統(tǒng)考版2024高考物理二輪專題復習第一編專題復習攻略專題七物理實驗第14講電學實驗考點四以測量電源電動勢為核心的電學實驗教師用書

考點四以測量電源電動勢為核心的電學試驗1．常見測量電源電動勢和內(nèi)阻的三種方法依據(jù)閉合電路歐姆定律E＝U＋Ir，而最關鍵的是看電路中如何測量出路端電壓U和電路中的總電流I.2．在數(shù)據(jù)處理問題中，利用圖象得出電動勢和內(nèi)阻是常用的方法——留意“化曲為直”．例5[2024·湖北卷]某試驗小組為測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，設計了如圖(a)所示電路，所用器材如下：電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻很大)；電流表(量程0～0.6A)；電阻箱(阻值0～999.9Ω)；干電池一節(jié)、開關一個和導線若干．(1)依據(jù)圖(a)，完成圖(b)中的實物圖連線．(2)調整電阻箱到最大阻值，閉合開關．逐次變更電阻箱的電阻，記錄其阻值R、相應的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U.依據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的UI圖象如圖(c)所示，則干電池的電動勢為________V(保留3位有效數(shù)字)、內(nèi)阻為________Ω(保留2位有效數(shù)字).(3)該小組依據(jù)記錄數(shù)據(jù)進一步探究，作出R圖象如圖(d)所示．利用圖(d)中圖象的縱軸截距，結合(2)問得到的電動勢與內(nèi)阻，還可以求出電流表內(nèi)阻為________Ω(保留2位有效數(shù)字).(4)由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，本試驗干電池內(nèi)阻的測量值________(填“偏大”或“偏小”).預料6[2024·滄州二模]某同學想測量一舊手機中的鋰電池的電動勢和內(nèi)阻(電動勢E標稱值為3.7V，允許最大放電電流為500mA)．試驗室備有如下器材：A．電壓表V(量程為3V，電阻RV約為4.0Ω)；B．定值電阻R0(阻值為5Ω)；C．電阻箱R(0～999.9Ω)；D．開關S一只，導線若干．(1)為測量鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r，該同學設計了如圖甲所示的電路圖．請你幫助該同學按圖甲所示的電路圖，將圖乙中實物連線補充完整．(2)試驗時，該同學通過變更電阻箱R的阻值，得到多組測量數(shù)據(jù)，依據(jù)測量數(shù)據(jù)作出圖象，如圖丙所示．則該鋰電池的電動勢E＝________V、內(nèi)阻r＝________Ω(結果均保留兩位有效數(shù)字)．該試驗中電動勢E的測量值偏小，造成此系統(tǒng)誤差的主要緣由是__________________________．預料7[2024·江蘇省南京市六校聯(lián)考]圖(a)是測量舊電源的電動勢E和內(nèi)阻r的原理圖．R0＝2.5Ω為定值疼惜電阻，電流表內(nèi)阻不計，長度為60cm的某種材料制成的電阻絲ab上標有長度刻度．(1)在電阻絲接入電路前，運用多用電表測量他的電阻，選擇倍率“×10”測量時指針偏角過大，則應選擇歐姆擋________倍率(選填“×1”或“×100”)重新進行測量．正確操作后，多用電表的示數(shù)如圖(b)所示，可得出電阻絲單位長度電阻μ0＝________Ω/m；(2)閉合開關S，記錄ac的長度L和電流表A的示數(shù)I.多次滑動c點變更ac的長度，測得多組L和I的值，并計算出對應的值，則＝________；(用E、r、R0、L和μ0表示)(3)圖(c)是依據(jù)多組試驗數(shù)據(jù)得到的L圖象，由圖象得電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(計算結果保留兩位有效數(shù)字)考點四例5解析：（1）實物連線如圖：（2）由電路結合閉合電路的歐姆定律可得U＝E－Ir，由圖象可知E＝1.58V，內(nèi)阻r＝eq\f(1.58－1.36,0.33)Ω≈0.67Ω.（3）依據(jù)E＝I（R＋RA＋r），可得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(RA＋r,E)，由圖象可知eq\f(RA＋r,E)＝2A－1，解得RA≈2.5Ω.（4）由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，則試驗測得的是電壓表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻的并聯(lián)值，即試驗中測得的電池內(nèi)阻偏?。鸢福海?）實物圖見解析（2）1.580.67（3）2.5（4）偏小預料6解析：（1）圖乙中實物連線如圖所示（2）由閉合電路的歐姆定律可知E＝U＋eq\f(U,R)（r＋R0）化簡可得eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(R0＋r,E)×eq\f(1,R)比照題圖丙可知eq\f(1,E)＝0.3解得E≈3.3V依據(jù)表達式eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(R0＋r,E)×eq\f(1,R)可得，圖丙斜率為eq\f(R0＋r,E)＝k＝eq\f(1.50－0.30,0.24)解得r≈12Ω電壓表的分流主要導致試驗中電動勢E的測量值偏?。鸢福海?）圖見解析（2）3.312電壓表的分流預料7解析：（1）在電阻絲接入電路前，運用多用電表測量他的電阻，選擇倍率“×10”測量時指針偏角過大，說明待測電阻阻值較小，應選擇歐姆擋“×1”倍率重新進行測量；正確操作后，多用電表的示數(shù)如圖（b）所示，結果為6Ω，對長度為60cm的電阻絲ab，μ0＝eq\f(R,L)＝eq\f(6,60×10－2)Ω/m＝10Ω/m.（2）因為是串聯(lián)電路，則E＝I（R0＋μ0L＋r），即eq\f(1,I)＝eq\f(μ0,E)L＋eq\f(r＋R0,E).（3）由圖（c）可知eq\f(r＋R0,E)＝2A