2019-2020年高考物理实验专题特训（9）测定电源的电动势和内阻

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1、2019-2020年高考物理实验专题特训（9）测定电源的电动势和内阻一、实验目的(1)测定电源的电动势和内阻。(2)加深对闭合电路欧姆定律的理解。二、实验原理(1)实验依据：闭合电路欧姆定律．(2)E和r的求解：由U＝E－Ir得，解得E、r.(3)用作图法处理数据，如图1所示．图1①图线与纵轴交点为E；②图线与横轴交点为I短＝；③图线的斜率表示r＝

2、

3、.三、实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。四、基本操作(1)电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按实验原理图连接好电路．(2)把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端．(3)闭合开关，调

4、节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)．用同样的方法再测量几组I、U值．填入表格中．(4)断开开关，拆除电路，整理好器材．五、数据处理求E、r的处理方法(1)列多个方程组求解，再求E、r的平均值．(2)图象法处理：以路端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建系、描点、连线，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r.六、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0.5A，读数要快．(3)要测出不少于6组的(U，I)数据，变化范围要大些．(4)若U－I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

5、，内阻应根据r＝

6、

7、确定．(5)电流表要内接(因为r很小)．七、误差分析(1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确．(2)系统误差：电压表分流.考点一　实验原理与操作[典例1]　(xx·北京高考)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。图实91(1)应该选择的实验电路是图实91中的______(选填“甲”或“乙”)。(2)现有电流表(0～0.6A)、开关和导线若干，以及以下器材：A．电压表(0～15V)　　　　　B．电压表(0～3V)C．滑动变阻器(0～50Ω)D．滑动变阻器(0～500Ω)实验中电压表应选用______；滑动变阻器应

8、选用______。(选填相应器材前的字母)(3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图实92的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出UI图线。序号123456电压U(V)1.451.401.301.251.201.10电流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480图实92图实93(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E＝______V，内电阻r＝______Ω。(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。图实93的各示意图中正确反映PU关系的是________

9、。[答案]　(1)甲(2)B　C(3)如图所示(4)1.50(1.49～1.51)　0.83(0.81～0.85)(5)C[考点总结·要点谨记]1．实验电路的选择[对应第(1)题]干电池的内阻很小，电流表应内接。2．实验仪器的选择[对应第(2)题](1)干电池的电动势大约为1.5V，电压表应选择量程为3V的。(2)滑动变阻器的选择要注意保证实验的安全性及方便调节的问题。3．根据实验数据作图的能力[对应第(3)题]4．通过图线获取信息的能力[对应第(4)题](1)在电源的UI图线中，若两坐标轴均从零开始的，则图线与U轴的截距为电源电动势，图线与I轴的截距为电源的短路电流

10、；(2)若U轴不以零开始，则U轴截距仍为电动势，I轴截距不再是短路电流，则r＝。5.电源输出功率与路端电压的关系[对应第(5)题]根据电源最大输出功率的条件，当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大。此时电压表示数等于电源电动势的一半，选项C正确。考点二　数据处理与误差分析[典例2]　用图实98所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：图实98A．电流表(量程0.6A、3A)；B．电压表(量程3V、15V)；C．定值电阻(阻值1Ω、额定功

11、率5W)；D．定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W)；E．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A)；F．滑动变阻器(阻值范围0～100Ω、额定电流1A)。那么：(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择________V，电流表的量程应选择________A；R0应选择________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器。(2)引起该实验系统误差的主要原因是___________________________________________________________________________________