2025届高考物理一轮复习课件：实验 测电源电动势和内阻

一.原理: E＝U＋Ir 干电池,开关,滑动变阻器 电压表,电流表 二.器材: 三.电路图 四.实验步骤 1.按图连接好电路,且S断开,滑动变阻器阻值要调到最大 3.断开开关,整理好器材. 2.闭合开关,调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记 录一组数据(I1,U1).用同样的方法测量几组I、U值． 4.处理数据(求E,r.) (1)计算法 E＝U1＋I1r E＝U2＋I2r 用多个U,I算多个E,r,取平均值 (2)作图法 电压表量程？ 电流表量程？ 电流表外接还是内接？ 实验:测电源电动势和内阻 五.注意事项 1.为了使电池的路端电压变化较明显： 应选取内阻较大的旧干电池(1.5V)和内阻较大的电压表. 2.实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池因大电流放电时间过长导致内阻r发生明显变化。 3.在画U-I图线(直线)时,误差大的点舍去,求r时选,取直线上相距较远的两点求斜率可,以减小误差； (可将一个定值电阻与电池串联在一起作为电源， 不过要注意测量结果减去定值电阻才是电池内阻) 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． 误差分析 1.偶然误差：电表读数误差及作图误差(U-I) 2.系统误差：电压表或电流表分流或分压误差 E测<E真 r测<r真 E测=E真 r测>r真 1.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 B (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． 请根据实验数据，回答以下问题： ①图中已标出后3组数据对应的坐标点，请标出前4组数据对应的坐标点并画出U－I图像． ②根据实验数据可知，所选的定值电阻为________(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． R1 2.某实验小组正在测定一节新型电池的电动势(约为3 V)和内阻，现要选取一个定值电阻R0当作保护电阻。 (1)首先为了准确测量定值电阻R0的阻值，在操作台上准备了如下实验器材： A.电压表V(量程为0～3 V，电阻约为4 kΩ) B.电流表A1(量程为0～1 A，内阻约为0.5 Ω) C.电流表A2(量程为0～3 A，内阻约为0.5 Ω) D.定值电阻R0(阻值约为3 Ω) E.滑动变阻器R(0～10 Ω) F.开关S一个，导线若干 上述器材中，在测量R0阻值时应选择____________(填器材前面的序号)为电流表，其实验电路图应选图2甲中的____________(填图号)，经测量定值电阻R0的阻值为2.8 Ω。 (2)之后为了测量该新型电池的电动势和内阻，设计了如下实验，完成图乙中实验器材的连接并画出实验图。 (3)根据实验记录的数据作出U－I图线如图丙所示，根据图丙可以求出待测新型电池的内阻为________Ω，电池电动势为________V。(保留2位有效数字) 3.用如图甲的电路测定一电池组的电动势与内电阻。 （1）用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接图__________； （2）由图丙可知：该电池组的电动势E＝_____V，内阻r＝_____Ω，当滑动变阻器R接入电路的电阻为4Ω时，该电源的输出功率为______W。 （3）该同学又利用上述实验方案测定了同规格新旧两种电池组的电动势与内电阻。通过实验发现旧电池组与新电池组相比，电动势几乎没有变化，但它们的输出功率P随外电阻R变化的关系图线有较大差异，如图丁所示。可知新电池组对应的是图线_____（选填“A”或“B”）。 B 1.实验原理:E＝IR＋Ir 2.数据处理 :计算法,图象法 考点二:安阻法测电动势和内阻 考点三:伏阻法测电动势和内阻 1.实验原理: 2.数据处理 :计算法,图象法 1.有一特殊电池，电动势约为9 V，内阻约为40 Ω，已知该电池允许输出最大电流为50 mA。为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图7甲所示电路进行实验，图中电流表的内阻RA＝5 Ω，R为电阻箱，阻值范围0～999.9 Ω，R0为定值电阻，对电源起保护作用。 (1)本实验中的R0应选________(填字母)。 A.10 Ω B.50 Ω C.150 Ω D.500 Ω (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，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图乙所示的图线，则根据图线可求得该电池的电动势E＝________V，内阻r＝_______Ω。 C 10 45 2.一同学测量某干电池的电动势和内阻． (1)如图13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：____,____ (2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的1/I数据见下表： 由图像可计算出该干电池的电动势为________V；内阻为________Ω. (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所示，则该干电池的电动势应为________V，内阻应为________Ω. 1.34(1.30～1.44都算对)； 1.0(0.8～1.2都算对) 3.实验室中准备了下列器材： 待测干电池(电动势约1.5 V，内阻约1.0 Ω)； 电流表G(满偏电流1.5 mA，内阻rg＝10 Ω)； 电流表A(量程0～0.6 A，内阻约0.10 Ω)； 滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω)； 滑动变阻器R2(最大阻值100 Ω)； 定值电阻R3＝990 Ω，开关S和导线若干． (1)某同学选用上述器材(滑动变阻器只选用了一个)测定一节干电池的电动势和内阻．为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器应是________．(填代号) (2)请在如图甲所示虚线框中画出该同学的实验电路图． (3)如图乙为该同学根据实验数据作出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，由该图线可得，被测干电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω. 4.某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻，在操作台上准备了如下实验器材： A．待测锂电池(电动势E约为3.7 V，内阻r未知) B．电压表V1(量程0～3 V，内阻约为几千欧) C．电流表A(量程0.6 A，内阻RA＝2.2 Ω) D．电阻箱R1(0～99.9 Ω) E．滑动变阻器R2(最大阻值为10 Ω) F．定值电阻R0(阻值约为5 Ω) G．开关S一个，导线若干 (1)在实验操作过程中，该小组成员设计了如图甲所示电路．多次改变电阻箱R1的阻值R，读出电压U，根据测得的数据作出图象，如图乙所示，则电源电动势E＝________ V. (2)为了测定锂电池的内阻需测出电阻R0的阻值，小组成员设计了如图丙所示的电路，请在图丁中连接对应的实物图．实验过程中，某次测量电流表示数为0.40 A时，电压表示数如图戊所示，由此可求得R0＝________ Ω；结合图乙可求得电池内阻r＝________ Ω.(以上两空结果均保留两位有效数字) 5.利用如图所示电路，可以测定电源的电动势和内阻，所用的实验器材有： 待测电源，电阻箱R(最大阻值999.9 Ω),电阻R0(阻值为3.0 Ω)，电阻R1(阻值为3.0 Ω),电流表A(量程为200 mA,内阻为RA＝6.0 Ω)，开关S. ①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S； ②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R； ③以1/I为纵坐标，R为横坐标，作1/I－R图线(用直线拟合)； ④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b. 回答下列问题： (1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则1/I与R的关系式为______． (2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0 Ω时，电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________. (3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝_______________ A－1Ω－1，截距b＝___________________ A－1. (4)根据图线求得电源电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω. $$