω。 (2)闭合开关,多次调节电阻箱,记录下阻值R和电压表的相应读数U。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (3)根据图甲所示电路,用R、R0、RV、E和r表示,得=________________________。 (4)利用测量数据,作-R图线,如图乙所示。 (5)通过图乙可得E=________V(保留2位小数),r=________Ω(保留1位小数)。 (6)若将图甲中的电压表当成理想电表,得 到的电源电动势为E',由此产生的误差为×100%=________%。 乙 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 解析　(1)电阻箱的最小阻值可用串联电路的电压分配与电阻成正比估算,=,解得电阻箱的阻值大于8 Ω,所以应选择15.0 Ω。 (3)由闭合电路欧姆定律得E=U+(R+r),整理得=R+ r+。 (5)根据(3)中得到-R关系式,代入数据可得=+R(V-1),延长题图乙中的图线与纵轴相交,得到图像与纵轴交点为0.86 V-1,得0.86 V-1= 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 +(V-1),图线斜率为 Ω-1·V-1= Ω-1,解得E≈1.56 V,r≈ 1.5 Ω。 (6)若电压表为理想电表由闭合电路欧姆定律得E'=U+(R+r),整理得=R+,解得E'≈1.48 V,×100%≈5%。 答案　(1)15.0　(3)R+r+ (5)1.56　1.5　(6)5 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 高效训练·提能 拓广视野 智学慧考 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 1.某实验小组在拆解智能手机的内部结构时,发现其内部使用的电池是一块扁平电池,如图甲所示,外壳上标有电动势为4.50 V,为了测定该电池的实际电动势和内阻,小组成员想利用身边有限的仪器,设计方案对其进行测量。 甲 乙 丙 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 A.待测手机电池 B.电压表(量程0~3.00 V,内阻约4 000 Ω) C.电流表(量程0~100 mA,内阻为1 Ω) D.电阻箱(阻值范围0~99.99 Ω) E.电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω) F.电阻箱(阻值范围0~9 999 Ω) G.滑动变阻器(阻值范围0~10 Ω,额定电流0.2 A) H.滑动变阻器(阻值范围0~50 Ω,额定电流0.2 A) I.滑动变阻器(阻值范围0~1 000 Ω,额定电流0.2 A) J.开关、导线若干 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (1)实验室所提供的电表的量程都不够大,需要进行改装才能使用。 ①如果将电流表量程扩大到原量程的5倍,则应并联一个阻值为________Ω的电阻,将改装后的电流表记为A。 ②为满足测量电动势的需要,需要将电压表的量程扩大为0~4.50 V,小组成员采用了以下的操作:按图乙连接好实验器材,检查电路无误后,将S2接b,将R1的滑片移至最上端,将电阻箱R2调为零,闭合S1,断开S3,适当移动R1的滑片,使电压表示数为3.00 V;保持R1接入电路中的阻值不变,改变电阻箱R2的阻值,当电压表示数为________V时,完成扩大量程,断开S1。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 ③小组成员按图乙所示的实验电路完成了该实验,滑动变阻器R1应选________,电阻箱R2应选________。(均填写仪器前的字母) (2)用改装好的电表测该电池的电动势和内阻,步骤如下:保持电阻箱R2的阻值不变,开关S2接a,闭合S1、S3,从下到上移动R1的滑片,读出电压表(量程0~3.00 V,内阻约4 000 Ω)的读数U和电流表(改装后的电流表A)的读数I,并作出U-I图像如图丙所示,可得该电池的电动势为________V,内阻为________Ω。(结果均保留3位有效数字) 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 解析　(1)①电流表量程扩大到原来的5倍,则量程变为0~500 mA,由改装电表知识可知R3(500 mA-Ig)=IgRg,解得R3==0.25 Ω。②由题图乙可知,S2接b,电压表支路与R1上端并联,接通电路前要保证其分压为0,故滑片应移至最上端;电压表示数为3.00 V且保持R1接入电路中的阻值不变时,电压表和R2电压之和可认为始终等于3.00 V,当电压表示数为2.00 V时,说明R2两端电压为1.00 V,由串联电路电压分配原理可 得,此时R2的电阻为电压表内阻的一半,电压表的量程被扩大为1.5倍,即0~4.50 V。③I滑动变阻器阻值过大,不方便调节,G滑动变阻器即使 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 取最大阻值接入电路,也会超过其额定电流,故选H。由实验步骤可知电压表要扩大量程为0~4.5 V,则串联的电阻箱R2的阻值应调节为电压表内阻的,即电阻箱R2的阻值要能够调到2 000 Ω,故选择F。 (2)根据闭合电路欧姆定律可知E=1.5U+I(r+rA),其中rA= Ω=0.2 Ω,整理得U=E-I,对照图像可得E=2.80 V,-= Ω,解得E=4.20 V,r=1.90 Ω。 答案　(1)①0.25　②2.00　③H　F　(2)4.20　1.90 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 2.现有一特殊的锂电池,其电动势E约为9 V,内阻r在35~55 Ω范围,最大允许电流为50 mA。为测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲的电路进行实验。图中电压表的内电阻很大,对电路的影响可以不计;R为电阻箱,阻值范围为0~9 999 Ω;R0是定值电阻。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格,本实验应选用________ (填选项字母)。 A.10 Ω,2.5 W B.50 Ω,1.0 W C.150 Ω,1.0 W D.1 500 Ω,5.0 W (2)该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U,再改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图乙的图 线。则根据该同学所作的图线可知图像的横坐标与纵坐标的比值表示________________________。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (3)根据图乙所作出的图像求得该电池的电动势E为________V,内电阻r为________Ω。 解析　(1)电路总电阻最小值为 Ω=180 Ω,内阻约为35~55 Ω,所以定值电阻R0选150 Ω的,故选C。 (2)横坐标与纵坐标比值==I,即回路中的电流。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (3)由闭合电路欧姆定律得E=U+r,整理可得=+,可知=0.10 V-1,= A-1=5 A-1,所以E=10 V,r=50 Ω。 答案　(1)C　(2)回路中电流　(3)10　50 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 3.一个移动电源的电动势约为5 V,某实验小组用伏安法测量该移动电源的电动势和内阻的准确值,实验室提供的器材如下: 电流表A1(量程0~2.0 mA,内阻约为500 Ω); 电流表A2(量程0~1.5 A,内阻为1.0 Ω); 电阻箱R1(阻值0~9 999.9 Ω); 滑动变阻器R2(阻值0~50 Ω); 导线和开关。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (1)由于实验室没有提供电压表,需要将电流表A1改装为量程为0~6 V的电压表,为此先测量电流表A1的内阻,电路图如图甲所示,实验步骤如下: 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 将电阻箱R1的电阻调到零,闭合开关S,调节滑动变阻器R2,使电流表A1的示数达到满偏电流I0;保持R2阻值不变,调节电阻箱R1,使电流表A1的示数为,此时电阻箱接入电路的阻值为R0,则可得rA1=________。 (2)按(1)中方法测得的电流表A1的阻值与实际值相比________(填“偏小”“相等”或“偏大”)。 (3)利用电流表A2和改装好并重新标度电压示数的电压表采用图乙所示的电路测量移动电源的电动势与内阻。若根据测出的多组数据,绘制得到的U—I图线如图丙所示,则其电动势E=________V,内阻r=________Ω。(结果均保留2位有效数字) 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 解析　(1)由于电流表A1内阻约为500 Ω,而滑动变阻器R2最大阻值为 50 Ω,可知电流表A1的内阻比滑动变阻器的电阻大得多,若在图甲中保持R2阻值不变,可知控制电路输出电压近似不变,即电流表A1所在支路的电压近似不变,当电流表示数变为一半时,可以认为总电阻增大为先前的两倍,即可近似认为电阻箱阻值与电流表内阻相等,所以电流表的A1内阻为R0。 (2)电阻箱R1阻值增大时,电路总电阻增大,干路电流减小,电源内阻上电压减小,滑动变阻器干路部分电压减小,则电流表A1所在支路的电压增 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 大,当电流表半偏时,电流表支路的阻值大于电流表内阻的两倍,即电阻箱R1接入的阻值大于电流表A1的内阻,即测得的电流表阻值与实际值相比偏大。 (3)根据U=E-I(r+rA2),图线与纵轴交点的纵坐标等于移动电源的电动势E=6.0 V,根据图像的斜率的物理意义有r+rA2= Ω,解得移动电源内阻为r=2.0 Ω。 答案　(1)R0　(2)偏大　(3)6.0　2.0 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 4.某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示电路,所用器材如下: 电压表(量程0~3 V,内阻很大); 电流表(量程0~0.6 A); 电阻箱(阻值0~999.9 Ω); 干电池一节、开关一个和导线若干。 (1)根据图甲,完成图乙中的实物图连线。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (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U-I图像如图丙所示,则干电池的电动势为________V(保留3位有效数字),内阻为________Ω(保留2位有效数字)。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (3)该小组根据记录数据进一步探究,作出-R图像如图丁所示。利用图丁中图像的纵轴截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为________Ω(保留2位有效数字)。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (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”)。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 解析　(1)实物连线如图。 (2)由电路结合闭合电路的欧姆定律可得U=E-Ir,由题图丙可知E=1.58 V,内阻r= Ω≈ 0.64 Ω。 (3)根据E=I(R+RA+r)可得=·R+,由题图丁可知=2 A-1,解得RA≈2.5 Ω。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 答案　(1)实物图连线见解析　(2)1.58　0.64 (3)2.5　(4)偏小 (4)由于电压表内阻不是无穷大,则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值,即实验中测得的电池内阻偏小。 实验13　测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 本部分内容讲解结束 $$