（江苏专用）高考物理新增分大一轮复习 第七章 恒定电流 实验八 测量电源的电动势和内阻讲义（含解析）-人教版高三全册物理教案VIP免费

实验八测量电源的电动势和内阻1．实验目的测量电源的电动势和内阻．2．实验原理(1)用电压表、电流表、可变电阻(如滑动变阻器)测量．测出两组U、I值，就能算出电动势和内阻．图1原理公式：E＝U＋Ir.图1甲适合测量内阻较小的电池；图乙适合测量内阻较大的电池(如水果电池)．(2)用电流表、电阻箱测量．如图2甲所示，测出两组I、R值，就能算出电动势和内阻．图2原理公式：E＝I(R＋r)．(3)用电压表、电阻箱测量．如图乙所示，测出两组U、R值，就能算出电动势和内阻．原理公式：E＝U＋r.3．实验器材电池(待测电源)，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，导线，坐标纸．4．实验步骤(1)确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好．(2)把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端．(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的读数，用同样方法测量并记录几组电压、电流值．(4)断开开关，整理好器材．(5)在坐标纸上作U－I图线，求出E、r.5．数据处理(1)公式法：原则上，利用两组U、I数据，根据公式E＝U＋Ir，便可得到E、r，但这样误差较大，为减小误差，可测多次求平均值．(2)图象法：将多组U、I数据描在坐标纸上，利用图线求解电动势和内阻．①图线的纵坐标是路端电压，横坐标是干路电流，根据U＝E－Ir，图线是倾斜的直线．②电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持不变，而这里的U－I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，导致I和U的变化．③实验中至少得到5组以上实验数据，画在坐标纸上拟合出一条直线．要使多数点落在直线上，且分布在直线两侧的点个数大致相等，个别偏离太远的点应舍去．④将图线延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就等于电动势．横轴截距点(路端电压U＝0)意味着短路情况，它的数值就等于短路电流．特别提醒(1)两个截距点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的．(2)由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小．为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得．6．注意事项(1)实验电路图：一般电源内阻较小，电流表和滑动变阻器串联后与电压表并联．(2)电流表一般选0～0.6A挡，电压表一般选0～3V挡．(3)电流不能过大，一般小于0.5A.(4)由于电池内阻一般较小，为使电压表读数有明显变化，可采用内阻较大的旧电池，或给电池串联一个定值电阻R0，测出等效内阻后再减掉R0即可．命题点一教材原型实验例1(2018·扬州市一模)利用如图3所示的实验装置测量两节干电池组成的电源的电动势和内电阻．图3(1)请在图中用笔画线代替导线完成电路连接．(2)在实验操作正确的情况下测得数据记录在下表中，请在图4中作出U－I图象.U/V2.942.862.812.762.712.62I/A0.060.120.180.240.300.38图4(3)根据U－I图象，可得该电池组的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(结果均保留两位有效数字)(4)本实验存在系统误差，原因是________(选填“①电压表分流”或“②电流表分压”前面的序号)，由此造成电源内阻测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．答案(1)见解析图(2)见解析图(3)3.01.0(4)①小于解析(1)测电源的电动势和内电阻，电流表应相对电源外接，实物连接图如图甲所示：(2)在U－I坐标系内，描点连线，如图乙所示：(3)由U＝E－Ir可知，图象在纵轴的截距等于电源电动势，斜率的绝对值等于内阻．故E＝3.0V，r＝1.0Ω.(4)本实验存在系统误差，原因是电压表分流，使得电流表示数小于干路电流；外电路短路时，电压表分流为零，实际电流等于电流表电流，电压越大，电压表分流越多，实际电流大于电流表电流越多，图象斜率的绝对值将越大，因此电源内阻测量值小于真实值．变式(2018·苏锡常镇一调)在“测电源电动势和内阻”的实验中，某实验小组同学根据图5甲电路进行测量实验．图5(1)根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．(2)实验小组同学操作正确，记录下几组电压表和电流表的示数，并在坐标系内作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象，如图6(a)所示．由图象可测得E测和r测，则E测____E真，r测______r真(均选填...