第8章 实验9 测量电源的电动势和内阻 (课件PPT)-【状元桥】2026高考物理一轮总复习（湖北专版）

恒定电流 第八章 实验九　测量电源的电动势和内阻 实验理论·理清弄明 常见考法·逐点练通 目 录 Contents 实验理论·理清弄明 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 常见考法·逐点练通 返回目录 高考总复习·物理 　 1.0 返回目录 高考总复习·物理 　 I(r＋RA) 返回目录 高考总复习·物理 　 1.40 1.0 返回目录 高考总复习·物理 　 D 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 B 1.20 1.50 1.04 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 A C 返回目录 高考总复习·物理 　 图略 1.49 0.11 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 大于 2 左 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 图略 返回目录 高考总复习·物理 　 4 4 返回目录 高考总复习·物理 　 A 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 1.55 返回目录 高考总复习·物理 　 图略 返回目录 高考总复习·物理 　 1.60 2.00 返回目录 高考总复习·物理 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2003、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 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、实验原理 如图甲或乙所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律即可求出电源的电动势与内阻． 三、实验器材 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺． 四、实验步骤 1．电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程，按实验电路图图甲连接好电路，如图乙所示． 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． 组别 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 U/V I/A 4．断开开关，拆除电路，整理好器材． 五、数据处理 1．公式法 将6组对应的U、I数据代入关系式：U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r、…，让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电源的电动势E和内阻r. 2．图像法 在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U－I图像，如图所示，直线跟纵轴交点的纵坐标表示电源电动势E的值，图线斜率的绝对值即内阻r的值． 六、误差分析 1．偶然误差 (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． 2．系统误差 (1)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． 　 (2)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．可选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池． 2．电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大．因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电． 3．计算法求E、r：要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出E、r值再求平均值． 4．合理选择标度：为使图线分布空间大，如图所示，纵坐标可以不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，电源的内阻不能用r＝确定，应根据r＝||确定． 命题点一　教材基础实验 (2024·甘肃)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响．可用器材有：电压表(量程0～1.5 V，内阻约为 1.5 kΩ)、电流表(量程0～0.6 A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干．某小组开展了以下实验． (1)考虑电流表内阻影响 ①用图甲所示电路测量电流表的内阻．从图乙电压表和电流表读数可得电流表内阻RA＝______Ω(保留2位有效数字)． 　 甲 乙 ②用图丙所示电路测量干电池电动势和内阻．电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示，则干电池电动势E＝U＋___________(用I、r和RA表示)． 　　　 丙　　　　　　　　　　　　丁 ③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图丁所示的U－I图像．则待测干电池电动势E＝_________V(保留3位有效数字)，内阻r＝_______Ω(保留1位小数)． (2)考虑电压表内阻影响，该小组也尝试用图戊所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成．原因是______(单选，填正确答案标号)． A．电路设计会损坏仪器 B．滑动变阻器接法错误 C．电压太大无法读数 D．电流太小无法读数 戊 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______(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乙所示，其示数为________V. (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) 在测量电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了如下器材和参考电路： 电压表V1(量程3 V，内阻约6 kΩ)； 电压表V2(量程1 V，内阻约6 kΩ)； 电流表A1(量程0.6 A，内阻约0.1 Ω)； 电流表A2(量程2 mA，内阻约1 Ω)； 滑动变阻器R1(最大阻值3 kΩ)； 滑动变阻器R2(最大阻值10 Ω)； 定值电阻R3(阻值1 Ω)； 开关，导线若干． (1)甲同学想要测量马铃薯电池的电动势(约1.0 V)和内阻(约500 Ω)．选用合适器材后，应选择最优电路______(填写参考电路对应的字母)进行测量． (2)乙同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻．选用合适器材后，应选择最优电路______(填写参考电路对应的字母)进行测量． (3)乙同学将测得的数据在坐标纸上描点如图所示．请画出 U－I图像，并求出电动势E为_________V，内阻r为__________Ω (保留2位小数)． 命题点二　创新拓展实验 某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精度，需要测量电压表的内阻．实验室中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表，该同学便充分利用这块表，设计了如图甲所示的实验电路，既能实现对该电压表内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量．该同学用到的实验器材有待测水果电池组(电动势约4 V、内阻约50 Ω)，双向电压表(量程为2 V、内阻约为2 kΩ)，电阻箱(0～9 999 Ω)，滑动变阻器(0～200 Ω)，一个单刀双掷开关及若干导线． (1)该同学按如图甲所示电路图连线后，首先测量了电压表的内阻．请完善测量电压表内阻的实验步骤： ①将R1的滑动触片滑至最左端，将开关S拨向1位置，将电阻箱阻值调为0； ②调节R1的滑动触片，使电压表示数达到满偏U； ③保持R1不变，调节R2，使电压表的示数达到，读出电阻 箱的阻值，记为R0，则电压表的内阻RV＝________. R0 (2)若测得电压表内阻为2 kΩ，可分析此测量值应________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值． (3)接下来测量电源的电动势和内阻，实验步骤如下： ①将开关S拨至______(选填“1”或“2”)位置，将R1的滑片移到最______端，不再移动； ②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一合适值，记录电压表的示数和电阻箱的阻值； ③重复第二步，记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值． (4)若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为R，作出－图像，如图乙所示，其中纵轴截距为b，斜率为k，则电动势的表达 式为_______，内阻的表达式为_______. 现用下列器材测量电源的电动势和内阻： 待测电源E(电动势约为4 V)； 电流表A(量程为0～0.6 A，内阻不计)； 电阻箱R(最大阻值为99.9 Ω)； 开关S； 导线若干． (1)根据所给实验器材，画出实验原理图. (2)根据实验原理，进行如下操作：调节电阻箱R的阻值，记录多组电流表的读数I和电阻箱的对应读数R，以为纵坐标，R为横坐标，根据测量数据作出的－R图像如图所示，则电源电动势E＝______V，内阻r＝______ Ω. (3)若考虑到实际电表有内阻，关于该实验的误差分析，下列说法正确的是______. A．电源内阻的测量值偏大 B．电源内阻的测量值偏小 C．电源电动势的测量值偏大 D．电源电动势的测量值偏小 某物理兴趣小组想测定一种特殊电池的电动势E和内电阻r. 甲 (1)某成员用多用电表的直流电压“2.5 V”挡进行测量，结果指针偏转如图甲所示，则该电池的电动势约为______V. (2)估测后，该小组成员经过充分讨论后，利用下列器材进行实验： A．毫安表A1(量程0～0.2 mA，内阻r1＝1.0 Ω) B．毫安表A2(量程0～200 mA，内阻r2约为0.003 Ω) C．滑动变阻器R(0～15 Ω) D．定值电阻R0＝2.0 Ω E．定值电阻R1＝9 999.0 Ω F．开关一个，导线若干 ①为了使测量尽可能精确，请将虚线方框内的实验电路图补充完整； ②实验时，A1的示数为I1，A2的示数为I2，根据实验数据绘出I1－I2的图像如图丙所示，则该电池的电动势为_______V，内阻为r＝________Ω.(结果均保留3位有效数字)． $$