高考物理總復(fù)習(xí)第八章恒定電流8-3-3實(shí)驗(yàn)十測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

試驗(yàn)十測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻01020304高考模擬演練備選訓(xùn)練試驗(yàn)基礎(chǔ)梳理

熱點(diǎn)一教材原型試驗(yàn)

熱點(diǎn)二試驗(yàn)拓展創(chuàng)新

1/29試驗(yàn)基礎(chǔ)梳理試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)1.掌握用電壓表和電流表測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻方法；深入了解閉合電路歐姆定律．2.掌握用圖象法求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻方法．2/29試驗(yàn)基礎(chǔ)梳理第1組第2組第3組第4組第5組第6組U/VI/A3/29試驗(yàn)基礎(chǔ)梳理4/29試驗(yàn)基礎(chǔ)梳理1．選取舊電池：為了使電路路端電壓改變顯著，電池內(nèi)阻宜大些，可選取已使用過(guò)一段時(shí)間1號(hào)干電池．2．電流不要過(guò)大，讀數(shù)要快：干電池在大電流放電時(shí)，電動(dòng)勢(shì)E會(huì)顯著下降，內(nèi)阻r會(huì)顯著增大，故長(zhǎng)時(shí)間放電不宜超出0.3A，短時(shí)間放電不宜超出0.5A．所以，試驗(yàn)中不要將I調(diào)得過(guò)大，讀電表要快，每次讀完馬上斷電．3．計(jì)算法求E、r：要測(cè)出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且改變范圍要大些，用方程組求解時(shí)，要將測(cè)出I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組、第2和第5為一組、第3和第6為一組，分別解出E、r值再求平均值．4．合理選擇標(biāo)度：為使圖線分布空間大，如右圖所表示，縱坐標(biāo)能夠不從零開(kāi)始，則圖線和橫軸交點(diǎn)不再是短路電流，電源內(nèi)阻不能用r＝E/I短確定，應(yīng)依據(jù)r＝|△U/△I|確定．注意事項(xiàng)5/29試驗(yàn)基礎(chǔ)梳理誤差分析1．用圖象法求E和r時(shí)作圖不準(zhǔn)確。2．因?yàn)殡娏鞅砘螂妷罕矸謮夯蚍至鞔嬖谙到y(tǒng)誤差。本試驗(yàn)中測(cè)量結(jié)果是：E測(cè)<E真，r測(cè)<r真。6/29試驗(yàn)熱點(diǎn)突破熱點(diǎn)一教材原型試驗(yàn)轉(zhuǎn)到下頁(yè)【例1】（·四川理綜，8Ⅱ）用如圖3所表示電路測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。試驗(yàn)器材：待測(cè)電源（電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻約2Ω），保護(hù)電阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），滑動(dòng)變阻器R，電流表A，電壓表V，開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。試驗(yàn)主要步驟：（?。⒒瑒?dòng)變阻器接入電路阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān)；（ⅱ）逐步減小滑動(dòng)變阻器接入電路阻值，記下電壓表示數(shù)U和對(duì)應(yīng)電流表示數(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(guó)際單位）；（ⅳ）求出U－I圖線斜率絕對(duì)值k和在橫軸上截距a。7/29回答以下問(wèn)題：（1）電壓表最好選取

；電流表最好選取

。A.電壓表（0～3V，內(nèi)阻約15kΩ）B.電壓表（0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）C.電流表（0～200mA，內(nèi)阻約2Ω）D.電流表（0～30mA，內(nèi)阻約2Ω）（2）滑動(dòng)變阻器滑片從左向右滑動(dòng)，發(fā)覺(jué)電壓表示數(shù)增大。兩導(dǎo)線與滑動(dòng)變阻器接線柱連接情況是

。A.兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端接線柱B.兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿兩端接線柱C.一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)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(dòng)變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱（3）選取k、a、R1和R2表示待測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r表示式E＝

，r＝

，代入數(shù)值可得E和r測(cè)量值。試驗(yàn)熱點(diǎn)突破8/29試驗(yàn)熱點(diǎn)突破轉(zhuǎn)回原題9/29變式訓(xùn)練1某興趣小組利用圖4所表示電路測(cè)定一組干電池內(nèi)阻r和一待測(cè)電阻阻值Rx。已知電池組電動(dòng)勢(shì)約為6V，電池組內(nèi)阻和待測(cè)電阻阻值都約為10Ω，且不超出10Ω，可供選取試驗(yàn)器材有：A．電流表A1（量程0～30mA）；B.電流表A2（量程0～100mA）；C.電壓表V（量程0～6V）；D.滑動(dòng)變阻器R1（阻值0～5Ω）；E.滑動(dòng)變阻器R2（阻值0～300Ω）；開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干條。該試驗(yàn)過(guò)程以下：(1)在連接電路前，先選擇適當(dāng)器材，電流表應(yīng)選取________，電壓表應(yīng)選用________。(填所選器材前字母)試驗(yàn)熱點(diǎn)突破轉(zhuǎn)到下頁(yè)10/29試驗(yàn)熱點(diǎn)突破轉(zhuǎn)到解析轉(zhuǎn)到上頁(yè)(2)按圖4正確連接好電路后，將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān)，逐次調(diào)小其接入電路阻值，測(cè)出多組U和I值，并統(tǒng)計(jì)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，以U為縱軸，I為橫軸，得到圖5所表示圖線。

(3)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，將Rx改接在B、C之間，A與B用導(dǎo)線直接相連，其它部分保持不變。重復(fù)步驟(2)，得到另一條U－I圖線，其斜率絕對(duì)值為k。(4)依據(jù)上面試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合圖5可得，電池組內(nèi)阻r＝________Ω；用k和r表示待測(cè)電阻關(guān)系式為Rx＝________。

11/29試驗(yàn)熱點(diǎn)突破轉(zhuǎn)回原題12/29試驗(yàn)熱點(diǎn)突破熱點(diǎn)二試驗(yàn)拓展創(chuàng)新

方法1安—阻法（1）試驗(yàn)原理用一個(gè)電流表和電阻箱測(cè)量，電路如圖所表示，測(cè)量原理為：E＝I1（R1＋r），E＝I2（R2＋r），由此可求出E和r，此種方法使測(cè)得電動(dòng)勢(shì)無(wú)偏差，內(nèi)阻偏大。若已知電流表A阻值可消除測(cè)內(nèi)阻系統(tǒng)誤差。（2）圖象法處理數(shù)據(jù)13/29試驗(yàn)熱點(diǎn)突破14/29試驗(yàn)熱點(diǎn)突破例2

(·湖北省襄陽(yáng)市高三調(diào)研)如圖所表示為某興趣小組測(cè)量電池組電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻試驗(yàn)原理圖，已知電池組電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻約2Ω。現(xiàn)提供器材以下：A．電池組B．電壓表V1(量程0～10V，內(nèi)阻約10000Ω)C．電壓表V2(量程0～3V，內(nèi)阻約10000Ω)D．電阻箱R(0～99.9Ω)E．定值電阻R1＝20ΩF．定值電阻R2＝1000ΩH．開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干(1)假如要準(zhǔn)確測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，電壓表V應(yīng)選擇________(選填“B”或“C”)；定值電阻R0應(yīng)選擇________(選填“E”或“F”)。15/29試驗(yàn)熱點(diǎn)突破轉(zhuǎn)到解析轉(zhuǎn)到上頁(yè)(2)改變電阻箱阻值R，統(tǒng)計(jì)對(duì)應(yīng)電壓表讀數(shù)U，作出圖象如圖所表示，圖線與橫、縱坐標(biāo)軸截距分別為－b、a，定值電阻阻值用R0表示，則可得該電池組電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______，內(nèi)阻為_(kāi)_______。(3)該試驗(yàn)測(cè)得電動(dòng)勢(shì)與真實(shí)值相比________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)，內(nèi)阻測(cè)量值與真實(shí)值相比________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。16/29試驗(yàn)熱點(diǎn)突破轉(zhuǎn)回原題轉(zhuǎn)到下頁(yè)17/29試驗(yàn)熱點(diǎn)突破轉(zhuǎn)回原題轉(zhuǎn)到上頁(yè)18/29試驗(yàn)熱點(diǎn)突破變式訓(xùn)練2(·山東省濰坊市高三統(tǒng)考)某興趣小組要準(zhǔn)確測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，他們找來(lái)了以下器材：A．電流表G(量程為30mA、內(nèi)阻未知)B．電阻箱R(0～999.9Ω)C．滑動(dòng)變阻器R1(0～20Ω)D．滑動(dòng)變阻器R2(0～1kΩ)E．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干F．電源E(電動(dòng)勢(shì)約10V)(1)要完成試驗(yàn)，首先需測(cè)量電流表G內(nèi)阻。測(cè)量電流表G內(nèi)阻試驗(yàn)電路如圖11所表示。①將下述試驗(yàn)過(guò)程補(bǔ)充完整。

轉(zhuǎn)到下頁(yè)19/29a．選擇器材，滑動(dòng)變阻器R′應(yīng)該選取________(選填“R1”或“R2”)；b．連接好電路，R′滑片應(yīng)調(diào)到________(選填“a”或“b”)端；c．?dāng)嚅_(kāi)S2，閉合S1，調(diào)整R′，使電流表G滿偏；d．保持R′不變，閉合S2，調(diào)整電阻箱R阻值，當(dāng)R＝10Ω時(shí)，電流表G示數(shù)為20mA；②假如認(rèn)為閉合S2前后干路上電流不變，則電流表G內(nèi)阻Rg＝________Ω。(2)在測(cè)出電流表內(nèi)阻Rg后，測(cè)定該電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻電路如圖甲所表示。閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)整電阻箱R，讀取對(duì)應(yīng)電流表示數(shù)I，統(tǒng)計(jì)多組數(shù)據(jù)(R，I)，得到如圖乙所示－R圖線，則電源電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。試驗(yàn)熱點(diǎn)突破轉(zhuǎn)到解析轉(zhuǎn)到上頁(yè)20/29試驗(yàn)熱點(diǎn)突破轉(zhuǎn)回原題21/29高考模擬演練轉(zhuǎn)到下頁(yè)22/29高考模擬演練轉(zhuǎn)到解析轉(zhuǎn)到上頁(yè)(1)圖甲為該同學(xué)設(shè)計(jì)電路圖一部分，將電路圖補(bǔ)充完整。(2)圖甲中R1應(yīng)選________(填“RA”或“RB”)。(3)改變滑動(dòng)變阻器接入電路阻值，分別記下幾組電壓表示數(shù)U和對(duì)應(yīng)電流表示數(shù)I；以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作U－I圖線如圖乙所表示，并求出U－I圖線在橫軸上截距a和在縱軸上截距b。請(qǐng)選取待測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r、定值電阻R1和R2，寫出a、b表示式，a＝________，b＝________，代入對(duì)應(yīng)數(shù)值即可得E和r測(cè)量值。23/29高考模擬演練轉(zhuǎn)回原題24/29高考模擬演練轉(zhuǎn)到解析2．

·天津理綜，9(3)某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖14所表示電路測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。其中電流表A1內(nèi)阻r1＝1.0kΩ，電阻R1＝9.0kΩ，為了方便讀數(shù)和作圖，給電池串聯(lián)一個(gè)R0＝3.0Ω電阻。①按圖示電路進(jìn)行連接后，發(fā)覺(jué)aa′、bb′和cc′三條導(dǎo)線中，混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開(kāi)導(dǎo)線。為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開(kāi)，將電鍵S閉合，用多用電表電壓擋先測(cè)量a、b′間電壓，讀數(shù)不為零，再測(cè)量a、a′間電壓，若讀數(shù)不為零，則一定是______導(dǎo)線斷開(kāi)；若讀數(shù)為零，則一定是______導(dǎo)線斷開(kāi)。②排除故障后，該小組順利完成試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)屢次改變滑動(dòng)變阻器觸頭位置，得到電流表A1和A2多組I1、I2數(shù)據(jù)，作出圖象如圖15。由I1－I2圖象得到電池電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。

25/29解析①用多用電表電壓擋檢測(cè)電路故障，電壓表表頭是電流計(jì)，原電路有斷路，回路中無(wú)電流，將電壓表接在a、b′間后有示數(shù)，說(shuō)明電路被接通，即a、b′間有斷路故障，再測(cè)量a、a′間電壓，電壓表讀數(shù)不為零，說(shuō)明斷路故障范圍被縮小到a、a′間，則一定是aa′導(dǎo)線斷開(kāi)；若讀數(shù)為零，則說(shuō)明電路仍未被接通，電路故障一定是bb′導(dǎo)線斷開(kāi)。②依據(jù)閉合電路歐姆定律得E＝I1(R1＋r1)＋(I1＋I(xiàn)2)(R0＋r)，I1?I2，上式可簡(jiǎn)化為E＝I1(R1＋r1)＋I(xiàn)2(R0＋r)，讀出兩點(diǎn)坐標(biāo)：(60mA，0.12mA)和(260mA，0.05mA)，代入方程解得電動(dòng)勢(shì)E＝1.41V，內(nèi)阻r＝0.5Ω。答案①aa′

bb′②1.41(1.36～1.44均可)

0.5(0.4～0.6均可)高考模擬演練轉(zhuǎn)回原題26/29備選訓(xùn)練【備選訓(xùn)練】為了測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r大小并同時(shí)描繪出小燈泡伏安特征曲線,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所表示電路.閉合開(kāi)關(guān),調(diào)整電阻箱阻值,同時(shí)統(tǒng)計(jì)電阻箱阻值R,電壓表V1示數(shù)U1,電壓表V2示數(shù)U2.依據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算出流過(guò)電阻箱電流I，分別描繪了a、b兩條U－I圖線,如圖乙所表示．請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)寫出流過(guò)電阻箱電流I表示式：