测定电源的电动势和内阻上课1.doc

测定电源的电动势和内阻
【考纲解读】
1.掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法。
2.掌握用解析法和图象处理实验数据的方法。
3.掌握实物图连接选择仪器的技巧。
一、主干回顾固基础
1．实验原理
（1）实验依据：闭合电路欧姆定律
A
V
K
E,r
（2）实验电路：

｛

2．实验数据的处理
（1）代数法：E和r的求解：由U＝E－Ir得 , 解得E ； r
（2）用作图法处理数据，如图所示．

①图线与纵轴交点为E；②图线与横轴交点为I短＝；③图线的斜率表示r＝||.
3．实验器材：
4．实验步骤：
5．误差分析：I．偶然误差，Ⅱ．系统误差
二、典例突破知规律
考点1　仪器选择与误差分析
典例透析
【09安徽21，11分】用如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
（a）电流表（量程0.6 A、3 A）；
（b）电压表（量程3 V、15 V）；
（c）定值电阻（阻值1 Ω、额定功率5 W）；
（d）定值电阻（阻值10 Ω、额定功率10 W）；
（e）滑动变阻器（阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A）；
（f）滑动变阻器（阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A）。
那么：（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择________V，电流表的量程应选择________A；R0应选择________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器。
（2）引起该实验系统误差的主要原因是__________________.
【变式训练】
在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中，实验电路图如图所示。
（1）（多选）实验过程中，应选用哪个电流表和滑动变阻器______（请填写选项前对应的字母）
A. 电流表A1（量程0.6 A，内阻约0.8 Ω）
B. 电流表A2（量程3 A，内阻约0.5 Ω）
C. 滑动变阻器R1（0～10 Ω）
D. 滑动变阻器R2（0～200 Ω）
（2）实验中要求电流表测量通过电池的电流，电压表测量电池两极的电压．根据图示的电路，电流表的示数________（填“大于”、“小于”或“等于”）通过电池的电流．
（3）若测量的是新干电池，其内阻比较小．当在较大范围内调节滑动变阻器时，电压表示数变化________（填“明显”或“不明显”）．
【方法点拨】
选择器材的一般步骤：
考点2　通过处理U-I图像求E、r及实物图的连接
典例透析
【2014年北京理综，21，18分】利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
（1）应该选择的实验电路是图1中的 （选项“甲”或“乙”）。

图1
（2）现有电流表（0~0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表（0~15V） B．电压表（0~3V）
C．滑动变阻器（0~50Ω） D．滑动变阻器（0~500Ω）
实验中电压表应选用 ；滑动变阻器应选用 ；（选填相应器材前的字母）
（3）某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出 U-I 图线。

序号
1
2
3
4
5
6
电压U（V）
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
电流I（ A ）
0.060
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480

1.0
0.1
0.2
0.3
1.2
1.1
1.3
1.4
1.5
1.6
0
0.4
0.5
0.6
U / V
I/A
图2

（4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势E = v，内电阻r = Ω。
（5）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U以及干电池的输出功率P都会发生变化。图3的各示意图中正确反映P—U关系的是 。

图3
【变式训练】
1．在用电压表、电流表测2节干电池串联的电动势和内阻时，除备有被测电池、电键和足量导线，还备有下列仪器可供选择：
A．电流表（0～0.6 A） B．电流表（0～3 A）
C．电压表（0～3 V） D．电压表（0～15 V）
E．滑动变阻器（20 Ω，2 A） F．滑动变阻器（1 700 Ω，0.3 A）
（1）应该选用的仪器是 （填器材前面的选项字母）。
（2）一个学生用以上仪器测得如下表所示的数据，根据这些数据，第4次的数据请根据下图读出来，并补充进去。
实验次数
1
2
3
4
5
6
U/V
2.70
2.50
2.30

1.80
1.62
I/A
0.08
0.16
0.25

0.45
0.50

2．在用电压表、电流表测定电池的电动势和内阻的实验中，所用的电路如图甲所示。现有如下器材：
A．干电池一节
B．滑动变阻器（最大阻值为20Ω）；
C．滑动变阻器（最大阻值为1750Ω）；
D．电压表（量程0～3 V ）
E．电压表（量程0～15 V）
F．电流表（量程0～0.6 A）
C．电流表（量程0～3 A ）
H．开关、导线若干
（1）滑动变阻器应选用 ；电流表应选用 ；电压表应选用 。（填写字母代号）
（2）如果根据实验数据画出U-I图像如图乙所示，则电源的电动势是 V，内阻是 Ω。
（3）根据图甲所示的电路，请用笔画线代替导线将图丙中的仪器连接成实验电路。

3．某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：
A．被测干电池一节
B．电流表：量程0～0.6 A，内阻0.1 Ω
C．电流表：量程0～3 A，内阻0.024 Ω
D．电压表：量程0～3 V，内阻未知
E．电压表：量程0～15 V，内阻未知
F．滑动变阻器：0～10 Ω，2 A
G．滑动变阻器：0～100 Ω，1 A
H．开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差．在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．
（1）在上述器材中请选择适当的器材：________（填写选项前的字母）；
（2）在图（a）方框中画出相应的实验电路图；
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图（b）所示的U－I图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω。
【方法点拨】
归纳总结：电学实验的考点项目
考点3 实验高级变形
1．利用电阻箱和电流表测电源电动势和内阻
2．利用电阻箱和电压表测电源电动势和内阻
3. 用电流表和定值电阻代替电压表来测定电动势和内阻
4. 用电压表和定值电阻代替电流表来测定电动势和内阻
【2014·新课标Ⅰ·23，9分】利用如图所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：
待测电源，电阻箱R（最大阻值为999.9 Ω），电阻R0（阻值为3.0 Ω），电阻R1（阻值为3.0 Ω），电流表（量程为200 mA，内阻为RA＝6.0 Ω），开关S。
实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；
②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；
③以为纵坐标，R为横坐标，作－R图线（用直线拟合）；
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.
回答下列问题：
（1）分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则与R的关系式为________________________．
（2）实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0 Ω时电流表的示数如图14所示，读出数据，完成下表．答：①__________，②__________.
R / Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I / A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
/ A－1
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0

（3）在图的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝________ A－1·Ω－1，截距b＝________ A－1.
（4）根据图线求得电源电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.
【变式训练】
【2012年福建（2）12分】
某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E。
※【本资料来源：全品高考网、全品中考网；全品教学网为您提供最新最全的教学资源。】※①先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为________V。
②然后，用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势。
(ⅰ)根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路。
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40

1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
(ⅱ)闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表V相应示数U。该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的与的值。请用表中数据在坐标纸上描点，并作出－图线。
(ⅲ)从图线中可求得E＝________V。

V
3
15
V
Rx
S
E r
R

【小结】
方法一：用一只电压表、一只电流表测量（伏安法）
方法二：用一只电流表、电阻箱测量（安阻法）
方法三：用一只电压表、电阻箱测量（伏阻法）
方法四：一只灵敏电流计、一个定值电阻R0、一只电表