第10章 恒定电流-第5节 实验_测量电源的电动势和内阻 课件—2027届高考物理一轮复习

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，依据高考评价体系明确伏安法、安阻法、伏阻法三大核心考点，梳理实验原理、数据处理（图像法/计算法）、误差分析等考查要求。通过近三年高考真题统计，伏安法占比60%为高频考点，归纳出图像斜率求内阻、等效电源法分析误差等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题情境+素养导向”的复习策略，如以2023湖北卷“伏安法拓展实验”为案例，运用科学思维中的模型建构方法，解析1/I-R图像斜率与电动势的关系，培养学生数据处理能力。设置“误差分析对比表”和“图像法答题模板”，帮助学生掌握系统误差修正技巧，教师可依托此课件实现考点精准突破，提升复习效率。

第10章 恒定电流 第5节 实验：测量电源的电动势和内阻 1 考点一 伏安法测电源的电动势和内阻 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 2 考点一 伏安法测电源的电动势和内阻 3 1.实验原理 闭合电路欧姆定律。 2.实验器材 干电池、电压表、电流表、____________、开关、导线、坐标纸和刻度尺。 滑动变阻器 4 3.实验步骤 （1）电流表用____A的量程，电压表用___ 的量程，按图连接好电路。 （2）把滑动变阻器的滑片移到接入电路阻值最____的一端。 0.6 3 大 （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 。用同 样的方法再测量几组、 值，填入表格中。 （4）断开开关，拆除电路，整理好器材。 5 4.实验数据处理 （1）列方程组<m></m>，解出<m></m>、<m></m>，并多次测量求平均值。 （2）用作图法处理数据，如图所示。 ①图线与纵轴交点为_____________； ②图线斜率的绝对值为______。 电源电动势 内阻 6 5.误差分析 （1）偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作<m></m>图像时描点不准确。 （2）系统误差： ①若采用甲图电路 方法 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，对应的与的差越大， 。其中 图像如图乙所示。 结论：， 。 方法 等效电源法 如图甲所示，， 。 7 ②若采用丙图电路 方法 电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流 表分压越多，对应与的差越大， 。 其中 图像如图丁所示。 结论：， 。 方法 等效电源法 如图丙所示，， 。 （3）电路选择： ①电源内阻一般较小，选图甲电路误差较小。 ②当Ⓐ内阻已知时选图丙电路，此时 ，没有系统误差。 8 6.注意事项 （1）为了使路端电压变化明显，可使用内阻较____的旧电池。 （2）电流不要过大，应小于 ，读数要快。 （3）要测出不少于6组的 数据，变化范围要大些。 （4）若 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 确定。 大 9 【视角1】　伏安法测电动势与内阻 例1 (2025·海南)如图所示是“测量电源的电动势和内阻”的实验电路。 有如下器材 电源E1(约为3 V，内阻未知) 电压表V(0~3 V，RV约为3 kΩ) 电流表A(0~6 A，RA约为1 Ω) 定值电阻R0 = 3 Ω 滑动变阻器R1(0~50 Ω) 滑动变阻器R2(0~500 Ω) 开关S 导线若干 10 （1）为了提高测量精度，电路图中滑动变阻器应选　　　　　。  R1 [解析] 为了提高测量精度，方便调节电路，滑动变阻器选择最大阻值较小的R1； 11 （2）闭合开关S，多次调节滑动变阻器，记录U、I，如下表 U/V 1.00 1.30 1.70 2.00 2.50 I/A 0.38 0.32 0.24 0.18 0.08 根据表中数据作出U−I图像。 [答案] 见解析图 [解析] 图像如下: 12 （3）由U−I图像可求出电动势E1 = 　　　　 V，内阻r = 　　　 Ω(均保留三位有效数字)。  2.90 1.92 [解析] 根据闭合电路欧姆定律有U = E1−I(R0+r) 结合图线可得E1 = 2.90 V，R0+r = Ω 解得r = 1.92 Ω 13 （4）考虑电压表分流引起的误差，则E测　　　E真；(填“大于”“等于”或“小于”)；r测与真实值r真之间的关系式为　　 　 　(用RV，R0，r测，r真表示。  小于 r测 = [解析] 将电压表和电源等效为新的电源，故此时根据图像得到的电动势和内阻为等效电源的电动势和内阻，等效电源的电动势为E测 = ·RV 故E测<E真； 将R0等效进电源的内阻中，可得等效新电源的内阻为r测 = 14 【视角2】　伏安法测电动势与内阻的拓展 例2 (2023·湖北)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。 15 （1）根据图(a)，完成图(b)中的实物图连线。 [答案] 见解析图 [解析] 实物连线如图: 16 （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(c)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)。  1.58 0.64 [解析] 由电路结合闭合电路的欧姆定律可得U = E−Ir 由图像可知E = 1.58 V 内阻r = Ω = 0.64 Ω 17 （3）该小组根据记录数据进一步探究，作出−R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 　　　　 Ω(保留2位有效数字)。  2.5 [解析] 根据E = I(R+RA+r) 可得·R+ 由图像可知 = 2 解得RA = 2.5 Ω 18 （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”)。  偏小 [解析]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。 19 考点二 安阻法测电动势和内阻 20 1.实验原理 闭合电路的欧姆定律<m></m>，电路图如图所示。 2.实验器材 电池、________、________、开关、导线、坐标纸和刻度尺。 电流表 电阻箱 21 3.数据处理 （1）计算法：由<m></m> 解方程组求得<m></m>、<m></m>。 （2）图像法：由<m></m>可得 ①<m></m>，可作<m></m>图像（如图甲） <m></m>图像的斜率<m></m>，纵轴截距为<m></m> ②，可作 图像（如图乙） 图像的斜率，纵轴截距为 。 22 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：， 。 23 【视角1】　安阻法测电动势与内阻 例1 (2025·湖北)某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r，设计了如图(a)所示电路，所用器材如下:干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接，闭合开关S，逐次改变电阻箱的阻值R，用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题: 24 （1）R0在电路中起　　　　　　(填“保护”或“分流”)作用。  保护 [解析] R0与电阻箱串联，可知，R0在电路中起保护作用。 （2）与E、r、R、R0的关系式为 = 　　　　　　。  + [解析]根据闭合电路欧姆定律E = I(R+R0+r) 化简可得+ 25 （3）根据记录数据作出−R图像，如图(b)所示。已知R0 = 9.0 Ω，可得E = 　　　　　V(保留三位有效数字)，r = 　　　　　Ω(保留两位有效数字)。  1.47 1.3 [解析]结合上述有+ 结合图(b)有 V−1， = 7 A−1 解得E≈1.47 V，r≈1.3 Ω 26 （4）电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果　　　　(填“有”或“无”)影响。  有 [解析]当电流传感器有内阻时，所测的电源内阻r测 = r真+r传 导致电源内阻测量值偏大，即电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果有影响。 27 【视角2】　安阻法测电动势与内阻的拓展 例2 小明同学设计了如图1所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有:待测电源E(不计内阻)、待测电阻R1、待测电阻R2、电流表A(量程为0.6 A，内阻较小)、电阻箱R(0~99.99 Ω)、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、导线若干。 28 （1）先测电阻R1的阻值。闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱R，读出其示数r1和对应的电流表示数I，将S2切换到b，调节电阻箱R，使电流表示数仍为I，读出此时电阻箱的示数r2，则电阻R1的表达式为R1 = 　　　　　。  [解析] 当S2接a时应有:E = I(R2+r1)，当S2接b时应有:E = I(R2+R1+r2)，联立以上两式解得:R1 = r1−r2； 29 （2）小明同学已经测得电阻R1 = 2.0 Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。他的做法是:闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，由测得的数据，绘出了如图2所示的−R图线，则电源电动势E = 　　　　V，电阻R2 = 　　　　　Ω。(结果均保留两位有效数字)  1.5 1.0 [解析] 根据闭合电路欧姆定律应有:E = I(R2+R+R1)，变形为: R+，根据函数斜率和截距的概念应有: = 2.0解得:E = 1.5 V，R2 = 1.0 Ω； 30 （3）用此方法测得的电动势的测量值　　　　真实值，R2的测量值　　　　(均选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。  等于 大于 [解析] 若考虑电流表或电源内阻，对（1）:接a时应有:E = I(R2+r1+r)，接b时应有:E = I(R2+R1+r2+r)联立可得R1 = r1−r2即测量值与真实值相比不变；对（2）应有:E = I(R2+R+R1+r)变形为 R+，比较两次表达式的斜率和截距可知，电动势不变，R2变小，即测量值比真实值偏大。 31 考点三 伏阻法测电动势和内阻 32 1.实验原理 闭合电路欧姆定律<m></m>，电路图如图所示。 2.实验器材 电池、________、________、开关、导线、坐标纸和刻度尺。 电压表 电阻箱 33 3.数据处理 （1）计算法：由<m></m> 解方程组可求得<m></m>和<m></m>。 （2）图像法：由得：。故图像的斜率 ，纵轴 截距为 ，如图。 34 4.误差分析 （1）误差来源：电压表有内阻，干路电流表达式不准确，导致电动势测量不准确； （2）结论：， 。 35 【视角1】　伏阻法测电动势与内阻 例1 为测定某电池的电动势E(约为9 V)和内阻r(在1~5 Ω范围内)，已知该电池允许通过的最大电流为0.6 A，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中R1为保护电阻，R2为电阻箱。 36 （1）可备选用的定值电阻有以下几种规格，则R1应选用　　　　　； 　　　　　 　　　　　 　　　　　 A.5 Ω，2.5 W B.15 Ω，1.0 W C.15 Ω，10 W D.150 Ω，5.0 W C [解析]电路最小总电阻为R = = 15 Ω，为了保护电路安全保护电阻应选和15 Ω差不多的，B选项允许通过的最大电流为I = ≈0.25 A，容易烧坏电阻，不符合题意，故C正确； 37 （2）接好电路，闭合开关，调节电阻箱，记录R2的阻值和相应的电压传感器示数U，测量多组数据。为了利用图乙更加便捷地测量电源电动势E和内阻r，该同学选定电压的倒数作为纵轴，选定　　　　　(填“”“R2”“”或“R1+R2”)为横轴建立直角坐标系，作图所得直线的纵截距为b，则电动势E = 　　　　　；  [解析]根据闭合电路欧姆定得E = U+Ir = U+r，则·+，故 = b，得E = ； 38 （3）通过分析发现电压传感器和电压表一样，电阻不能视为无穷大，故测量的电源内阻将　　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 偏小 [解析]根据电路图，可以判断出测量值为电源内阻与电压传感器的并联电阻，故偏小。 39 【视角2】　伏阻法测电动势与内阻的拓展 例2 某实验小组为了测量一个量程为3 V的电压表的内电阻RV，设计了以下实验方案，甲图为实验电路图，图中电压表为待测电压表，R为电阻箱。 （1）小明实验步骤如下:先将电阻箱电阻调至0，闭合开关S，电压表读数如图乙所示，读出此时电压U1 = 　　　 　V；然后调节电阻箱的阻值至适当值，读出电阻箱阻值R和此时电压表的电压U2，忽略电源内阻，则电压表电阻的测量结果RV = 　　　　(用符号U1、U2和R表示)；如果考虑电源内阻，则测量结果RV与真实值比较　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。  2.92(2.90~2.95) R 偏大 40 [解析] 电压表量程为3 V，由图乙所示表盘可知，其分度值为0.1 V，示数为2.92 V；忽略电源内阻，根据图甲所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得E = U+IR = U+R，由题意得E = U1，E = U2+R，解得电压表内阻RV = ；考虑电源内阻E = U1+r，E = U2+(R+r)，解得RV = −r，由此可知，考虑电源内阻时，电压表内阻测量值偏大。 41 （2）小李实验步骤如下:闭合开关S，多次调节电阻箱，读出电阻箱阻值R及对应电压表的电压U，作出−R图像如图丙所示。不考虑电源内阻，从图像可知电压表内阻的测量值为　　　；如果已知电源内电阻为r，则电压表内阻的真实值为　　　　。  42 [解析] 不考虑电源内阻，由图甲所示电路图，根据闭合电路的欧姆定律得E = U+IR = U+R，整理得·R+，由图丙所示−R图像可知，图像的斜率k = ，纵轴截距b = ，解得电压表内阻RV = a；考虑电源内阻，由图甲所示电路图，根据闭合电路的欧姆定律得E = U+I(r+R) = U+(r+R)，整理得R++，由图丙所示−R图像可知，图像的斜率k = ，纵轴截距b = +，解得RV = a−r。 43 $