一輪復(fù)習(xí)魯科版第44講實驗十三測量電源的電動勢和內(nèi)阻課件

第四十四講實驗十三

測量電源的電動勢和內(nèi)阻實驗原理

閉合電路歐姆定律。實驗器材

電池、電壓表、電流表、___________、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標紙和刻度尺。實驗步驟(1)電流表用_____A的量程，電壓表用____V的量程，按圖連接好電路?；瑒幼冏杵?.63(2)把滑動變阻器的滑片移到使阻值最____的一端。(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)(I1，U1)。用同樣的方法再測量幾組I、U值，填入表格中。(4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材。

大E.注意事項(1)為了使路端電壓變化明顯，可使用內(nèi)阻較____的舊電池。(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。大.誤差來源(1)偶然誤差：用圖像法求E和r時作圖不準確。(2)系統(tǒng)誤差：電壓表分流。(3)本實驗中測量結(jié)果是：E測＜E真，r測＜r真。

【典例1】(2020·山東卷)實驗方案對實驗測量的精度有直接的影響，某學(xué)習(xí)小組對“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗方案進行了探究。實驗室提供的器材有：

干電池一節(jié)(電動勢約1.5V，內(nèi)阻小于1Ω)；

電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)；

電流表A(量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω)；

滑動變阻器R(最大阻值為20Ω)；

定值電阻R1(阻值2Ω)；

定值電阻R2(阻值5Ω)；

開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。(1)該小組按照圖甲所示的電路進行實驗，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值使電流表示數(shù)逐漸接近滿偏，記錄此過程中電壓表和電流表的示數(shù)，利用實驗數(shù)據(jù)在U－I坐標紙上描點，如圖乙所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)的變化范圍比較小，出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是________。(單選，填正確答案標號)A.電壓表分流

B.干電池內(nèi)阻較小C.滑動變阻器最大阻值較小

D.電流表內(nèi)阻較小(2)針對電壓表示數(shù)的變化范圍比較小的問題，該小組利用實驗室提供的器材改進了實驗方案，重新測量得到的數(shù)據(jù)如下表所示。

請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，回答以下問題：①圖丙上已標出后3組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標點，請在圖丙上標出前4組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標點并畫出U－I圖像。②根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，所選的定值電阻為__________(填“R1”或“R2”)。③用筆畫線代替導(dǎo)線，請按照改進后的方案，將圖丁中的實物圖連接成完整電路。

序號1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52答案

(1)B

(2)①如圖所示

②R1

③如圖所示【變式1】[2020·天津卷]某實驗小組選用以下器材測定電池組的電動勢和內(nèi)阻，要求測量結(jié)果盡量準確。電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)滑動變阻器(0～20Ω，額定電流1A)待測電池組(電動勢約為3V，內(nèi)阻約為1Ω)開關(guān)、導(dǎo)線若干①該小組連接的實物電路如圖甲所示，經(jīng)仔細檢查，發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接不當，這條導(dǎo)線對應(yīng)的編號是________。②改正這條導(dǎo)線的連接后開始實驗，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于滑動變阻器的________端(填“a”或者“b”)。③實驗中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器時，電流表讀數(shù)變化明顯但電壓表讀數(shù)變化不明顯。為了解決這個問題，在電池組負極和開關(guān)之間串聯(lián)一個阻值為5Ω的電阻，之后該小組得到了幾組電壓表讀數(shù)U和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I，并作出U－I圖象，如圖所示。根據(jù)圖像可知，電池組的電動勢為________V，內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。

答案①5

②a

③2.9

0.80解析①應(yīng)用伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻，電壓表應(yīng)測量電源兩端的電壓，故導(dǎo)線5接滑動變阻器的一端應(yīng)改接到電源的正極。②滑動變阻器起保護電路的作用，因此閉合開關(guān)前，應(yīng)將其接入電路的電阻調(diào)為最大值，故滑片P應(yīng)置于a端。【變式2】在測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中，實驗室提供了如下器材和參考電路：電壓表V1(量程3V，內(nèi)阻約6kΩ)電壓表V2(量程1V，內(nèi)阻約6kΩ)電流表A1(量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω)電流表A2(量程2mA，內(nèi)阻約1Ω)滑動變阻器R1(最大阻值3kΩ)滑動變阻器R2(最大阻值10Ω)定值電阻R3(阻值1Ω)開關(guān)，導(dǎo)線若干

(1)甲同學(xué)想要測量馬鈴薯電池的電動勢(約1.0V)和內(nèi)阻(約500Ω)。選用合適器材后，應(yīng)選擇最優(yōu)電路________(填寫參考電路對應(yīng)的字母)進行測量。(2)乙同學(xué)想要測量一節(jié)新干電池的電動勢和內(nèi)阻。選用合適器材后，應(yīng)選擇最優(yōu)電路________(填寫參考電路對應(yīng)的字母)進行測量。(3)乙同學(xué)將測得的數(shù)據(jù)在坐標紙上描點如圖。請畫出U－I圖象，并求出電動勢E為________V，內(nèi)阻r為________Ω(小數(shù)點后保留兩位)。

圖5答案

(1)A

(2)C

(3)1.49

0.11解析(1)因為電池的內(nèi)阻較大，所以應(yīng)該電流表分壓不顯著，定值電阻為1歐姆，對電路起不到保護作用，故沒必要使用，故應(yīng)采用A電路；電壓表選V2，電流表選A2，滑動變阻器選R1。(2)新干電池內(nèi)阻較小，電流表分壓作用明顯，所以應(yīng)外接，又因為干電池電動勢為1.5V，為了保護電路，應(yīng)使用定值R3，故電路應(yīng)選用C；電壓表選V1，電流表選A1，滑動變阻器選R2。

【典例2】某同學(xué)要用電阻箱和電壓表測量某水果電池組的電動勢和內(nèi)阻，考慮到水果電池組的內(nèi)阻較大，為了提高實驗的精度，需要測量電壓表的內(nèi)阻。實驗室中恰好有一塊零刻度在中央的雙向電壓表，該同學(xué)便充分利用這塊表，設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路，既能實現(xiàn)對該電壓表內(nèi)阻的測量，又能利用該表完成水果電池組電動勢和內(nèi)阻的測量。該同學(xué)用到的實驗器材有：待測水果電池組(電動勢約4V、內(nèi)阻約50Ω)，雙向電壓表(量程為2V、內(nèi)阻約為2kΩ)，電阻箱(0～9999Ω)，滑動變阻器(0～200Ω)，一個單刀雙擲開關(guān)及若干導(dǎo)線。(1)該同學(xué)按如圖甲所示電路圖連線后，首先測量了電壓表的內(nèi)阻。請完善測量電壓表內(nèi)阻的實驗步驟：(3)①測電源電動勢與內(nèi)阻，應(yīng)將開關(guān)S撥至2位置，將R1的滑動觸片移到最左端，不再移動。④由圖電路圖可知，在閉合電路中，電源電動勢

【變式3】現(xiàn)用下列器材測量電源的電動勢和內(nèi)阻：待測電源E(電動勢約為4V)；電流表A(量程為0～0.6A，內(nèi)阻不計)；電阻箱R(最大阻值為99.9Ω)；開關(guān)S；導(dǎo)線若干。(1)根據(jù)所給實驗器材，畫出實驗原理圖。圖7(3)若考慮到實際電表有內(nèi)阻，關(guān)于該實驗的誤差分析，下列說法正確的是________。A.電源內(nèi)阻的測量值偏大B.電源內(nèi)阻的測量值偏小C.電源電動勢的測量值偏大D.電源電動勢的測量值偏小

答案(1)見解析(2)4

4

(3)A解析(1)由給出的儀器可知，實驗中只給出了電流表和電阻箱，所以應(yīng)采用電流表與電阻箱串聯(lián)的方式進行測量；如圖所示。

(3)由等效電路可知，電源電動勢的測量值等于電源沒有接入電路時電源兩端的電壓，所以電動勢的測量值與真實值相等，內(nèi)阻的測量值為電源內(nèi)阻與電流表的串聯(lián)值，所以偏大，故A正確。

【變式4】某物理興趣小組想測定一種特殊電池的電動勢E和內(nèi)電阻r。

(1)某成員用多用電表的直流電壓“2.5V”擋進行測量，結(jié)果指針偏轉(zhuǎn)如圖甲所示，則該電池的電動勢約為______V。(2)估測后，該小組成員經(jīng)過充分討論后，利用下列器材進行實驗：A.毫安表A1(量程0～0.2mA，內(nèi)阻r1＝1.0Ω)B.毫安表A2(量程0～200mA，內(nèi)阻r2約為0.003Ω)C.滑動變阻器R(0～15Ω)D.定值電阻R0＝2.0ΩE