2018届高考物理一轮复习 实验 专题 测定电源的电动势和内阻导学案2.doc

实验：测定电源的电动势和内阻 知识梳理 注意事项 1.可选用旧电池：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.电流不要过大，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，读电表要快，每次读完立即断电。 3.计算法求E、r：要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出E、r值再求平均值。 4.合理选择标度：为使图线分布空间大，如图2所示，纵坐标可以不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，电源的内阻不能用r＝确定，应根据r＝确定。 图2误差分析 1.用图象法求E和r时作图不准确。 2.由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。 ?本实验中测量结果是：E测E真，r测r真。 【例1】　（2016·四川理综，8）用如图3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3 V，内阻约2 Ω），保护电阻R1（阻值10 Ω）和R2（阻值5 Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。 实验主要步骤： （ⅰ）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最 （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。 图3 回答下列问题： （1）电压表最好选用　　　　；电流表最好选用　　　　。 A.电压表（0～3 V，内阻约15 kΩ B.电压表（0～3 V，内阻约3 kΩ） C.电流表（0～200 mA，内阻约2 Ω） D.电流表（0～30 mA，内阻约2 Ω） （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 （3）选用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。 解析　（1）电压表内阻越大，分流越小，误差也就越小，所以选内阻较大的电压表A；当滑动变阻器接入电阻最小时通过电流表电流最大，此时通过电流表电流大小约为I＝≈176 mA，所以选量程为200 mA的电流表C。 （2）由电路分析可知，若滑动变阻器的滑片右移电压表示数变大，则滑动变阻器接入电路部分阻值增大，选项C符合题意。 （3）由E＝U＋I（r＋R2），得U＝－I（r＋R2）＋E，对比伏安特性曲线可知，图象斜率的绝对值k＝r＋R2，所以电源内阻r＝k－R2；令U＝0，得I＝＝，由题意知与横轴截距为a，所以a＝I＝，则E＝ka。 答案　（1）A　C　（2）C　（3）ka　k－R2 热点二　测电源电动势的其他方法 方法1　安—阻法 （1）实验原理 用一个电流表和电阻箱测量，电路如图所示，测量原理为：E＝I1（R1＋r），E＝I2（R2＋r），由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，内阻偏大。若已知电流表A的阻值可消除测内阻的 （2）图象法处理数据 　　　 　　＝R＋　　　　　R＝E·－r 【例2】　某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为999.9 Ω，可当标准电阻用）、一只电流表（量程Ig＝0.6 A，内阻rg＝0.1 Ω）和若干导线。 （1）请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图4甲中器材的连接方式，把它们连接起来。 图4 （2）闭合开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录。当电阻箱的阻值R＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如图乙所示。处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数；再制作R－坐标图，如5所示，图中已标注出了（，R）的几个测量对应的坐标点，请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图5上。 （3）在图5上把描绘出的坐标点连成图线。 图5 （4）根据图5描绘出的图线可得出这个电池的电动势E＝　　　　　V，内阻r＝　　　　　Ω。 解析　（1）把各器件直接串联即可。 （2）当R＝2.6 Ω时，由题图乙可知I＝0.5 A，＝2 A－1，坐标为（2，2.6）。 （3）图线是一条倾斜的直线。连线时不能连成折线；为减小偶然误差，个别偏离太远的点舍去。 （4）由闭合电路的欧姆定律得E＝I（R＋r＋rg），则R＝－（r＋rg），故图线的斜率k表示电池电动势E的大小，纵轴截