(课标人教版)《高考风向标》物理恒定电流实验：测定电源的电动势和电阻

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1、第4讲实验：测定电源的电动势和电阻★考情直播1、考纲要求考纲内容能力要求考向定位实验：测定电源的电动势和内阻能够根据实验要求正确选择实验器材和实验电路，并能熟练测定电源电动势和内阻。用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻实验是中学需重点掌握的实验，利用U-I图象处理实验数据是这个实验的重点,也是高考考查实验的重点题型之一。2、考点整合VARS实验电路如图所示，根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本实验电路中电压表的示数是准确的，电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差，电阻R的取值应该小一些，所选用的电压表的内阻应

2、该大一些。为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U-I图象处理实验数据：将点描好后，用直尺画一条直线，使尽量多的点在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。这条直线代表的U-I关系的误差是很小的。它在U轴上的截距就是电动势E（对应的I=0），它的斜率的绝对值就是内阻r。（特别要注意：有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r=

3、ΔU/ΔI

4、）。U/VI/Ao0.20.40.63.02.01.0为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些（选用使用过一段时间的1号电池）1765432890176543289017654328901765432890

5、17654328901765432890×1×100×10×10000×100000×1000例题1.利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，测量一个电池组的电动势和内电阻。画出实验电路图，并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。用记录的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。V[解析]：与学生实验相比，用电阻箱代替了电流表。由于电压可测，由电压、电阻就可以算出电流。电路图如右。实验方法有两种：176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10000×100000×1000⑴

6、改变电阻箱阻值，读出两组外电阻和对应的路端电压值R1、U1、R2、U2，根据闭合电路欧姆定律列出两种情况下的方程，。解这个方程组可得E和r：。⑵改变电阻箱阻值，读出电压表对应的示数，多测几组数据，利用U-I图象求电动势和内电阻。这样偶然误差会更小一些。该实验的系统误差是由于电压表的分流引起的。所以选取电阻箱阻值时不宜太大，电压表则应该选用内阻较大的。如果只给出电阻箱和电流表，同样可以测量电源的电动势和内电阻。9/9★高考重点热点题型探究[例1]（2008广东理科基础）13．在“测定电源电动势和内阻”的实验中，某同学根据实验数据，作出了正确的U－t图像，如图4所示，其中图线斜

7、率绝对值的物理含义是A．短路电流　　　　　B．电源内阻C．电源电动势　　　　D．全电路电阻答案：B解析：测定电源电动势和内阻”的实验中的U－t图像，图线斜率绝对值表示电源的内阻。[例2]（2006·广东）某同学设计了一个如图7所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组（电动势约3V）、电流表（量程0.6A，内阻小于1Ω）、电阻箱（0～99.99Ω）、滑动变阻器（0～10Ω）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略。（1）该同学按图7连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为0.20Ω。试分析该测

8、量产生误差的原因是_________________________________________。（2）简要写出利用图7所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤：①_______________________________________________________________________；②_______________________________________________________________________；（3）图8是由实验数据绘出的图像，由此求出待测干电池组的电动势E＝____________V、内阻r＝___________

9、__Ω。（计算结果保留三位有效数字）【剖析】测定电源电动势和内阻实验的原理知，此种接法出现误差的原因是电流表的分压作用。而R=r+r安，图线的斜率表示电源电动势的倒数，据此得出电动势E＝2.81v,内阻r＝2.33Ω。有的考生不能正确理解图象的物理意义，从而无法得出正确的答案。【答案】（1）并联电阻箱后线路总阻值减小，从而造成总电流增大（2）①调节电阻箱R，断开开关K，将开关S接D，记录电阻箱的阻值和电流表示数；②断开开关D，再次调节电阻箱R，将开关S接D，记录电阻箱的阻值和电流表示数9/9（3）2.812.33◇