高考物理总复习 第33讲 实验八 测量电源的电动势和内阻讲义-人教版高三物理试题VIP免费

第33讲实验八：测量电源的电动势和内阻考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求实验、探究：测量电源的电动势和内阻Ⅱ15年T10—简答，测量电池的电动势和内阻分析综合、实验与探究弱项清单根据实验原理图写出闭合电路欧姆定律的表达式，并将表达式转化成跟线性关系表达式，才能弄清图象的截距和斜率所表示的物理意义，从而得出E和r.实验储备一、伏安法测电源电动势和内阻(一)实验目的1．掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法．2．学会用图象法求电源的电动势和内阻．(二)实验原理1．实验依据：闭合电路欧姆定律．2．实验电路：如图所示．(三)实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、刻度尺、铅笔等．(四)实验步骤1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按实验电路图连接好电路．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)．用同样方法测量出多组I、U值．填入表格中．第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A4.断开开关，拆除电路，整理好器材．(五)数据处理1．实验数据求E、r的处理方法列方程求解：由U＝E－Ir得U1＝E－I1r，U2＝E－I2r解得E、r.2．作图法数据处理：如图所示．(1)图线与纵轴交点为E.(2)图线与横轴交点为I短＝.(3)图线的斜率绝对值表示r＝.3．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(I，U)数据，变化范围要大些．(4)坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立UI坐标系，在坐标平面内描出各组(I，U)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，(5)若UI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，内阻应根据r＝确定．(6)电流表要内接(因为r很小)．(六)误差分析1．由读数不准和电表线性不良引起误差．2．用图象法求E和r时，由于作图不准确造成误差．3．测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化．4．电压表和电流表的内阻影响造成误差．二、测量电源、电动势和内阻的其他几种方法1．安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，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，但内阻偏大．甲乙2．伏阻法：用一个电压表和电阻箱测量，电路如图乙所示，测量原理为：E＝U1＋r，E＝U2＋r，由此可求出r和E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小．3．粗测法：用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时．U＝≈E，需满足RV远大于r.4．双伏法：用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图丙所示．测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，E＝U1＋U2＋r，RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示数为U′1，此时E＝U′1＋r，解方程组可求得E和r.丙技能优化【典型例题1】(17年南京模拟)在“测定电源电动势和内阻”的实验中，实验室仅提供下列实验器材：A．两节旧干电池，每节电动势约1.5VB．直流电压表V1、V2，量程均为0～3V，内阻约3kΩC．电流表，量程0～0.6A，内阻小于1ΩD．定值电阻R0，阻值2ΩE．滑动变阻器R，最大阻值15ΩF．导线和开关若干甲乙丙丁(1)请根据连接的实物图甲，在图乙虚线框中画出对应的电路图；(2)根据图甲电路进行实验，测得多组U、I数据，作出UI图象，求出电动势和内阻的值均小于真实值，其产生误差的原因是____________________．(3)实验过程中，由于电流表发生了故障，某同学又设计了图丙所示的电路测定电源的电动势和内阻，实验中移动滑动变阻器触头，记录V1和V2的值如表所示，用测出的数据在图丁中绘出U1U2图线．组数123456电压U1/V0.801.251.531.721.871.98电压U2/V1.601.872.042.152.242.31(4)由图线可得被测电池组的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果保留两位有效数字)【典型例题2】利用如图(a)所示电路，可以测量电源电动势和内阻，所利用的实验器材有：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)...