实验13 测量电源的电动势和内阻 课件 -2027届高中物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦“测量电源的电动势和内阻”实验专题，依据高考评价体系梳理了闭合电路欧姆定律应用、数据处理（公式法与U-I图像法）、误差分析（系统误差与偶然误差）等核心考点，通过高考真题分析明确U-I图像法占比60%、误差分析占30%的高频考查方向，归纳伏安法、特殊电路设计等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题解析+变式训练+素养提升”的备考策略，如以2024浙江期末题为例，详解U-I图像纵截距求E、斜率求r的方法，培养科学思维中的模型建构能力，通过橙子电池实验中电阻箱与已知内阻电流表的电路设计，强化科学探究素养。特设易错点警示（如纵轴不从零开始时短路电流判断），帮助学生掌握答题技巧，教师可据此开展精准复习，提升冲刺效率。

实验13测量电源的电动势和内阻 要点梳理 装置原理   原理:闭合电路的欧姆定律 数据处理 (1)公式法:利用测得U、I值,根据 计算出电动势、内阻 (2)U-I图像法:图线与纵轴交点为电动势E,斜率绝对值为内阻,如图所示,为使图线分布空间大,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 误差分析 (1)偶然误差:电表读数及用图像法求E和r时作图不准确 (2)系统误差:在基本方法——伏安法的实验中,由于电压表的分流,测量结果是E测<E真,r测<r真 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图像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 方法指导 典例　(2024浙江精诚联盟期末)用如图甲电路测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)实验中作出电压表读数U与电流表读数I的关系为图乙中直线所示,得到电动势为　　 　　 V,内阻为　　 　　 Ω。(结果均保留三位有效数字)  甲 乙 1.48 0.800 (2)图丙为实物图,6根接线中有误的是　　　　(选填1~6的数字)。开关接通之前滑动变阻器滑片应滑到最　　　　(选填“左边”或“右边”)。  (3)由于电表内阻的影响,测定的电动势比真实值　　　(选填“偏大”或“偏小”),测定的电源内阻比真实值　　　 。(选填“偏大”或“偏小”)   丙 5 右边 偏小 偏小 解析 (1)根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,图像纵截距为电源电动势的大小,斜率的绝对值为电源内阻的大小,则E=1.48 V,r==0.800 Ω。 (2)题图丙中开关不能控制电压表,所以6根接线中有误的是5,开关接通之前滑动变阻器的阻值应全部接入电路,所以滑片应滑到最右边。 (3)由于电压表的分流作用,实际流过电源的电流大于电流表的示数,当外电路短路时,短路电流与电流表的示数一致,作出U-I图像,如图所示,所以由于电表内阻的影响,测定的电动势比真实值偏小,测定的电源内阻比真实值偏小。 变式练 (2024浙江杭州期末)小明同学利用铜片、锌片作为电极和家乡盛产的橙子制作了橙子电池。通过查阅资料,了解到橙子电池的电动势约为1 V,内阻约为1 kΩ。为了测量这种电池的电动势E和内阻r,他进行了如下实验。 (1)他用多用电表的“直流电压2.5 V”挡粗测橙子电池的电动势,如图甲所示,则由图甲可知橙子电池的电动势约为　　　　 V。  甲 0.90 (2)下列关于多用电表的使用正确的是　　　　。  A.在不超量程的前提下,量程的选择对实验误差没有影响 B.测橙子电池电动势时,电流从红表笔流入多用电表 C.将选择开关打到电阻挡“×100”可粗测橙子电池的内阻 B (3)为了尽可能准确地测量橙子电池的电动势和内阻,实验室除开关和导线外,还有以下器材可供选用:电流表A(量程为0~300 μA,内阻为300 Ω);电压表V(量程为0~3 V,内阻约为3 kΩ);滑动变阻器(最大阻值约为2 kΩ);电阻箱(0~9 999 Ω)。 他设计了以下实验电路图测量橙子电池电动势和内阻,其中最合理的是　　　　。  C (4)选好实验电路并采集了多组数据,作出如图乙所示的图像,则橙子电池的电动势为　　　　 V,内阻为　　　　 kΩ。(计算结果均保留两位有效数字)  乙 0.94 1.0 解析 (1)该同学用多用电表“直流2.5 V”挡测量橙子电池的电动势,则在读数时应读取中间弧线所示表盘的刻度,可知其读数为0.90 V。 (2)为了减少误差,实验过程最好让电表的指针在量程偏转,故A错误;测橙子电池电动势即测直流电压时,直流电流从红表笔流入多用电表,故B正确;橙子电池有电动势,不可直接测内阻,故C错误。 (3)本实验选用的电流表内阻已知,在电学实验中,已知内阻的电流表可当作电压表使用。A、D选项电压表内阻未知,由于其分流作用,会对实验造成误差,B选项采用滑动变阻器,无法知道电阻阻值大小,无法列式求得橙子电池电动势和内阻,所以C选项实验图最合理。 (4)根据该实验原理,结合闭合电路的欧姆定律有E=I(R+RA+r),得 R+,结合图像有 V-1,=1.4×103 A-1,可得 E≈0.94 V、r ≈ 1.0 kΩ。 $