实验09测定电源的电动势和内阻教学案-高考物理一轮复习资料

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1、【2014高考在线】1．（2014·新课标全国卷Ⅰ）利用如图(a)所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值999.9Ω)，电阻R0(阻值为3.0Ω)，电阻R1(阻值为3.0Ω)，电流表A(量程为200mA，内阻为RA＝6.0Ω)，开关S.[来源:学&科&网Z&X&X&K]图(a)实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R；③以为纵坐标，R为横坐标，作－R图线(用直线拟合)；④求出直线的斜率k和

2、在纵轴上的截距b.回答下列问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则与R的关系式为________．(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0Ω时电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________．R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077I－1/A－16.998.00②10.011.011.913.0图(b)图(c)(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图

3、，根据图线求得斜率k＝________A－1Ω－1，截距b＝________A－1.(4)根据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(4)斜率k＝，因此E＝3.0V，截距b＝，因此r＝－5＝1.0Ω.2．（2014·全国卷）现要测量某电源的电动势和内阻．可利用的器材有：电流表A，内阻为1.00Ω；电压表V；阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5；开关S；一端连有鳄鱼夹P的导线1，其他导线若干．某同学设计的测量电路如图(a)所示．(1)按图(a)在实物图(b)中画

4、出连线，并标出导线1和其P端．图(a)图(b)(2)测量时，改变鳄鱼夹P所夹的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路，记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I.数据如下表所示．根据表中数据，在图(c)中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出U－I图线．I(mA)1931531116930U(V)2.512.592.682.762.84(3)根据U－I图线求出电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(保留2位有效数字)【答案】(1)连接如图所示．【重点知识梳理】实验目的

5、1．掌握用电压表和电流表测定电源电动势的内阻的方法与原理；2．学习掌握用U一I图象处理数据的方法。实验器材电压表、电流表、滑动变阻器、电池、电键和导线【实验原理】如图所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。用作图法来处理数据：即在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U一I图象。如图所示．所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。【实验步骤】1．电流表用0.6A量程，电压表用3

6、V量程，按图连接好电路；2．把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端；3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I、U），用同样方法测量几组I、U值，记录在自己设计的表格中；4．打开电键，整理好器材；5．处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。【数据处理】图象法处理实验数据1．本实验中，为了减少实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根据各次测出的U、I值，做图像．所得图线延长线与U轴的交点即为电动势E，图线斜率的绝对值即为电源的内阻r，即，如图所示。2．应注意当电池内阻

7、较小时，U的变化较小，图象中描出的点呈现如图甲所示状态，下面大面积空间得不到利用，所描得点及做出的图线误差较大。为此，可使纵轴不从零开始，如图乙所示，把纵坐标比例放大，可使结果误差小些。此时，图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势，但图线与横轴的交点不再代表短路状态，计算内阻要在直线上选取两个相距较远的点，由它们的坐标值计算出斜率的绝对值，即为内阻r。【误差分析】实验电路的设计有如图所示的甲、乙两种情况、该实验采取的是乙种情况。现分析如下：若采用图甲电路，根据闭合电路的欧姆定律，有解得若考虑电流表和电压表

8、内阻，则应有解得比较得虽然测得电源电动势E的测量值是准确的，但由于电源内阻r与电流表内阻相差不大，故内阻r的测量误差太大，所以不能采用该电路。若采用图乙电路，考虑电流表和电压表内阻，根据闭合电路欧姆定律，有解得比较得，但由于很大，故误差较小，所以实验采用的是该电路。从以上分析可以看出，当采用图甲电路时，误差来源于电流表的分压，虽然电动势的测量是准确的，但电源内阻的测量误差太大当采用图乙电路时，误差来源于电压表的分流，虽然电动势和内阻的测量都小于真实值，但