（鲁京津琼）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-人教版高三全册物理教案VIP免费

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＝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：(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|k|＝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)AC(2)C(3)akk－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...