1、恒定電流第第 七七 章章實驗九測定電源的電動勢和內阻實驗九測定電源的電動勢和內阻考綱要求考情分析命題趨勢測定電源的電動勢和內阻2016四川卷，82015天津卷，9(3)2015江蘇卷，102014全國卷，232013浙江卷，22高考對本實驗的考查主要側重于以下四個方面；1.實驗原理的理解；2.實驗電路的設計(實驗電路的補充連線)，3.實驗數據的處理(尤其是結合解析式分析圖象)，4.實驗誤差的分析知識梳理知識梳理夯實基夯實基礎礎核心考點核心考點分層突破分層突破對應演練對應演練遷移運用遷移運用欄目導航 一、實驗目的 1用電流表和電壓表測定電源的電動勢和內阻 2進一步加深對閉合電路歐姆定律的理解 3

2、進一步熟練掌握電壓表和電流表的使用方法 二、實驗原理 1實驗依據：閉合電路的歐姆定律 2實驗電路：如圖所示知識梳理 夯實基礎 三、實驗器材 電源，電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線若干、坐標紙 四、實驗步驟 1按如圖所示電路圖連接電路，電流表量程取00.6 A，電壓表量程取03 V，將滑動變阻器調到有效電阻最大處(圖中左端) 2檢查電路無誤后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片的位置，使電流表有明顯示數，記下一組(I，U)值 3改變滑動變阻器滑片的位置，用同樣的方法，再測出五組(I，U)數值然后斷開開關，整理好儀器 4建立坐標系、描點縱軸表示電壓，橫軸表示電流，取合適的標度，使所描坐標點絕大部分

3、分布在坐標紙上，必要時縱坐標可以不從零開始取值 5根據描出的坐標點作出UI圖象，并延長與兩坐標軸相交五、數據處理本實驗中數據的處理方法，一是聯立方程求解的公式法，二是描點畫圖法方法一 取六組對應的U、I數據，數據滿足的關系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r、讓第1式和第4式聯立方程，第2式和第5式聯立方程，第3式和第6式聯立方程，這樣解得三組E、r取其平均值作為電池的電動勢E和內阻r的大小 六、誤差分析 1由讀數不準和電表線性不良引起誤差 2用圖象法求E和r時，由于作圖不準確造成誤差 3測量過程中通電時間過長或電流過大，都會引起E、r變化 4電壓表和電流表的內阻影響造成誤差 七、注意事

4、項 1為了使電源的路端電壓變化明顯，電源的內阻宜大些(選用已使用過一段時間的干電池) 2要測出不少于6組的(I，U)數據，且變化范圍要大些，然后用方程組求解，并求平均值 3畫UI圖線時，由于讀數的偶然誤差，描出的點不在一條直線上，在作圖時應使直線通過盡可能多的點，并使不在直線上的點均勻分布在直線的兩側，個別偏離直線太遠的點可舍去這樣就可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度 4由于干電池的內阻較小，路端電壓U的變化也較小，這時畫UI圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據測得的數據從某一恰當值開始(橫坐標I必須從零開始)但這時圖線和橫軸的交點不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電源的電動勢

5、，圖線斜率的絕對值仍為內電阻 考點1實驗電路和實驗器材的選取 例1(2014北京卷)利用電流表和電壓表測定一節干電池的電動勢和內電阻要求盡量減小實驗誤差 (1)應該選擇的實驗電路是下圖中的_(選填“甲”或“乙”)核心考點 分層突破乙乙 (2)現有電流表(00.6 A)、開關和導線若干，以及以下器材： A電壓表(015 V) B電壓表(03 V) C滑動變阻器(050 ) D滑動變阻器(0500 ) 實驗中電壓表應選用_；滑動變阻器應選用_；(選填相應器材前的字母)BC (3)某位同學記錄的6組數據如下表所示，其中5組數據的對應點已經標在圖丙的坐標紙上，請標出余下一組數據的對應點，并畫出UI圖線

6、.序號123456電壓U/V1.451.401.301.251.201.10電流I/A0.0600.1200.2400.26003600.480 (4)根據(3)中所畫圖線可得出于電池的電動勢E_V，內電阻r_. (5)實驗中，隨著滑動變阻器滑片的移動，電壓表的示數U及干電池的輸出功率P都會發生變化圖丁的各示意圖中正確反映PU關系的是_1.50(1.491.51) 0.83(0.810.85) C 解析：(1)由于干電池內電阻很小，與電流表內阻相差不大，若選甲圖，則測量值為電源內阻與電流表內阻之和，誤差較大，故選乙圖 (2)干電池的電壓一般為1.5 V左右，為減小誤差，選擇量程與之接近的3 V

7、的電壓表：實驗中，滑動變阻器為限流接法，電源內阻一般為幾歐姆，應選擇最大阻值為50 的滑動變阻器 (3)根據數據點排列趨勢，可知圖線為直線，且第三個點誤差較大，應該舍去. 畫圖時，應使數據點盡可能均勻分布在所畫直線兩邊且盡可能靠近所畫的直線(見答案圖) 考點2數據處理和誤差分析 例2(2015江蘇卷)小明利用如圖所示的實驗裝置測量一干電池的電動勢和內阻 (1)圖中電流表的示數為_A0.44 (2)調節滑動變阻器，電壓表和電流表的示數記錄如下：請根據表中的數據，在坐標紙上作出UI圖線U/(V)1.451.351.271.161.06I/(A)0.120.200.280.360.44由圖線求得：電

8、動勢E_V；內阻r_.(3)實驗時，小明進行了多次測量，花費了較長時間，測量期間一直保持電路閉合其實，從實驗誤差考慮，這樣的操作不妥，因為_ _1.61(1.591.63都算對都算對) 1.24(1.221.26都算對都算對) 長時間保持電路閉合，電池長時間保持電路閉合，電池 會發熱，電池內阻會發生變化，干電池長時間放電，也會引起電動勢變化，導致實會發熱，電池內阻會發生變化，干電池長時間放電，也會引起電動勢變化，導致實 驗誤差增大驗誤差增大 考點3實驗改進與創新 測電源的電動勢和內電阻的其他幾種方法： 1用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖所示，測量原理為EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此

9、可求出E和r，此種方法使測得的電動勢無偏差，但內阻偏大 例3(2015安徽卷)某同學為了測量一節電池的電動勢和內阻，從實驗室找到以下器材：一個滿偏電流為100 A、內阻為2 500 的表頭，一個開關，兩個電阻箱(0999.9 )和若干導線 (1)由于表頭量程偏小，該同學首先需將表頭改裝成量程為050 mA的電流表，則應將表頭與電阻箱_ (選填“串聯”或“并聯”)，并將該電阻箱阻值調為_ .并聯并聯 5.0 (2)接著該同學用改裝的電流表對電池的電動勢及內阻進行測量，實驗電路如圖甲所示，通過改變電阻R測相應的電流I，且作相關計算后一并記錄如下表.123456R/93.075.055.045.035.025.0I/mA15.018.724.829.536.048.0IR/V1.421.401.361.331.261.20 根據表中數據，圖中已描繪出四個點，請將第5,6兩組數據也描繪在圖乙中，并畫出IRI圖線 根據圖線可得電池的電動勢E是_V，內阻r是_.1.53 2.0 解