2019年高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章恒定電流實驗十測定電源的電動勢和內(nèi)阻學(xué)案

1、(2)用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖2 所示.實驗十 測定電源的電動勢和內(nèi)阻回歸教材掌握基本原理和基本方法回歸教材掌握基本原理和基本方法過好雙基關(guān)1基本實驗要求1 實驗原理閉合電路歐姆定律.2 實驗器材(1)電流表用 0.6A 的量程，電壓表用3V 的量程，按圖 1 連接好電路.屮乙J* JL圖 1./I把滑動變阻器的滑片移到使阻值最大的一端.一(3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)法再測量幾組I、u值，填入表格中.斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材.Q規(guī)律方法總結(jié)1 .實驗數(shù)據(jù)求E、r的處理方法U=E- Iir(1)列方程求解：由U=E-Ir得電池、電壓表、3.基本操作電流表、

2、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺.(Il,U) 用同樣的方，解得E、r.(2)用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖2 所示.| U2 =E 1231圖線與縱軸交點為E2圖線與橫軸交點為I短=-；r3圖線的斜率表示r= |號#.*2 .注意事項(1) 為了使路端電壓變化明顯，可使用內(nèi)阻較大的舊電池._Cj(2) 電流不要過大，應(yīng)小于 0.5A，讀數(shù)要快.(3) 要測出不少于 6 組的(I,U)數(shù)據(jù)，變化范圍要大些.(4) 若U- I圖線縱軸刻度不從零開始，則圖線和橫軸的交點不再是短路電流，內(nèi)阻應(yīng)根據(jù)r=|歲確定.去丫電流表要內(nèi)接(因為 r 很小).3.誤差來源(1) 偶然誤差：用圖象法求E和r時作圖不準(zhǔn)

3、確.(2) 系統(tǒng)誤差：電壓表分流.抓住題眼軍審題總結(jié)解題技巧方法抓住題眼軍審題總結(jié)解題技巧方法研透命題點【例 1】(2016 四川理綜 8H)用如圖 3 所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻.實驗器材：待 測電源(電動勢約 3V,內(nèi)阻約 2Q)，保護(hù)電阻R(阻值 10Q)和 R(阻值 5Q)，滑動變阻器R電流表 A,電壓表 V,開關(guān) S,導(dǎo)線若干.壽測電源圖 2命題點一教材原型實驗4實驗主要步驟：(i)將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)；(ii )逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I;(iii)以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作U- I圖線(U I都用國際單位

4、);(iv)求出U- I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a.回答下列問題：(1) 電壓表最好選用 _；電流表最好選用 _ .A. 電壓表(03V,內(nèi)阻約 15kQ)B. 電壓表(03V,內(nèi)阻約 3kQ)C. 電流表(0200mA 內(nèi)阻約 2Q)D. 電流表(030mA 內(nèi)阻約 2Q)(2) 滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是_.A. 兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱B. 兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱C. 一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱D. 一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線

5、接在電阻絲右端接線柱選用k、a、R和R表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E=_ , =_ ,代入數(shù)值可得E和r的測量值.答案(1)A C (2)C(3)ka kR解析(1)電壓表內(nèi)阻越大，分流越小，誤差也就越小，所以選內(nèi)阻較大的電壓表A;當(dāng)滑動變阻器接入電阻最小時通過電流表電流最大，此時通過電流表電流大小約為I=E一R+ 艮 +r疋176mA 所以選量程為 200mA 的電流表 C.5(2)由電路分析可知，若滑動變阻器的滑片右移電壓表示數(shù)變大，則滑動變阻器接入電路部分阻值增大，選項 C 符合題意.由E=U+I(r+R2)，得 U=-I(r+R2) +E,對比伏安特性曲線可知，圖象斜率的絕對

6、值k=r+F2，所以電源內(nèi)阻r=k-R2；令U= 0,得I= 昱=，由題意知與橫軸截距為a,r十F kE所以a=I=k，貝 VE=ka.O O 題組階梯突融題組階梯突融-1 利用圖 4 所示的電路測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，要求盡量減小實驗誤差供選擇的器材有：A. 電流表 A(00.6A)B. 電壓表 V1(03V)C. 電壓表 V2(015V)D. 滑動變阻器R(020QE. 滑動變阻器 R(0200Q)F. 定值電阻F0= 1QG. 開關(guān)一個，導(dǎo)線若干(1) 實驗中電壓表應(yīng)選用 _，滑動變阻器應(yīng)選用 _ (選填相應(yīng)器材前的字母).(2) 閉合開關(guān)，電壓表和電流表均有示數(shù)，但是無論怎么移動

7、滑動變阻器的滑片，電壓表的讀數(shù)變化都非常小.同學(xué)們討論后，在原電路的基礎(chǔ)上又加了一個定值電阻R),問題得到解決.請你在虛線框內(nèi)畫出改進(jìn)后的電路圖.某位同學(xué)記錄了 6 組數(shù)據(jù)，對應(yīng)的點已經(jīng)標(biāo)在坐標(biāo)紙上.在圖5 坐標(biāo)紙上畫出 U-I圖線，并根據(jù)所畫圖線可得出干電池的電動勢E=_V,內(nèi)電阻r=_Q.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)62 禾 U 用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻要求盡量減小實驗誤差.現(xiàn)有電流表（00.6A）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：A.電壓表（015V）B.電壓表（03V）C.滑動變阻器（050Q）D.滑動變阻器（0500Q）實驗中電壓表應(yīng)選用 _ ;滑動變阻器應(yīng)選用 _

8、.（選填相應(yīng)器材前的字母）答案（1）B D （2）見解析圖解析（1）由于干電池的電動勢為1.5V，所以應(yīng)選電壓表 B, C 的量程太大，誤差太大；選用小的滑動變阻器便于操作，故選D.電路圖如圖甲所示，U- I 圖線如圖乙所示圖象的縱截距表示電源電動勢，故有E= 1.5V，所以內(nèi)阻為1.5 1.00.44Q 1Q&0.14Q（1）應(yīng)該選擇的實驗電路是圖 6 中的_（選填“甲”或“乙”_）1.50.14(0.13 0.18)甲7(3)某位同學(xué)記錄的 6 組數(shù)據(jù)如表所示，其中 5 組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標(biāo)在圖 7,請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點，并畫出UI圖線序號123456電壓U(V)1.451.

9、401.301.251.201.10電流1(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480圖 7(4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E=V,內(nèi)電阻r=Q.解析(1)干電池內(nèi)阻相對一般電流表內(nèi)阻而言較小，為減小電流表分壓帶來的系統(tǒng)誤差, 故應(yīng)選甲.干電池電動勢約為1.5V，電壓表選 B 可減小讀數(shù)誤差.滑動變阻器應(yīng)選C,若選 D,由實驗中，隨著滑動變阻器滑片的移動，電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會發(fā)生答案甲(2)B0.83(0.810.85)(5)Cft/V|P6L變化.8于總阻值較大，則滑片滑動時移動范圍小，不便調(diào)節(jié).圖 99（3）圖線應(yīng)為直線，作圖時使盡量多

10、的點在線上，不在線上的點應(yīng)均勻分布在線的兩側(cè)，誤 差較大的點舍去.由U=E-Ir可得圖象上的縱軸截距E= 1.50V，斜率的絕對值r疋0.83Q .1E2E2輸出功率P=UI=-r（u 2）2+4，應(yīng)為開口向下的拋物線，C正確.3手機(jī)、電腦等電器已經(jīng)普及到人們的日常生活中，這些電器都要用到蓄電池某同學(xué)利 用下列器材測定一節(jié)蓄電池的電動勢和內(nèi)阻.蓄電池的電動勢約為3V.A. 量程是 0.6A，內(nèi)阻約為 0.5 Q 的電流表；B. 量程是 3V,內(nèi)阻是 6k Q 的電壓表；C. 量程是 15V,內(nèi)阻是 30k Q 的電壓表；D. 阻值為 01k Q,額定電流為 0.5A 的滑動變阻器；E. 阻值為

11、 010 Q,額定電流為 2A 的滑動變阻器；F. 定值電阻 4Q，額定功率 4VVG. 開關(guān) S 一個，導(dǎo)線若干.（1）_為了減小實驗誤差，電壓表應(yīng)選擇（填器材代號），圖 8 中的導(dǎo)線應(yīng)連接到_處（填“”或“”），改變滑動變阻器阻值的時候，為了使電壓表和電流表的讀數(shù)變化比較明顯，滑動變阻器應(yīng)選擇 _（填器材代號）. -!-1 IS圖 8（2）用（1）問中的實驗電路進(jìn)行測量，讀出電壓表和電流表的讀數(shù)，畫出對應(yīng)的U- I圖線如圖 9 所示，由圖線可得該蓄電池的電動勢E=_ V,內(nèi)阻r=_ Q .（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）L7V10O2IW) -14X)6(*1 /mA答案（1）B E （2）3.2

12、1.3解析（1）蓄電池的電動勢約為3V,電壓表 C 的量程太大，選電壓表 B.導(dǎo)線接處，與電池串聯(lián)的定值電阻阻值已知，有利于準(zhǔn)確測出電池的內(nèi)阻.電流表量程為0.6A，由R=辛辛得回路中的總電阻不能小于 5Q,滑動變阻器 D 總阻值太大，操作不方便，滑動變阻器選E.（2）由圖線在縱軸上的截距可得蓄電池的電動勢E= 3.2V，圖線斜率的絕對值|k|疋5.3Q，減去與電池串聯(lián)的定值電阻的阻值 4Q,可得電池的內(nèi)阻r= 1.3Q.命題點二實驗拓展創(chuàng)新（例 2 圖 10 甲是利用兩個電流表 A1 和A測量干電池電動勢E和內(nèi)阻r的電路原理圖.圖中VS 為開關(guān)，R為滑動變阻器，定值電阻R和 A1 內(nèi)阻之和為

13、 10000Q（比r和滑動變阻器的總電 阻都大得多），A2 為理想電流表.乙圖 10（2）在閉合開關(guān) S 前，將滑動變阻器的滑動端c移動至（填“a端” “中央”或“b端”）-（3）閉合開關(guān) S,移動滑動變阻器的滑動端c至某一位置，讀出電流表 A 和A的示數(shù)I1 和12. 多次改變滑動端c的位置，得到的數(shù)據(jù)為：I1(mA)0.1200.1250.1300.1350.1400.145412(mA)4804003202321406811在圖 11 所示的坐標(biāo)紙上以 丨丨 1 為縱坐標(biāo)、丨丨 2 為橫坐標(biāo)畫出所對應(yīng)的 丨丨 1丨丨 2 圖線.12圖 11（5）2.5（2.32.7）解析（1）連線如圖所

14、示.實驗前滑動變阻器接入電路電阻值應(yīng)最大.如圖所示.A /i/mA（4）由圖線上讀出兩組數(shù)值，代入E=l1（R+RM）+ （11 +12）r構(gòu)成方程組聯(lián)立求解E和r.（5）短路電流Im=E.r題題組階梯突破組階梯突破+ /mA0. HM:：1耳11:I HI IIIPI11* 11 ini i inII*忡|忡I4II0.140JIJI11 J-l ILILIJILI |II.|LloaEnan0.130f rmem ri-inai lamiEFEF田EE!3EB3： H： E；三好心圧川廠I： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ：!：!：!：!mar Bian inaaarr田

15、冏冋 冊I田 田 扭H37EEI汨粧111田 田 彩luaatBiauaBBia： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ：(I.I2U： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ：I I 11111, iI , 111II; IF0.1 loffi.t)SEES EEQ ESnttia!I IP；,I ”1；I I:L(X) 2IN 3(X屯0 51K)（4）利用所得圖線求得電源的電動勢E=_V 內(nèi)阻 r =Q.（均保留兩位小該電路中電源輸出的短路電流Im=_A.（保留兩位有效數(shù)字）答案（1）見解析圖（2）b端（3）見解析圖(4)1.49(1.481.50)0.60(0.5

16、5 0.65)0J3)j.z!l:l:t) IIOE.仆IHI* 2(KI出卅*iI田I可TMlHril-IMnnrnLIrll-lmrrK一:!軽!:!-!第二EmHEb昱：訂：:134 某同學(xué)準(zhǔn)備利用下列器材測量干電池的電動勢和內(nèi)阻.A.待測干電池一節(jié)，電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為幾歐姆B.直流電壓表 V,量程為 3V,內(nèi)阻非常大C.定值電阻 150QD. 電阻箱 RE. 導(dǎo)線和開關(guān)根據(jù)如圖 12 甲所示的電路連接圖進(jìn)行實驗操作多次改變電阻箱的阻值，記錄每次電阻箱1的阻值R和電壓表的示數(shù)U.在Q-R坐標(biāo)系中描出的坐標(biāo)點如圖乙所示.1(1) 分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻，貝 UQ與R的

17、關(guān)系式為 _.1(2) 在圖乙坐標(biāo)紙上畫出Q-R關(guān)系圖線.(3) 根據(jù)圖線求得斜率k=_V1Q-1，截距b=_V-1(保留兩位有效數(shù)字).14(4) 根據(jù)圖線求得電源電動勢E=_V,內(nèi)阻r=_Q(保留三位有效數(shù)字).11R)+r-333答案 (1)=R+(2)見解析圖(3)4.4X10-3(4.2X10-34.6X10-3)U ER ER150.70(0.69 0.71)(4)1.52(1.451.55)9.09(7.50 10.5)解析 由閉合電路歐姆定律可知：E=U+舟舟（R+r），整理可知U=歆歆+ +作圖如圖所示.k= 5 5 ：. .7070V1Q14.4X103v1Q1,截距b=

18、0.70V11o01,=b= 0.70，解得E 1.52V ;r9.09Q.ER5某同學(xué)設(shè)想運(yùn)用如圖 13 甲所示的實驗電路，測量未知電阻R的阻值、電流表 A 的內(nèi)阻和電源（內(nèi)阻忽略不計）的電動勢，實驗過程中電流表的讀數(shù)始終符合實驗要求.（1）為了測量未知電阻R的阻值，他在閉合開關(guān)之前應(yīng)該將兩個電阻箱的阻值調(diào)至_（填“最大”或“最小”），然后閉合開關(guān)將開關(guān) K2 撥至 1 位置，調(diào)節(jié)艮使電 流表A 有明顯讀數(shù)I。;接著將開關(guān) K2 撥至 2 位置保持F2 不變，調(diào)節(jié)R,當(dāng)調(diào)節(jié)R= 34.2Q時，電流表 A讀數(shù)仍為I。，則該未知電阻的阻值FX =Q.為了測量電流表 A 的內(nèi)阻 甩和電源（內(nèi)阻忽略不計）的電動勢E,他將R的阻值調(diào)到R=1.5Q, R 調(diào)到最大，將開關(guān) K2 撥至 2 位置，閉合開關(guān)然后多次調(diào)節(jié) F2，并在表格中記錄下了各次 民的阻值和對應(yīng)電流表 A 的讀數(shù)I;最后根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)， 他畫出了如圖乙所示 的圖象，根據(jù)你所學(xué)知識和題中所給字母寫出該圖象對應(yīng)的函數(shù)表達(dá)