（鲁京津琼）2020版高考物理总复习第八章恒定电流实验测量电源的电动势和内阻教案

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1、实验　测量电源的电动势和内阻一、基本原理与操作装置及器材操作要领(1)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)控制电流，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；电表读数要快，每次读完立即断电。(3)减小误差：要测出不少于6组的(I、U)数据，且变化范围要大些。(4)合理选择标度：画U－I图线时，纵轴U的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一合适的值开始(横坐标I必须从零开始)。二、数据处理1.公式法联立6组对应的U、I数据，满足关系式U1＝

2、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.图象法在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U－I坐标系，在坐标平面内描出各组(I，U)值所对应的点，然后作一条使落在线上的点尽量多的直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即为电源电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即为电源的内阻r，即r＝。误差分析(1)由于读数不准和电表对电路影响引起误差。(2)用图象法求E和r时，由

3、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。　教材原型实验【例1】用如图1所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源(电动势约3V，内阻约2Ω)，保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。图1实验主要步骤：(ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；(ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；(ⅲ)以U为纵坐标，I为横坐标，作U－I图线(U、I都用国际单位)；(ⅳ)求出U－I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。回答下列问题：

4、(1)电压表最好选用________；电流表最好选用________。A.电压表(0～3V，内阻约15kΩ)B.电压表(0～3V，内阻约3kΩ)C.电流表(0～200mA，内阻约2Ω)D.电流表(0～30mA，内阻约2Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________。A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用

5、k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝________，r＝________，代入数值可得E和r的测量值。解答本题的三个关键(1)两个电流表内阻相同，要根据估算的回路中电流的最大值Imax选择量程。(2)两个电压表量程相同，选择内阻越大的误差越小。(3)本题中U－I图线斜率的绝对值

6、k

7、＝R2＋r。　　　　　　解析　(1)电路中电压表的内阻越大分流越小，实验误差越小，故选内阻大的电压表A；回路中电流的最大值Imax＝≈158mA，故电流表选C；(2)当电压表示数变大时，说明外电路电阻变大，即滑片从左向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，对于

8、A、B两选项，在滑片移动的过程中回路电阻不变，选项C中滑片向右移动时回路电阻变大，选项D中，滑片向右移动时回路电阻变小，故选项C正确。(3)根据闭合电路欧姆定律，得E＝U＋I(R2＋r)，即U＝E－I(R2＋r)，所以k＝R2＋r，所以r＝k－R2，横截距为U＝0时，I＝a，即0＝E－ak，所以E＝ak。答案　(1)A　C　(2)C　(3)ak　k－R2　实验拓展创新命题角度1　安阻法测电源的电动势和内阻【例2】(2018·江苏高考，10)一同学测量某干电池的电动势和内阻。(1)图2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

9、上存在的两个不妥之处。图2(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表：R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A－16.75.95.34.53.8根据表中数据，在方格纸上作出R－关系图象。由图象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100mV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0.33A时，电压表的指针位置如图3所示，则该干电池的电动势应为________V，内阻应为_____