高中物理電動勢教案

高考物理基礎(chǔ)知識要點(diǎn)復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)九測定電源的電動勢和內(nèi)阻。

一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性，作為教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以保證學(xué)生們在上課時(shí)能夠更好的聽課，幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的教師教學(xué)。那么如何寫好我們的教案呢？下面是小編精心為您整理的“高考物理基礎(chǔ)知識要點(diǎn)復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)九測定電源的電動勢和內(nèi)阻”，但愿對您的學(xué)習(xí)工作帶來幫助。

20xx屆高三物理一輪復(fù)習(xí)全案：實(shí)驗(yàn)九測定電源的電動勢和內(nèi)阻（選修3-1）
【考綱知識梳理】
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br> 1.測定電池的電動勢和內(nèi)電阻。
二、實(shí)驗(yàn)原理
1、如圖所示電路，只要改變外電路R的阻值，測出兩組I、U的數(shù)值，代人方程組：就可以求出電動勢E和內(nèi)阻r．或多測幾組I、U數(shù)據(jù)，求出幾組E、r值，最后分別算出它們的平均值．
此外還可以用作圖法來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求出E、r的值．在標(biāo)坐紙上，I為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)，測出幾組U、I值，畫出U—I圖像，根據(jù)閉合電路的歐姆定律U=E—Ir，可知U是I的一次函數(shù)，這個(gè)圖像應(yīng)該是一條直線．如圖所示，這條直線跟縱軸的交點(diǎn)表示電源電動勢，這條直線的斜率的絕對值，即為內(nèi)阻r的值。
2、電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)的技巧
（1）前，變阻器滑片應(yīng)使變阻器連入的阻值最大；要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍大些，用方程組求解時(shí)，1與4、2與5、3與6為一組，分別求出E、r的值再求平均值．
（2）電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些（選用已使用過一段時(shí)間的1號干電池）．
（3）I圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在直線上或使各點(diǎn)均勻落在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離較大的舍去不予考慮，以減少偶然誤差．本實(shí)驗(yàn)由于干電池內(nèi)阻較小，路端電壓U的變化也較小，這時(shí)畫U—I圖線時(shí)縱軸的刻度可以不從零開始，但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流．
（4）在大電流放電時(shí)極化現(xiàn)象較嚴(yán)重，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大．故長時(shí)間放電不宜超過0．3A．因此，實(shí)驗(yàn)中不要將電流I調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。
（5）還可以改用一個(gè)電阻箱和一個(gè)電流表或一個(gè)電壓表和一個(gè)電阻箱來測定．
3、電源的電動勢和內(nèi)阻的誤差分析：]
（1）讀完電表示數(shù)沒有立即斷電，造成E、r變化；
（2）路存在系統(tǒng)誤差，I真=I測十IV未考慮電壓表的分流；
（3）象法求E、r時(shí)作圖不準(zhǔn)確造成的偶然誤差．
三、實(shí)驗(yàn)器材
待測電池，電壓表(0-3V),電流表（0-0.6A），滑動變阻器（10Ω），電鍵，導(dǎo)線。
【要點(diǎn)名師精解】
一、實(shí)驗(yàn)步驟
1．電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按電路圖連接好電路。
2.把變阻器的滑動片移到一端使阻值最大。
3．閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)（I1、U1），用同樣方法測量幾組I、U的值。
4.打開電鍵，整理好器材。
5．處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法兩種方法求出電動勢和內(nèi)電阻的值。
6、意事項(xiàng)
（1）電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用已使用過一段時(shí)間的1號干電池。
（2）池在大電流放電時(shí)，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大，故長時(shí)間放電不宜超過0.3A，短時(shí)間放電不宜超過0.5A。因此，實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。
（3）出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時(shí)，要將測出的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值再平均。
（4）-I圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮。這樣，就可使偶然誤差得到部分的抵消，從而提高精確度。
（5）池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓U的變化也較小，即不會比電動勢小很多，這時(shí)，在畫U-I圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始（橫坐標(biāo)I必須從零開始）。但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流。不過直線斜率的絕對值照樣還是電源的內(nèi)阻，這時(shí)要特別注意計(jì)算斜率時(shí)縱軸的刻度不從零開始。
【感悟高考真題】
1.(20xx江蘇物理10）在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于所用的電壓表（視為理想電壓表）的量程較小，某同學(xué)涉及了如圖所示的實(shí)物電路。
（1）試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到____.（選填“最大值”、“最小值”或“任意值”）
（2）改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值=10的定值電阻兩端的電壓U，下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是____.（選填1或2）
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的圖像是一條直線。若直線的斜率為k，在坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動勢E=▲，內(nèi)阻r=▲（用k、b和R0表示）
答案：
10.(20xx上海物理29)某同學(xué)利用DIS，定值電阻、電阻箱等實(shí)驗(yàn)器材測量電池a的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)多次改變電阻箱的阻值，記錄外電路的總電阻阻值R，用電壓傳感器測得端電壓U，并在計(jì)算機(jī)上顯示出如圖2所示的關(guān)系圖線a，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)方法測量電池b的電動勢和內(nèi)阻，得到圖2中的圖線b.
（1）由圖線a可知電池a的電動勢=______V，內(nèi)阻=____。
（2）若用同一個(gè)電阻R先后與電池a及電池b鏈接，則兩電池的輸出功率_______（填“大于”、“等于”或“小于”），兩電池的效率_____（填“大于”、“等于”或“小于”）。
解析：（1）根據(jù)，得，圖象a，截距b=0.5，斜率k=0.25，所以電動勢，內(nèi)阻r=Ek=0.5Ω。
（2）從圖象可知：截距，斜率，電動勢，內(nèi)阻，＜，＜，電池的輸出功率，得小于；電池的效率，得大于。
本題考查用伏阻法（電壓表和電阻箱）測電源的電動勢和內(nèi)阻，圖像法，以及電源的輸出功率及效率。
難度：難。
3、（2009安徽理綜，21Ⅱ，6分）用右圖所示的電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：
（a）電流表（量程0.6A、3A）；
（b）電壓表（量程3V、15V）
（c）定值電阻（阻值1、額定功率5W）
（d）定值電阻（阻值10，額定功率10W）
（e）滑動變阻器（陰值范圍0--10、額定電流2A）
（f）滑動變阻器（阻值范圍0-100、額定電流1A）
那么
（1）要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇V，電流表的量程應(yīng)選擇A；R0應(yīng)選擇的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是的滑動變阻器。
（2）引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是。
【解析】由于電源是一節(jié)干電池（1.5V），所選量程為3V的電壓表；估算電流時(shí)，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾Ω左右，加上保護(hù)電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護(hù)電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象。
關(guān)于系統(tǒng)誤差一般由測量工具和所造成測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小。本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成E測E真，r測r真。
【答案】（1）3，0.6，1，0～10。（2）由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電池實(shí)際輸出電流小。
4、（2009重慶理綜，22）硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件。某同學(xué)用題22圖2所示電路探究硅光電池的路端電壓U與總電流I的關(guān)系。圖中R0為已知定值電阻，電壓表視為理想電壓表。
①請根據(jù)題22圖2，用筆畫線代替導(dǎo)線將題22圖3中的實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。
②若電壓表的讀數(shù)為，
則I＝mA；
③實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動變阻器，通過測量得到該電池的U-I曲線a。見題22圖4，由此可知電池內(nèi)阻（填“是”或“不是”）常數(shù)，短路電流為mA，電動勢為
V。
④實(shí)驗(yàn)二：減小實(shí)驗(yàn)一中光的強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測得U-I曲線b，見題22圖4.當(dāng)滑動變阻器的電阻為某值時(shí)，若實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為1.5V。則實(shí)驗(yàn)二中外電路消耗的電功率為
mW（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】①見22題答案圖，②，③不是，0.295(0.293-0.297)，2.67(2.64-2.70)，④0.065(0.060-0.070)
【解析】
①見右圖；
②根據(jù)歐姆定律可知I＝；
③路端電壓U＝E－Ir，若r為常數(shù)、則U-I圖為一條不過原點(diǎn)的直線，由曲線a可知電池內(nèi)阻不是常數(shù)；當(dāng)U＝0時(shí)的電流為短路電流、約為295μA＝0.295mA；當(dāng)電流I＝0時(shí)路端電壓等于電源電動勢E、約為2.67V；
④實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為U1＝1.5V時(shí)電路中電流為I1＝0.21mA，連接a中點(diǎn)（0.21mA、1.5V）和坐標(biāo)原點(diǎn)，此直線為此時(shí)對應(yīng)滑動變阻器阻值的外電路電阻（定值電阻）的U-I圖，和圖線b的交點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)二中的路端電壓和電路電流，如右圖,電流和電壓分別為I＝97μA、U＝0.7V,則外電路消耗功率為P＝UI＝0.068mW。
5．（2009海南物理，14，11分，）圖1是利用兩個(gè)電流表和測量干電池電動勢E和內(nèi)阻r的電路原理圖。圖中S為開關(guān)，R為滑動變阻器，固定電阻和內(nèi)阻之和為10000（比r和滑動變阻器的總電阻都大得多），為理想電流表。

①按電路原理圖在圖2虛線框內(nèi)各實(shí)物圖之間畫出連線。
②在閉合開關(guān)S前，將滑動變阻器的滑動端c移動至（填“端”、“中央”或“端”）。
③閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑動端c至某一位置，讀出電流表和的示數(shù)和。多次改變滑動端c的位置，得到的數(shù)據(jù)為
I1(mA)0.1200.1250.1300.350.1400.145
I2(mA)480400320[]23214068
在圖3所示的坐標(biāo)紙上以為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)畫出所對應(yīng)的曲線。

④利用所得曲線求的電源的電動勢E=V，內(nèi)阻r=．（保留兩位小數(shù)）
⑤該電路中電源輸出的短路電流A。

【答案】①連線如圖1所示，
②b端，
③如圖2所示。
④1.49（1.48～1.50），0.60（0.55～0.65）
⑤2.4（2.3～2.7）
【解析】
②實(shí)驗(yàn)前滑動變阻器接入電路電阻值最大；
④由圖線上讀出兩組數(shù)值，代入E＝I1R1+（I1＋I(xiàn)2）r構(gòu)成方程組聯(lián)立求解E和r；
⑤短路電流E/r。
【考點(diǎn)精題精練】
1.給你一個(gè)電壓表、一個(gè)電阻箱、開關(guān)及導(dǎo)線等,如何根據(jù)閉合電路歐姆定律測出一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)阻.
（1）在下圖所示的虛線框內(nèi)畫出電路圖.
（2）實(shí)驗(yàn)過程中,將電阻箱撥到45Ω時(shí),電壓表讀數(shù)為0.90V;若將電阻箱撥到如下圖甲所示的Ω時(shí),電壓表
的讀數(shù)如圖乙所示,是V.

（3）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以算出該節(jié)干電池的電動勢E=V,內(nèi)阻r=Ω.
答案（1）見右圖
（2）1101.10
（3）1.3020

2.測量電源B的電動勢E及內(nèi)阻r（E約為4.5V,r約為1.5Ω）.
器材:量程3V的理想電壓表,量程0.5A的電流表?（具有一定內(nèi)阻）,固定電阻R=4Ω,滑動變阻器R′,開關(guān)S,導(dǎo)線若干.
（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖.圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標(biāo)出.

（2）實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí),電壓表讀數(shù)為U1;當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí),電壓表讀數(shù)為U2.則可以求出E=,
r=.（用I1、I2、U1、U2及R表示）
答案（1）見右圖
（2）
3.如圖所示的電路可用于測量電池E和內(nèi)阻r.電池的電動勢未知.圖中A是電流表,其內(nèi)阻并不是很小,V為電壓表,其內(nèi)阻亦不是很大,R是一限流電阻,阻值未知,3個(gè)電鍵S1、S2、S3都處于斷開狀態(tài).
（1）寫出測量電池內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)步驟,用適當(dāng)?shù)姆柋硎驹摬襟E中應(yīng)測量的物理量:.
（2）用所測得的物理量表示電池內(nèi)阻的表達(dá)式為r=.
答案（1）實(shí)驗(yàn)步驟及應(yīng)測的物理量為:
a.閉合S1,S3打向1,測得電壓表的讀數(shù)為U0,電流表的讀數(shù)為I0.設(shè)Rg為電壓表的內(nèi)阻,則有Rg=①
b.閉合S1,S3打向2,測得電壓表的讀數(shù)為U1,以E表示電池的電動勢,I1表示通過電池的電流,則有
E=I1r+U1②
U1=I1Rg③
由①②③式得E=
c.閉合S1、S2,S3打向2,測得電壓表的讀數(shù)U2,電流表的讀數(shù)I2
設(shè)通過電池的電流為I,則有E=Ir+U2
設(shè)通過電壓表的電流為I2′,則有
I=I2′+I2,U2=I2′Rg
（2）r=
4.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,用以測定電源電動勢和內(nèi)阻,使用的實(shí)驗(yàn)器材為:待測干電池組（電動勢約3V）、電流表（量程0.6A,內(nèi)阻小于1Ω）、電阻箱（0～99.99Ω）、滑動變阻器（0～10Ω）、單刀雙擲開關(guān)、單刀單擲開關(guān)各一個(gè)及導(dǎo)線若干.考慮到干電池的內(nèi)阻較小,電流表的內(nèi)阻不能忽略.
（1）該同學(xué)按圖連線,通過控制開關(guān)狀態(tài),測得電流表內(nèi)阻約為0.20Ω.試分析該測量產(chǎn)生誤差的原因是.
（2）簡要寫出利用圖實(shí)所示電路測量電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)步驟:
①;
②.
（3）下圖是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的—R圖象,由此求出待測干電池組的電動勢E=V、內(nèi)阻r=Ω.
（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）jaB88.coM

答案（1）測電流表內(nèi)阻時(shí)用的是半偏法,所以并聯(lián)電阻箱后電路總阻值減小,從而造成總電流增大,測量值偏小.
（2）①斷開開關(guān)K,將電阻箱R調(diào)到最大,將開關(guān)S接D;
②調(diào)節(jié)電阻箱阻值R,使電流表有足夠偏轉(zhuǎn),改變R值,記錄幾組R和電流I的數(shù)據(jù).
（3）2.84（2.76～2.96）2.36

延伸閱讀

測定電源的電動勢和內(nèi)阻

一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計(jì)劃和準(zhǔn)備，作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容，讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。那么如何寫好我們的教案呢？以下是小編為大家收集的“測定電源的電動勢和內(nèi)阻”歡迎大家閱讀，希望對大家有所幫助。

實(shí)驗(yàn)：測定電池的電動勢和內(nèi)阻

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.學(xué)習(xí)測量電源電動勢和內(nèi)阻的方法,掌握科學(xué)測量的主要步驟。
2.學(xué)會科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，有公式法和圖像法。
【自主學(xué)習(xí)】
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br> 測定電源的________________。
圖2.6-1
二、實(shí)驗(yàn)原理
1、圖2.6-1中，電源電動勢E、內(nèi)電阻r，與路端電壓U、電流I的關(guān)系可寫為
E=______________。（1）
2、圖2.6-2中，電源電動勢E、內(nèi)電阻r、電流I、電阻R的關(guān)系可寫為
E=______________。（2）
3、圖2.6-3中電源E、內(nèi)電阻r、路端電壓U、電阻R的關(guān)系可寫為
E=______________。（3）
ErR
ErR
圖2.6-2圖2.6-3
實(shí)驗(yàn)原理1是本節(jié)課的重點(diǎn)。測出幾組U,I數(shù)值，帶入(1)式得到的方程兩兩組成方程組，可得到E，r值。這種方法誤差較大。還可以多測出幾組U,I值，然后在U-I坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組U、I值所對應(yīng)的點(diǎn)，然后通過這些點(diǎn)畫一直線，如圖2.6-4所示，直線與縱軸的的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)就是電池的電動勢的大小，直線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是電池的短路電流Io=E/r，因此可求的內(nèi)電阻r=E/Io。
三、實(shí)驗(yàn)器材
_________、__________、__________、__________、開關(guān)、U/V
導(dǎo)線。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.連接電路。如圖2.6-1所示。電流表取0.6A量程，電壓表
取3V量程，移動觸頭位置使連入電路中的有效阻值_______。圖2.6-4
2.測幾組（I，U）值。閉合電鍵，移動變阻器觸頭位置，使電流有明顯示數(shù)，記下一組（I，U）值，斷開電鍵。用同樣方法，多次移動變阻器觸頭位置，記錄多組（I，U）值，然后斷開電鍵。
3.建立坐標(biāo)系、描點(diǎn)?？v軸表示__________,橫軸表示__________,取合適的標(biāo)度，使所描坐標(biāo)點(diǎn)分布絕大部分坐標(biāo)紙，必要時(shí)縱坐標(biāo)可以_________________。
4.據(jù)描出的坐標(biāo)點(diǎn)作出U-I圖像。應(yīng)使圖象盡量多的通過描出的點(diǎn)，不在圖象上的點(diǎn)要盡量對稱的分布于圖線兩側(cè)，誤差很大，應(yīng)堅(jiān)決舍棄。
5.測算電動勢和內(nèi)電阻。準(zhǔn)確讀出U-I圖線與縱軸和橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)，并帶入U(xiǎn)=E-Ir中，算出E=?r=?
【典型例題】
用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，所用的電路如圖2.6-5所示，一位同學(xué)測得六組數(shù)據(jù)如下表中所示。
組別I(A)U(V)
10.121.37
20.201.32
30.311.24
40.321.18
50.501.10
60.571.05

(1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖2.6-6中作出U-I圖線。
（2）根據(jù)圖線得出電池的電動勢E=____V,電池的內(nèi)電阻r=________。
（3）若不作出圖線，只選用其中兩組U和I數(shù)據(jù)，
可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r，這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果，選用第______組和第______組的數(shù)據(jù)，求得E和r誤差最大。
【針對訓(xùn)練】
1.在測定電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，為使實(shí)驗(yàn)效果明顯且不會損壞儀器，應(yīng)選擇下列電源中的（）
A.內(nèi)阻較大的普通干電池B.內(nèi)阻較小的普通蓄電池
C.小型交流發(fā)電機(jī)D.小型直流發(fā)電機(jī)
2.下面給出了幾種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理方法，其中既科學(xué)、直觀，又能減小偶然誤差的方法是（）
A.測出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r中，既可求出E和r
B.多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組E和r，最后分別求出其平均值
C.測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出U-I圖象，再根據(jù)圖象求E、r
D.多測出幾組I、U的數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出開路時(shí)的路端電壓即為電動勢E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r
3.為測定某一電池的電動勢和內(nèi)電阻，下面幾組器材中，能完成實(shí)驗(yàn)的是()
A.一只電流表、一只電壓表、一只變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線
B.一只電流表、兩只變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線
C.一只電流表、一只電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線
D.一只電壓表、一只電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線
４．如圖２．６－７所示為某一電源Ｕ－Ｉ曲線，由圖可知（）
A.電源電動勢為2VB.電源內(nèi)電阻為1/3
C.電源短路時(shí)電流為6AD.電路路端電壓為1V時(shí)，電路中電流為5A
【能力訓(xùn)練】
1.下列關(guān)于電源電動勢的說法中，正確的是
A.在某電池的電路中每通過2C的電荷量，電池提供的電能是4J，那么這個(gè)電池的電動勢是0.5V
B.電源的路端電壓增大時(shí)，其電源電動勢一定也增大
C.無論內(nèi)電壓和外電壓如何變化，其電源電動勢一定不變
D.電源的電動勢越大，電源所提供的電能就越多
2.下列關(guān)于閉合電路的說法中，錯(cuò)誤的是
A.電源短路時(shí)，電源的內(nèi)電壓等于電動勢
B.電源短路時(shí)，路端電壓為零
C.電源斷路時(shí)，路端電壓最大
D.電源的負(fù)載增加時(shí)，路端電壓也增大
3.如圖2.6-8所示是兩個(gè)不同電源的U-I特性曲線，下列判斷正確的是（）
A.電動勢E1=E2，發(fā)生斷路時(shí)的電流I1〉I2
B.電動勢E1=E2，內(nèi)阻r1〉r2
C.電動勢E1E2，內(nèi)阻r1r2
D.當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時(shí)，電源2的
路端電壓變化大

4.如圖2.6-9所示為根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫出的U-I圖象下列
關(guān)于這個(gè)圖象的說法正確的是（）
A.由曲線與縱軸的交點(diǎn)可知，電源的電動勢E=3V
B.橫軸截距表示短路電流，即I短=0.6A
C.根據(jù)r=E/I短，計(jì)算出待測電源的內(nèi)阻為5
D.根據(jù)r=△U/△I，計(jì)算出待測電源的內(nèi)阻為1
5.在測定一節(jié)干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為2）的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，下列可選用的變阻器和電壓表為(）
A.電壓表量程為15V
B.電壓表量程為3V
C.變阻器為20，1A
D.變阻器為500,0.1A
6.如圖2.6-10所示為“測定電源電動勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電
路圖通過變阻器阻值的改變得到兩組數(shù)據(jù)（U1,I1）和（U2,I2)
則下列說法正確的是()
A.如果兩個(gè)表的示數(shù)是準(zhǔn)確的，則r=(U2-U1)/(I1-I2）
B.如果兩個(gè)表的示數(shù)是準(zhǔn)確的，則r=（U1-U2）/(I1-I2）
C.受RV的大小影響，E、r的測量值比真實(shí)值偏小
D.RV越大，對E,r的影響越小
7.如圖2.6-11所示的電路中，R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻。測定電源電動勢和內(nèi)阻時(shí)，如果偶然誤差可以忽略不計(jì)，則電動勢的測量值比真實(shí)值_______,內(nèi)阻的測量值比真實(shí)值________測量誤差產(chǎn)生的原因是______________。
8.如圖2.6-12所示，圖線a為電源的U-I特性曲線，圖線b是電阻R的伏安特性曲線，用該電源和該電阻組成的閉合電路，電源的輸出功率為___________W，電源的效率為____________。
9.為了測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，先用下列器材：a.1.5V干電池兩節(jié)；b.電壓表（0-3v-15v）；c.電流表（0-0.6A-3.0A）；d.滑動變阻器（0-20）；e.滑動變阻器（0-1000）；f.電阻箱（0-9999.9）；g.開關(guān)，導(dǎo)線等，將下列實(shí)驗(yàn)步驟按次
序排列＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
A.斷開開關(guān)
B.按照電路圖接好電路，電壓表用0-3V，電流表用0-0.6A
C.移動滑鍵減小電阻，使電流表指針有較明顯的偏轉(zhuǎn)，記錄電壓表和電流表的讀數(shù)
D.把滑動變阻器的滑鍵滑到一段使其阻值最大
E.在移動滑鍵減少電阻，記錄一組電流表、電壓表的示數(shù)，且之后逐漸減小
F.閉合開關(guān)

【學(xué)后反思】
_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
參考答案
典型例題：
（1）略（2）1.46V0.72（3）34
針對訓(xùn)練：
1.A2.C3.ACD４．ＡＤ
能力訓(xùn)練：
1.C2.D3.ＡＤ4.ＡＤ5.ＢＣ6.ＡＣＤ
7.沒有誤差偏大電流表有內(nèi)阻
8.４６７%
9.ＢＤＦＣＥＡ

高考物理實(shí)驗(yàn)測定電源的電動勢和內(nèi)電阻復(fù)習(xí)教案

實(shí)驗(yàn)9測定電源的電動勢和內(nèi)電阻

測電源的電動勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn),是高中物理的重要實(shí)驗(yàn)，無論是原教科書，還是課程標(biāo)準(zhǔn)教科書，都把它列為學(xué)生實(shí)驗(yàn)；無論是普通高考大綱，還是課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)區(qū)高考大綱，都把它列為必考實(shí)驗(yàn)；從多年以及近幾年的高考試卷看，也屢屢出現(xiàn)測電源的電動勢和內(nèi)阻的題目。
測電源的電動勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)，傳統(tǒng)的方法是用電流表、電壓表和滑動變阻器或電阻箱，新技術(shù)的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)方法是用電流傳感器、電壓傳感器代替電流表、電壓表并用數(shù)據(jù)采集器和電子計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)，好處是：數(shù)據(jù)處理和作圖象非?？?，一眨眼的工夫圖象就出來了。
由于新的課程標(biāo)準(zhǔn)教科書中列出了做測電源的電動勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的三種方法，即伏安法和安阻法、伏阻法；去年高考中有三個(gè)省不約而同地考到了安阻法并用作圖法，所以本文不惜時(shí)間和筆墨把三種方法都做出來。
1．實(shí)驗(yàn)原理：在閉合電路中，根據(jù)全電路歐姆定律，有①，其中E表示電源的電動勢，U表示電源的路端電壓，I表示閉合電路中的電流，r表示電源的內(nèi)阻。
根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)教科書，實(shí)驗(yàn)：測電源的電動勢和內(nèi)電阻可用三種方法：
方法1.①式可變?yōu)椋淖冸娐返耐怆娮鑂，測出一系列的I和U值，作出U-I圖象。圖象在U軸上的截距即為電源的電動勢，直線的斜率即為內(nèi)阻的負(fù)值。此方法叫伏安法，用伏特表和安培表。
方法2.①式可變?yōu)?，或，改變電路的外電阻R，測出一系列的I和R值，作出R-1/I圖象。圖象在R軸上的截距即為電源的內(nèi)阻，直線的斜率即電源的電動勢E。此方法叫安阻法，用安培表和電阻箱。
方法3.①式可變?yōu)?，或，改變電路的外電阻R，測出一系列的U值，作出圖象。圖象在軸上的截距的倒數(shù)即為電源電動勢，直線的斜率與截距的倒數(shù)乘積即為電源的內(nèi)阻。此方法叫伏阻法，用伏特表和電阻箱。
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是伏安法。安阻法和伏阻法是在伏安法實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的提高。
2．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河萌N方法測定電源的電動勢和內(nèi)阻。
3．實(shí)驗(yàn)步驟
一、伏安法
1.實(shí)驗(yàn)電路圖
圖1-1
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖象
圖1-2
3.計(jì)算數(shù)據(jù)
電壓軸上的截距為電池的電動勢：E=6.0V,電流軸上的截距為最大電流,則電池的內(nèi)阻為r=1.0Ω。
4.實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖
圖1-3
5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖象
圖1-4
6.計(jì)算數(shù)據(jù)
電壓軸上的截距為電池的電動勢：E=9.0V,電流軸上的截距為最大電流,則電池的內(nèi)阻為r=1.0Ω。
二、安阻法
1.用仿真實(shí)驗(yàn)室研究
按電路圖搭建實(shí)驗(yàn)裝置，如圖2-1
圖2-1
改變電阻箱的阻值，電流表的讀數(shù)對應(yīng)變化，得到電流與電阻的關(guān)系圖象，見圖2-2.
圖2-2
由于圖4不是直線，不便于求電動勢和內(nèi)阻，在實(shí)驗(yàn)過程中時(shí)，記下一系列的數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)輸入到Excel中并求出電流I的倒數(shù)1/I,見下表。
RI1/I
100.2643.787879
8.360.313.225806
6.860.3692.710027
5.360.4562.192982
4.110.5671.763668
3.360.6651.503759
2.110.9321.072961
1.361.230.813008
02.90.344828
表1
作出電流的倒數(shù)隨電阻變化的圖象，R～1/I圖象，見圖2-3的直線。

圖2-3
根據(jù)，得到，知：R～1/I圖線直線的斜率即為電動勢E，R軸上的截距的絕對值為內(nèi)阻。從圖5讀出數(shù)據(jù)，計(jì)算得為，縱軸上的截距為-1，則電池的內(nèi)阻為。
三、伏阻法（見例題）

例1．2007理綜四川卷第22(2)題
甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路測電源電動勢E及電阻R1和R2的阻值。實(shí)驗(yàn)器材有：待測電源E(不計(jì)內(nèi)阻)，待測電阻R1，待測電阻R2，電壓表V(量程為1.5V，內(nèi)阻很大)，電阻箱R(0-99.99Ω)，單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干。
①先測電阻R1的阻值。請將甲同學(xué)的操作補(bǔ)充完整：閉合S1，將S2切換到a，調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)r和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U1，保持電阻箱示數(shù)不變，______________，讀出電壓表的示數(shù)U2。則電阻R1的表達(dá)式為R1＝__________。
②甲同學(xué)已經(jīng)測得電阻R1＝4.8Ω，繼續(xù)測電源電動勢E和電阻R2的阻值。該同學(xué)的做法是：閉合S1，將S2切換到a，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖所示的圖線，則電源電動勢E＝_____V，電阻R2=_____Ω。
③利用甲同學(xué)設(shè)計(jì)的電路和測得的電阻R1，乙同學(xué)測電源電動勢E和電阻R2的阻值的做法是：閉合S1，將S2切換到b，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了相應(yīng)的圖線，根據(jù)圖線得到電源電動勢E和電阻R2。這種做法與甲同學(xué)的做法比較，由于電壓表測得的數(shù)據(jù)范圍______（選填“較大”、“較小”或“相同”)，所以_____同學(xué)的做法更恰當(dāng)些。
答案：①將S2切換到b，R1＝。
②E＝1.43或10/7V，R2＝1.2Ω
③較小，甲
【解析】①（1）
（2）
由（2）式得，
代入（1）式，經(jīng)過復(fù)雜的運(yùn)算得R1＝。
②根據(jù)，有，比照直線方程，有截距，所以E＝1.43或10/7V；斜率，又，已測出R1＝4.8Ω，可求出R2＝1.2Ω。
③由于電阻R2阻值小，電壓表測得的數(shù)據(jù)范圍較小，所以甲同學(xué)的做法更恰當(dāng)些。
點(diǎn)評：用電壓表和電阻箱測量電源的電動勢和內(nèi)電阻（本題的R2相當(dāng)于內(nèi)電阻）并用圖象進(jìn)行數(shù)據(jù)處理求出結(jié)果（與伏安法類比簡稱伏阻法），2006年高考有三省市考到（分別是江蘇、廣東和天津）。

例2．2007寧夏理綜卷（新課程）第22題（2）題
利用伏安法測干電池的電動勢和內(nèi)阻，現(xiàn)有的器材為：
干電池：電動勢約為1.5V，符號
電壓表：量程1V，內(nèi)阻998.3，符號○V
滑動變阻器：最大阻值10，符號
電阻箱：最大阻值99999.9，符號
單刀單擲開關(guān)1個(gè)，符號
導(dǎo)線若干
○1設(shè)計(jì)測量電源電動勢和內(nèi)阻的電路并將它畫在制定的方框內(nèi)。要求在圖中標(biāo)出電壓表、電流表的接線柱的正負(fù)。
○2為了滿足本實(shí)驗(yàn)要求并保證實(shí)驗(yàn)的精確度，電壓表量程應(yīng)擴(kuò)大為原量程的倍，電阻箱的阻值應(yīng)為。
．答案：○1

○22998.3
【解析】因?yàn)殡妷罕砹砍桃笥陔姵仉妱觿?，所以要擴(kuò)大為原量程的2倍，在電壓表上串聯(lián)等于其內(nèi)阻的電阻，所以電阻箱的阻值應(yīng)為998.3。
點(diǎn)評：本題是伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻（不是伏阻法），所以電阻箱是用來做擴(kuò)大電壓表量程用的。另外，因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻一般與電池內(nèi)阻差別不大，所以用電流表外接法（對待測電池而言）。
例。圖中R為已知電阻，為待測電阻，為單刀單擲開關(guān)，為單刀雙擲開關(guān)，
V為電壓表（內(nèi)阻
極大），E為電源（電
阻不可忽略）?，F(xiàn)用
圖中電路測量電源
電動勢及電阻
（1）寫出操作步驟：

（2）由R及測得的量，可測得＝_____________________,=________________.
答案：（1）①K1斷開，K2接到a端，記下電壓表的讀數(shù)U1；②K2仍接到a端，閉合K1，記下電壓表的讀數(shù)U2；③K1仍閉合，K2接到b端，記下電壓表的讀數(shù)U3.
（2）U1
例3。在測定一節(jié)干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為2Ω）的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，變阻器和電壓表各有兩個(gè)供選：A電壓表量程為15V，B電壓表量程為3V，A變阻器為（20Ω，3A），B變阻器為（500Ω，0.2A）
電壓表應(yīng)該選（填A(yù)或B），這是因?yàn)?
變阻器應(yīng)該選（填A(yù)或B），這是因?yàn)?
答案：B，A電壓表量程過大，誤差較大；A、B變阻器額定電流過小且調(diào)節(jié)不便
例。某同學(xué)按如圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)將變阻器的觸片P移到不同位置時(shí)測得各電表的示數(shù)如下表所示
序號A1示數(shù)(安)A2示數(shù)(安)V1示數(shù)(伏)V2示數(shù)(伏)
10.600.302.401.20
20.440.322.560.48
將電壓表內(nèi)阻看作無限大，電流表內(nèi)阻看作零。
（1）電路中，分別為電源的電動勢和內(nèi)阻，，，為定值電阻，在這五個(gè)物理量中，可根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)求得的物理量是（不要求具體計(jì)算）。
（2）由于電路發(fā)生故障，發(fā)現(xiàn)兩電壓表示數(shù)相同了（但不為零），若這種情況的發(fā)生是由用電器引起的，則可能的故障原因是。
答案：
（1），，（1分，1分，2分）
（2）短路或斷開（4分）

例4．2006年天津理科綜合卷第22（3）題
某研究性學(xué)習(xí)小組利用圖9所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖10所示的R～1/I圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得到E＝V，r＝Ω。圖10

【解析】
根據(jù)得到，從圖10讀出數(shù)據(jù)，計(jì)算得，直線的斜率即為，當(dāng)時(shí)，橫軸上的截距為，則電池的內(nèi)阻為。

點(diǎn)評：本題專門考查用電流表和電阻箱測電源的電動勢和內(nèi)電阻，與伏安法相比，實(shí)驗(yàn)用的儀器不同，測量的物理量不同，圖象中橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)表示的物理量不同了，因此根據(jù)圖象求E、r的方法也不同。

例5．安徽2009高考21.Ⅱ題.用右圖所示的電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：
（a）電流表（量程0.6A、3A）；
（b）電壓表（量程3V、15V）
（c）定值電阻（阻值1、額定功率5W）
（d）定值電阻（阻值10，額定功率10W）
（e）滑動變阻器（陰值范圍0--10、額定電流2A）
（f）滑動變阻器（阻值范圍0-100、額定電流1A）
那么
（1）要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇V，電流表的量程應(yīng)選擇A；R0應(yīng)選擇的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是的滑動變阻器。
（2）引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是。
II．答案：
（1）3，0.6，1，0～10。（2）由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電池實(shí)際輸出電流小。
【解析】由于電源是一節(jié)干電池（1.5V），所選量程為3V的電壓表；估算電流時(shí)，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾Ω左右，加上保護(hù)電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護(hù)電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象。
關(guān)于系統(tǒng)誤差一般由測量工具和所造成測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小。本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成E測E真，r測r真。
例6．北京2009高考21．（2）題某同學(xué)通過查找資料自己動手制作了一個(gè)電池。該同學(xué)想測量一下這個(gè)電池的電動勢E和內(nèi)電阻，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開關(guān)、一個(gè)電阻箱（最大阻值為999.9，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用）一只電流表（量程=0.6A,內(nèi)阻）和若干導(dǎo)線。
①請根據(jù)測定電動勢E和內(nèi)電阻的要求，設(shè)計(jì)圖4中器件的連接方式，畫線把它們連接起來。
②接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值,讀出與對應(yīng)的電流表的示數(shù)I,并作記錄。當(dāng)電阻箱的阻值時(shí)，其對應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖5所示。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，首先計(jì)算出每個(gè)電流值I的倒數(shù);再制作R-坐標(biāo)圖，如圖6所示，圖中已標(biāo)注出了（）的幾個(gè)與測量對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)。請你將與圖5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖6上。
③在圖6上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成圖線。
④根據(jù)圖6描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動勢E=V,內(nèi)電阻。

答案（2）①見答圖4
②見答圖6
③見答圖6
④1.5（1.46~1.54）；0.3（0.25~0.35）
例7探究硅光電池的路端電壓U與總電流I的關(guān)系
2009高考重慶22.（2）硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件。某同學(xué)用題22圖2所示電路探究硅光電池的路端電壓U與總電流I的關(guān)系。圖中R0為已知定值電阻，電壓表視為理想電壓表。

①請根據(jù)題22圖2，用筆畫線代替導(dǎo)線將題22圖3中的實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。
②若電壓表的讀數(shù)為，則I＝
③實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動變阻器，通過測量得到該電池的U-I曲線a。見題22圖4，由此可知電池內(nèi)阻（填“是”或“不是”）常數(shù)，短路電流為mA，電動勢為
V。
④實(shí)驗(yàn)二：減小實(shí)驗(yàn)一中光的強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測得U-I曲線b，見題22圖4.當(dāng)滑動變阻器的電阻為某值時(shí)，若實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為1.5V。則實(shí)驗(yàn)二中外電路消耗的電功率為mW（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
答案（2）①見22題答案圖，
②
③不是，0.295(0.293-0.297)，2.67(2.64-2.70)，
④0.065(0.060-0.070)
（2）①見右圖；
②根據(jù)歐姆定律可知I＝；
③路端電壓U＝E－Ir，若r為常數(shù)、則U-I圖為一條不過原點(diǎn)的直線，由曲線a可知電池內(nèi)阻不是常數(shù)；當(dāng)U＝0時(shí)的電流為短路電流、約為295μA＝0.295mA；當(dāng)電流I＝0時(shí)路端電壓等于電源電動勢E、約為2.67V；
④實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為U1＝1.5V時(shí)電路中電流為I1＝0.21mA，連接a中點(diǎn)（0.21mA、1.5V）和坐標(biāo)原點(diǎn)，此直線為此時(shí)對應(yīng)滑動變阻器阻值的外電路電阻（定值電阻）的U-I圖，和圖線b的交點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)二中的路端電壓和電路電流，如右圖,電流和電壓分別為I＝97μA、U＝0.7V,則外電路消耗功率為P＝UI＝0.068mW。

例8.2006年江蘇物理卷第13題（12分）現(xiàn)在按圖①所示的電路測量一節(jié)舊干電池的電動勢E（約1.5V）和內(nèi)阻r
（約20），可供選擇的器村如下：電流表A1、A2（量程0～500A）內(nèi)阻約為500，滑動變阻器R（阻值0～100，額定電流1.0A），定值電阻R1（阻值約為100）電阻箱R2、R3（阻值0～999.9），開關(guān)、導(dǎo)線若干。由于現(xiàn)有電流表量程偏小，不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，為此，先將電流表改裝（擴(kuò)大量程），然后再按圖①電路進(jìn)行測量。（1）測量電流表A2的內(nèi)阻按圖②電路測量A2的內(nèi)阻，以下給出了實(shí)驗(yàn)中必要的操作。
A．?dāng)嚅_S1
B．閉合S1、S2
C．按圖②連接線路，將滑動變阻器R的滑片調(diào)至最左
端，R2調(diào)至最大
D．調(diào)節(jié)R2，使A1的示數(shù)為I1，記錄R2的值。
E．?dāng)嚅_S2，閉合S3
F．調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)適中，記
錄A1的示數(shù)I1
請按合理順序排列實(shí)驗(yàn)步驟（填序號）：▲。
（2）將電流表A2（較小量程）改裝成電流表A（較大量程）如果（1）中測出A2的內(nèi)阻為468.0，現(xiàn)用R2將A2改裝成量程為20mA的電流表A，應(yīng)把R2，設(shè)為▲與A2并聯(lián)，改裝后電流表A的內(nèi)阻RA為。
（3）利用電流表A電阻箱R，測電池的電動勢和內(nèi)阻用電流表A、電阻箱R3及開關(guān)S按圖①所示電路測電池的電動勢和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變R1的值，記錄下電流表A的示數(shù)I，得到若干組R3、I的數(shù)據(jù)，然后通過作出有關(guān)物理量的線性圖象，求得電池電動勢E和內(nèi)r。
a．請寫出與你所作線性圖象對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式▲。
b．請?jiān)谔摼€框內(nèi)坐標(biāo)中作出定性圖象（要求標(biāo)明兩上坐標(biāo)軸
所代表的物理量，用符號表示）

c．圖中▲表示E.圖中▲表示E.
解析與答案：（1）CBFEDA
（2）改裝電路中R2將與A2并聯(lián)，則，由（1）測得，代入計(jì)算出。改裝后電流表A的內(nèi)阻RA=
（3）解法一
a.根據(jù)閉合電路歐姆定律得到，變形成，若將橫坐標(biāo)表示總電流的倒數(shù)，縱坐標(biāo)表示外電阻R3與電流表A的內(nèi)阻之和，根據(jù)多次測量的數(shù)據(jù)畫出圖象如圖4。則與所作線性圖象對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式是。
c．直線斜率的倒數(shù)表示E，
縱軸截距除以斜率表示r.
答案二：
圖5
c．直線的斜率表示E，
縱軸截距的絕對值與RA的差表示r。
這兩個(gè)答案不同處在于橫軸與縱軸表示的物理量互換。
點(diǎn)評：本題考查半偏法測電流表的內(nèi)阻、電流表的改裝和用R、A測電源的E、r三個(gè)知識點(diǎn)，但前兩個(gè)是課本上的方法，第三個(gè)與課本不同，課本上是用伏安法測電源的E、r，圖象是U-I圖線，所以第三個(gè)是重點(diǎn)和難點(diǎn)，是創(chuàng)新點(diǎn)。
例9．2006年廣東物理卷第12題
12．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖7所示的實(shí)驗(yàn)電路，用以測定電源電動勢和內(nèi)阻，使用的實(shí)驗(yàn)器材為：待測干電池組（電動勢約3V）、電流表（量程0.6A，內(nèi)阻小于1）、電阻箱（0～99.99）、滑動變阻器（0～10）、單刀雙擲開關(guān)、單刀單擲開關(guān)各一個(gè)及導(dǎo)線若干。考慮到干電池的內(nèi)阻較小，電流表的內(nèi)阻不能忽略。
（1）該同學(xué)按圖7連線，通過控制開關(guān)狀態(tài)，測得電流表內(nèi)阻約為0.20。試分析該測量產(chǎn)生誤差的原因是_________________________________________。
（2）簡要寫出利用圖7所示電路測量電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)步驟：
①_______________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________________；
（3）圖8是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖象，由此求出待測干電池組的電動勢E＝____________V、內(nèi)阻r＝_____________。（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

解：（1）電流表的讀數(shù)以及電阻箱R的讀數(shù)。
（2）①k閉合，S斷開，調(diào)節(jié)P，使?jié)M偏，
②k閉合，S接C，調(diào)節(jié)R，使半偏，則。
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律得到，變形成，若將縱坐標(biāo)表示總電流的倒數(shù)，橫坐標(biāo)表示外電阻R，則圖線的斜率的倒數(shù)表示電源的電動勢E，在圖8中取兩點(diǎn)（0，0.9）和（8.0,3.7）,則；當(dāng)R=0時(shí)，，則，因已測出，所以電源的內(nèi)阻為。
點(diǎn)評：本題考查半偏法測電流表的內(nèi)阻和用R、A測電源的E、r兩個(gè)知識點(diǎn)，第一個(gè)電路與課本不同，第二個(gè)方法與課本不同，課本上是用伏安法測電源的E、r，圖象是U-I圖線，本題要求學(xué)生要有知識遷移的能力。

例10．2006年天津理綜卷第22（3）題
（3）某研究性學(xué)習(xí)小組利用右圖所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如下圖所示的R～1/I圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得到E＝V，r＝Ω。

【解析】根據(jù)得到，從圖10讀出數(shù)據(jù)，計(jì)算得，直線的斜率即為，當(dāng)時(shí)，橫軸上的截距為，則電池的內(nèi)阻為。
點(diǎn)評：本題專門考查用電流表和電阻箱測電源的電動勢和內(nèi)電阻，與上不同的是：橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)表示的物理量調(diào)換了，因此根據(jù)圖象求E、r的方法也不同。
不知是命題者的心靈感應(yīng)，還是有所交流，還是巧合，還是沒有原因，今年竟有三省市考用電流表和電阻箱測電源的電動勢與內(nèi)電阻，并且都有圖象，看來，高考命題的發(fā)展方向是有一定的規(guī)律的。
答案：22（1）P：2
（2）×100；調(diào)零（或重新調(diào)零）；2.2×103（或2.2k）
（3）2.9；0.9
例11．2005年江蘇省物理卷第12題．(12分)將滿偏電流Ig=300μA、內(nèi)阻未知的電流表○G改裝成電壓表并進(jìn)行核對．
(1)利用如圖所示的電路測量電流表○G的內(nèi)阻(圖中電源的電動勢E=4V)：先閉合S1，調(diào)節(jié)R，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；再閉合S2，保持R不變，調(diào)節(jié)R′，，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的，讀出此時(shí)R′的阻值為200Ω，則電流表內(nèi)阻的測量值Rg=Ω．
(2)將該表改裝成量程為3V的電壓表，需(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)阻值為R0=Ω的電阻．
(3)把改裝好的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行核對，試在答題卡上畫出實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)物連接圖．
05江蘇12．答案：（1）100（2）串聯(lián)9900（3）
例12．2008高考上海16．（5分）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖（a）所示電路研究電源輸出功率變化情況。電源E電動勢、內(nèi)電阻恒定，R1為滑動變阻器，R2、R3為定值電阻，A、V為理想電表。
（1）若滑動片P由a滑至b時(shí)A示數(shù)一直變小，則R1和R2必須滿足的關(guān)系是__________________。
（2）若R1＝6，R2＝12，電源內(nèi)電阻r＝6，，當(dāng)滑動片P由a滑至b時(shí)，電源E的輸出功率P隨外電路總電阻R的變化關(guān)系如圖（b）所示，則R3的阻值應(yīng)該選擇（）
（A）2。（B）4。（C）6。（D）8。
圖a圖b
解：（1）A示數(shù)，欲使滑動片P由a滑至b時(shí)A示數(shù)一直變小，須使一直變大，因?yàn)閮呻娮柚鸵欢〞r(shí)，當(dāng)二者相等時(shí)并聯(lián)電阻最大，所以要求R1≤R2。也可以用公式證明：設(shè)R1之左為，則右為，則,令分子為，則當(dāng)時(shí)，有最大值，也有最大值。
（2）從圖b知，當(dāng)時(shí)，電源E的輸出功率P最大，所以先排除C、D。如果，則=4，這時(shí)滑動片P在b點(diǎn)處，因?yàn)榇颂?，所以圖象只能有最高點(diǎn)以左的部分，所以A錯(cuò)誤，只能選B。
對于B，由于，所以=2時(shí)便達(dá)到最大值，此時(shí)滑動片P由a滑至處，，解出（舍去不合理值15.7）,所以能畫出圖b,所以選B。
為了進(jìn)一步研究這個(gè)問題，我用電子計(jì)算機(jī)Excel畫出圖象如下：
為了進(jìn)一步研究這個(gè)問題，我用電子計(jì)算機(jī)Excel畫出圖象如下：
圖2
作圖過程如下：設(shè)，從0逐漸增大到6，，，，設(shè)，
對于圖1，=,所以最小值是，最大值是，，=，當(dāng)P在b點(diǎn)時(shí)有最大值。
對于圖2，=,所以最小值是，最大值是，，=，當(dāng)P在a、b之間時(shí)有最大值。
例13.20xx年高考江蘇省物理卷第10題（8分）
在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于所用的電壓表（視為理想電壓表）的量程較小，某同學(xué)涉及了如圖1所示的實(shí)物電路。
圖1
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到____.（選填“最大值”、“最小值”或“任意值”）
（2）改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值=10的定值電阻兩端的電壓U，下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是____.（選填1或2）
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的圖像是一條直線。若直線的斜率為k，在坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動勢E=▲，內(nèi)阻r=▲（用k、b和R0表示）
13．【答案】（1）最大值；（2）2；（3）
【解析】（1）電阻箱的電阻調(diào)到最大值，電流最小，保障了電壓表不超過量程及電源的不過載。
（2）若R=300Ω，電流約，若R=60Ω，電流約，后者電流讀數(shù)大，誤差小，所以填2。
(3)電流，=，得，圖象的斜率，截距，所以電動勢，
內(nèi)阻－R0。
【實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)】
用江蘇省蘇威爾公司引進(jìn)并漢化的鱷魚夾仿真實(shí)驗(yàn)軟件可以模擬這個(gè)實(shí)驗(yàn)。
模擬電路圖如圖2：當(dāng)改變可變電阻的阻值時(shí)，電壓表會自動顯示讀數(shù)。
圖2
把電阻值R及對應(yīng)的電壓表讀數(shù)U記錄下來，輸入到Excel，并計(jì)算出對應(yīng)的，如下表：
RU1/U
30.122.240.446429
42.621.710.584795
55.121.380.724638
67.621.160.862069
80.120.9991.001001
作出U-R和圖象，如圖3，藍(lán)線是U-R圖象，是曲線，紅線是圖象，是直線。
圖3
延長圖象交軸于一點(diǎn)，即得截距，再求出該直線的斜率，則根據(jù)本題結(jié)果，電動勢=，
內(nèi)阻－R0=。
本題考查測電源的電動勢和內(nèi)阻及圖象的物理意義，根據(jù)圖象求物理量。
難度：較難。
14．20xx年高考上海物理卷第29題.（6分）
某同學(xué)利用DIS，定值電阻、電阻箱等實(shí)驗(yàn)器材測量電池a的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)裝置如圖4之圖1所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)多次改變電阻箱的阻值，記錄外電路的總電阻阻值R，用電壓傳感器測得端電壓U，并在計(jì)算機(jī)上顯示出如圖4之圖2所示的關(guān)系圖線a，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)方法測量電池b的電動勢和內(nèi)阻，得到圖4之圖2中的圖線b.
圖4
（1）由圖線a可知電池a的電動勢=______V，內(nèi)阻=____。
（2）若用同一個(gè)電阻R先后與電池a及電池b鏈接，則兩電池的輸出功率_______（填“大于”、“等于”或“小于”），兩電池的效率_____（填“大于”、“等于”或“小于”）。
14．【答案】（1）2V，（2）0.5Ω（2）小于，大于
【解析】（1）根據(jù)，得，圖象a，截距b=0.5，斜率k=0.25，所以電動勢，內(nèi)阻r=Ek=0.5Ω。
（2）從圖象可知：圖象b的截距約為，斜率約為，電動勢，內(nèi)阻，＜，＜，電池的輸出功率，則，，用Excel作出輸出功率隨電阻R變化的圖象，如圖5，
圖5
圖中，藍(lán)線表示電池a的輸出功率，紅線表示電池b的輸出功率，從圖象可以看出，小于；電池的效率，容易得大于。
【實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)】
用鱷魚夾仿真實(shí)驗(yàn)軟件模擬實(shí)驗(yàn)，對電池a，模擬電路圖如圖6。圖象如圖7.
圖6
對電池b，模擬電路圖如圖8。圖象如圖9.
用Excel作的兩個(gè)電池的圖象如圖9。
圖9
本題考查用伏阻法（電壓表和電阻箱）測電源的電動勢和內(nèi)阻，圖象法，以及電源的輸出功率及效率。
難度：難。
15.20xx高考廣東卷第34題.
（2）某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻（=5）一個(gè)，開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖10(a).
①在圖10（b）的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接。
②請完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟；
A.檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖10（c）所示，讀得電阻值是____________；
B.將開關(guān)閉合，開關(guān)斷開，電壓表的示數(shù)是1.49V；
C.將開關(guān)_______,電壓表的示數(shù)是1.16V；斷開開關(guān)。
③使用測得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出干電池的內(nèi)阻是_______（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）。
④由于所用電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢比實(shí)際值偏_________(填“大”或“小”)。
圖10
15【答案】
(2)①略；②20Ω；閉合；③0.69Ω④小
【解析】①如圖11
圖11
②從圖c讀出，R=20Ω；閉合后電阻箱才工作；
③S1閉合、S2斷開時(shí)：RV很大，認(rèn)為：①
S1、S2都閉合時(shí)：②
由①、②得
④誤差分析
忽略電壓表對電路的影響時(shí)求得的電動勢為測量值，根據(jù)①式，,兩式ⅰ
考慮電壓表對電路的影響時(shí)求得的電動勢為真實(shí)值，設(shè)電壓表的電阻為RV，則①式變?yōu)椋?，顯然，即測得的電動勢比實(shí)際值偏小。
【擴(kuò)展】求測得的內(nèi)阻比實(shí)際值偏大還是偏小？
根據(jù)①②兩式求得的是內(nèi)阻的測量值，即-
考慮電壓表對電路的影響時(shí)①②兩式變?yōu)?br> +③
④
根據(jù)③④兩式解得的內(nèi)阻為真實(shí)值，得

這里要注意：由于,所以是負(fù)值，所以式中的分母比式中的分母小，所以，即測得的內(nèi)阻比實(shí)際值也是是偏小。這個(gè)問題，歷來是物理研究問題的難點(diǎn)。
【實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)】
用鱷魚夾仿真軟件做的模擬實(shí)驗(yàn)如圖12，當(dāng)開關(guān)1閉合，開關(guān)2斷開上，電壓表讀數(shù)為1.49V。因原電壓表內(nèi)阻為無限大，所以用一個(gè)阻值為1k的電阻與電壓表并聯(lián)，模擬電壓表內(nèi)阻為1k。
圖12
電池的電動勢真實(shí)值為1.5V，用內(nèi)阻為無限大的電壓表測量，讀數(shù)為1.5V，見圖13。果然測量值小于真實(shí)值。
圖13
當(dāng)開關(guān)2也閉合后，電壓表的讀數(shù)為1.15V，如下圖14，則根據(jù)，將代入算得內(nèi)阻的測量值為，0.91
圖14
根據(jù)和，算得內(nèi)阻的真實(shí)值為，0.94，果然內(nèi)阻的測量值也小于真實(shí)值。
本題考查用伏阻法（電壓表和電阻箱）測電源的電動勢和內(nèi)阻，計(jì)算法及誤差分析。
難度：中等。

測量電源的電動勢和內(nèi)阻

一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性，作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動，幫助高中教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢？為了讓您在使用時(shí)更加簡單方便，下面是小編整理的“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”，僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。

實(shí)驗(yàn)：測量電源的電動勢和內(nèi)阻學(xué)案（粵教版選修3-1）
一、實(shí)驗(yàn)原理和方法
1．畫出用電壓表、電流表加上滑動變阻器來測量電源的電動勢和內(nèi)阻的電路圖．
2．畫出用電流表、電阻箱測量電源的電動勢和內(nèi)阻的電路圖．

3．畫出用電壓表、電阻箱測量電源電動勢和內(nèi)阻的電路圖．
二、數(shù)據(jù)處理
1．計(jì)算法：取兩組實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)，列方程：E＝U1＋I(xiàn)1r，E＝U2＋I(xiàn)2r，解得：E＝_____，r＝______________.
為了減小誤差，多取幾組數(shù)據(jù)，分別列若干組聯(lián)立方程，求若干組E和r，最后以電動勢的________和內(nèi)電阻的________作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
2．圖象法：若采用第一種實(shí)驗(yàn)電路，在坐標(biāo)紙上以________為橫坐標(biāo)、________為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的幾組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖.
一、實(shí)驗(yàn)原理和方法
[問題情境]
電池已成為人類生活的親密伙伴，生活中處處需要電池，新舊電池的主要不同是內(nèi)阻不同．從前面的學(xué)習(xí)可知伏安法可以測電阻，用歐姆表也可以直接測電阻．而電源的內(nèi)阻在里面，那又應(yīng)該怎樣測量呢？
1．三種測量方案，其原理均遵從什么定律？
2．第二、三種方案中的可變電阻與第一種方案中的相同嗎？

[要點(diǎn)提煉]
1．根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)條件，有下列三種測量電路，如圖1(1)、(2)、(3)所示分別寫出對應(yīng)的物理關(guān)系式：(1)________；(2)______；(3)________．
圖1
2．水果電池不太穩(wěn)定，也可改為測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，____________(填“新”或“舊”)干電池的內(nèi)阻較大，容易測量．
[問題延伸]
恰當(dāng)選擇實(shí)驗(yàn)器材，照電路圖連好實(shí)驗(yàn)器材，使開關(guān)處于________狀態(tài)且滑動變阻器的滑動觸頭滑到使接入電阻值________的一端．
二、數(shù)據(jù)處理
[問題情境]
我們都有這樣的體會：手電筒內(nèi)的電池用久了，燈泡的亮度會下降；收音機(jī)、錄音機(jī)內(nèi)的電池用久了，聲音會變小，這是什么原因呢？
1．用兩組I和U的數(shù)據(jù)，解方程組就可以算出電池的電動勢E和內(nèi)阻r.這樣做雖然簡單，但有什么缺點(diǎn)？
2．描點(diǎn)作圖時(shí)，為便于研究問題，畫出的圖象是直線好，還是曲線好？
[要點(diǎn)提煉]
1．?dāng)?shù)據(jù)處理的方法可用以下兩個(gè)方法，________法和________法．
2．用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，建立合適的坐標(biāo)系，使畫出的圖象盡量是直線，如________圖象．
[問題延伸]
干電池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓U的變化也較小，即不會比電動勢小很多，這時(shí)，在畫U－I圖象時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始(橫坐標(biāo)I必須從零開始)．此時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是________________________________________，
但縱軸的截距仍然是電池的______________，直線斜率的絕對值|ΔUΔI|照樣還是電池的______.
例1某同學(xué)的實(shí)物連線如圖2甲所示．
甲
乙
圖2
(1)請指出該同學(xué)在接線中錯(cuò)誤和不規(guī)范的地方．
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
③________________________________________________________________________
(2)另有一同學(xué)實(shí)物連接圖正確，也能正確讀數(shù)，但忙亂中在稿紙上記錄了一些數(shù)據(jù)，如圖乙所示，請你幫他把數(shù)據(jù)整理好，并按實(shí)際情況填好表格.
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
物理量123456
電流表示數(shù)I/A0.160.240.320.400.480.56
電壓表示數(shù)U/V
在所給的數(shù)據(jù)中，求出電源電動勢E＝______V，內(nèi)阻r＝________Ω
聽課記錄：

變式訓(xùn)練1在測定一節(jié)干電池(電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為2Ω)的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，滑動變阻器和電壓表各有兩個(gè)供選：
A．電壓表量程為15V
B．電壓表量程為3V
C．滑動變阻器為(20Ω，3A)
D．滑動變阻器為(500Ω，0.2A)
(1)電壓表應(yīng)選________(填“A”或“B”)，這是因?yàn)開________________________．
(2)滑動變阻器應(yīng)選________(填“C”或D)，這是因?yàn)開___________________．
例2如圖3所
圖3
示為測量某電源電動勢和內(nèi)阻時(shí)得到的U－I圖線．用此電源與三個(gè)阻值均為3Ω的電阻連接成電路，測得路端電壓為4.8V．則該電路可能為下圖中的()
聽課記錄：
變式訓(xùn)練2某同學(xué)采用如圖4甲所示的電路測定干電池的電動勢和內(nèi)阻．已知干電池的電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為2Ω，電壓表(0～3V，3kΩ)，電流表(0～0.6A,1.0Ω)，滑動變阻器有R1(10Ω，2A)和R2(100Ω，0.1A)各一只．
圖4
(1)在實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)選用________(填“R1”或“R2”)；
(2)在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線連接實(shí)驗(yàn)電路．
【即學(xué)即練】

1．在“用伏安法測量電源的電動勢與內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，下列注意事項(xiàng)中錯(cuò)誤的是()
A．應(yīng)選用舊的干電池作為被測電源，使電壓表示數(shù)的變化比較明顯
B．應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表
C．移動滑動變阻器的滑片時(shí)，不能使滑動變阻器短路造成電流表過載
D．根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)作U－I圖線時(shí)，應(yīng)通過盡可能多的點(diǎn)畫一條直線，并使不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)
2.
圖5
如圖5所示為閉合回路中兩個(gè)不同電源的U－I圖象，下列判斷錯(cuò)誤的是()
A．電動勢E1＝E2，發(fā)生短路時(shí)的電流I1＞I2
B．電動勢E1＝E2，內(nèi)阻r1＞r2
C．電動勢E1＝E2，內(nèi)阻r1＜r2
D．當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時(shí)，電源2的路端電壓變化大
3.
圖6
如圖6所示是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫出的U－I圖象，下列關(guān)于這個(gè)圖象的說法中正確的是()
A．縱軸截距表示待測電源的電動勢
B．橫軸截距表示短路電流
C．根據(jù)r＝EI短，計(jì)算出待測電源內(nèi)電阻為12Ω
D．電流為0.3A時(shí)的外電阻是18Ω
4．在測定電池的電動勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接圖中(如圖7所示)，電流表和電壓表的正接線柱都尚未連接，為了做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該把()
圖7
A．電流表的正接線柱與c點(diǎn)相連
B．電流表的正接線柱與b點(diǎn)相連
C．電壓表的正接線柱與a點(diǎn)相連
D．電壓表的正接線柱與c點(diǎn)相連
參考答案
課前自主學(xué)習(xí)
一、
1.
2.
3.
二、
1.I1U2－I2U1I1－I2U1－U2I2－I1平均值平均值
2．電流I電壓U
核心知識探究
一、
[問題情境]
1．閉合電路歐姆定律
2．不同．第二、三方案中是變阻箱，而第一方案中只需滑動變阻器．
[要點(diǎn)提煉]
1．(1)E＝U＋I(xiàn)r(2)E＝IR＋I(xiàn)r(3)E＝U＋URr2.舊
[問題延伸]
斷開最大
二、
[問題情境]
1．誤差可能很大2.直線
[要點(diǎn)提煉]
1．計(jì)算圖象2.U－I
[問題延伸]
短路電流電動勢內(nèi)阻
解題方法探究
例1見解析
解析(1)①電壓表沒有并接在開關(guān)和電源串接后的兩端；②電流表正負(fù)接線柱錯(cuò)誤；③電壓表量程選用不當(dāng)．
(2)表格數(shù)據(jù)依次按順序?yàn)?.40、1.36、1.32、1.28、1.24、1.20
代入公式E＝U＋I(xiàn)r，
聯(lián)立解得E＝1.48V，r＝0.5Ω
變式訓(xùn)練1見解析
解析(1)由于電源電動勢約為1.5V，故選量程為0～3V的電壓表，讀數(shù)既準(zhǔn)確，又方便；(2)D中滑動變阻器的額定電流太小，最大阻值太大，調(diào)節(jié)不方便，故滑動變阻器應(yīng)選C.
例2B[由U－I圖線的斜率及截距可得該電源E＝6V，r＝0.5Ω.當(dāng)U＝4.8V時(shí)，I＝E－Ur＝2.4A，R＝UI＝2Ω，B正確．]
變式訓(xùn)練2見解析
解析(1)R1
(2)實(shí)驗(yàn)電路如下圖所示．
即學(xué)即練
1．B[實(shí)驗(yàn)中選用的電壓表的內(nèi)阻應(yīng)盡可能的大，而電流表的內(nèi)阻則盡可能的小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；其他三個(gè)選項(xiàng)的內(nèi)容均為正確操作．]
2．B[閉合電路的U－I圖象中，I是電路的總電流，U是路端電壓．圖象上圖線與U軸的交點(diǎn)表示電路電流為零，屬斷路，路端電壓即電源電動勢；圖線與I軸交點(diǎn)表示路端電壓為零，電路短路，交點(diǎn)坐標(biāo)值即為短路電流，I＝Er，即r＝EI，可見圖線的斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻．從坐標(biāo)中可以看出圖線1、2與U軸交于一點(diǎn)表明電動勢E1＝E2；圖線1斜率比圖線2斜率小，表明r1＜r2；圖線1與I軸交點(diǎn)坐標(biāo)大于圖線2與I軸交點(diǎn)坐標(biāo)，表明I1＞I2.可見A、C正確．兩個(gè)電源電動勢相等，內(nèi)阻r1＜r2，當(dāng)電流變化量ΔI1＝ΔI2時(shí)，ΔI1r1＜ΔI2r2，即電源1內(nèi)電壓變化量小于電源2內(nèi)電壓變化量，所以電源2路端電壓變化量大．D項(xiàng)正確．]
3．AD[圖象與縱軸的交點(diǎn)，電流取值為0，此時(shí)為斷路狀態(tài)，截距即等于電源電動勢，選項(xiàng)A對；但圖象與橫軸的交點(diǎn)處，電壓等于5.0V，所以0.5A是路端電壓為5.0V時(shí)的電流，而不是短路電流，所以B錯(cuò)；根據(jù)r＝E－UI得：r＝2Ω，所以C錯(cuò)；根據(jù)R＝UI＝5.40.3Ω＝18Ω，選項(xiàng)D對．]
4．AC

20xx高考物理復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)10測定電源的電動勢和內(nèi)阻學(xué)案新人教版

實(shí)驗(yàn)10測定電源的電動勢和內(nèi)阻
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br> 1．測定電源的電動勢和內(nèi)阻．
2．加深對閉合電路歐姆定律的理解．
二、實(shí)驗(yàn)原理
1．如圖甲所示，改變R的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組I、U值，利用閉合電路的歐姆定律求出幾組E、r值，最后分別算出它們的平均值．
2．用圖象法來處理數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)、U為縱坐標(biāo)，用測出的幾組I、U值畫出UI圖象，如圖乙所示，直線跟縱軸的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示電源電動勢E的值，圖線的斜率的絕對值即內(nèi)阻r的值．
三、實(shí)驗(yàn)器材
電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺．
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1．電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按實(shí)驗(yàn)原理圖連接好電路．
2．把變阻器的滑片移動到使阻值最大的一端．
3．閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1，U1)．用同樣方法測量出六組I、U的值．填入表格中.
組數(shù)
物理量第1組第2組第3組第4組第5組第6組
U/V
I/A
4.斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材．
(20xx洛陽月考)在做“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)時(shí)：
(1)某同學(xué)連接了實(shí)物線路圖甲中的部分導(dǎo)線，請幫助他將電壓表正確地連入電路中．
(2)檢查電路無誤后，閉合開關(guān)前，應(yīng)把滑動變阻器的滑片移到最________端(填“左”或“右”)．
(3)某實(shí)驗(yàn)小組測得了一系列數(shù)據(jù)，并在圖乙坐標(biāo)紙上描繪出了該電源的UI圖線，根據(jù)圖線求得電源的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω(保留三位有效數(shù)字)．
解析：(1)測量電源的電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)電路較為簡單，只需要滑動變阻器控制電路中的電流，再利用電流表和電壓表分別測量電流和電壓即可，由于內(nèi)阻較小，故一般采用相對電源的電流表外接法；同時(shí)注意開關(guān)應(yīng)控制整個(gè)電路；故實(shí)物圖如圖所示．
(2)為了讓電流由最小開始調(diào)節(jié)，故開始時(shí)滑動變阻器應(yīng)調(diào)至最大，故應(yīng)調(diào)至最右端；
(3)根據(jù)U＝E－Ir可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示電源的電動勢，故E＝2.94V；圖象的斜率表示內(nèi)阻，故r＝ΔUΔI＝2.94－2.100.5Ω＝1.68Ω.
答案：(1)如圖所示(2)右(3)2.941.68
一、數(shù)據(jù)處理
1．公式法：聯(lián)立六組對應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，滿足關(guān)系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r、…，讓第1式和第4式聯(lián)立方程，第2式和第5式聯(lián)立方程，第3式和第6式聯(lián)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(nèi)阻r.
2．圖象法：在坐標(biāo)紙上以路端電壓U為縱軸、干路電流I為橫軸建立UI坐標(biāo)系，在坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組(I，U)值所對應(yīng)的點(diǎn)，然后盡量多地通過這些點(diǎn)作一條直線，不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)，則直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值即是電池電動勢的大小(一次函數(shù)的縱軸截距)，直線的斜率絕對值即為電池的內(nèi)阻r，即r＝ΔUΔI.
二、誤差分析
1．偶然誤差
(1)由于讀數(shù)不準(zhǔn)和電表線性不良引起誤差．
(2)用圖象法求E和r時(shí)，由于作圖不準(zhǔn)確造成誤差．
(3)測量過程中通電時(shí)間過長或電流過大，都會引起E、r變化．
2．系統(tǒng)誤差：由于電壓表和電流表內(nèi)阻影響而導(dǎo)致的誤差．
如圖甲所示，在理論上E＝U＋(IV＋I(xiàn)A)r，其中電壓表示數(shù)U是準(zhǔn)確的電源兩端電壓．而實(shí)驗(yàn)中忽略了通過電壓表的電流IV而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大，IV越大．
結(jié)論：
①當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí)，IV＝0，IA＝I短，短路電流測量值＝真實(shí)值；
②E測E真；
③因?yàn)閞測＝E測I短，所以r測r真．從電路的角度看，電壓表應(yīng)看成內(nèi)電路的一部分，故實(shí)際測出的是電池和電壓表這一整體的等效內(nèi)阻和電動勢(r測和E測)，如圖甲所示，因?yàn)殡妷罕砗碗姵夭⒙?lián)，所以r測小于電池內(nèi)阻r真，因?yàn)橥怆娮鑂斷開時(shí)，a、b兩點(diǎn)間電壓Uab等于電動勢E測，此時(shí)電源與電壓表構(gòu)成回路，所以UabE真，即E測E真．
三、注意事項(xiàng)
1．可選用舊電池：為了使電路的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用已使用過一段時(shí)間的1號干電池．
2．電流不要過大，讀數(shù)要快：干電池在大電流放電時(shí)，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大．因此，實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電．
3．計(jì)算法求E、r：要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時(shí)，要將測出的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，如圖所示，縱坐標(biāo)可以不從零開始，則圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，電源的內(nèi)阻不能用r＝EI短確定，應(yīng)根據(jù)r＝ΔUΔ確定．
(20xx黑龍江牡丹江模擬)為了測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)采用了伏安法，現(xiàn)備有下列器材：
A．被測干電池一節(jié)
B．電流表1：量程0～0.6A，內(nèi)阻r＝0.3Ω
C．電流表2：量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω
D．電壓表1：量程0～3V，內(nèi)阻未知
E．電壓表2：量程0～15V，內(nèi)阻未知
F．滑動變阻器1：0～10Ω，2A
G．滑動變阻器2：0～100Ω，1A
H．開關(guān)、導(dǎo)線若干
伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差；在現(xiàn)有器材的條件下，要盡可能準(zhǔn)確地測量電池的電動勢和內(nèi)阻．
(1)在上述器材中請選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模篲_______(填寫選項(xiàng)前的字母)；
(2)實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇下圖中的________(填“甲”或“乙”)；
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的UI圖象，則干電池的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω.
解析：(1)在上述器材中請選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模罕粶y干電池一節(jié)；電流表B的內(nèi)阻是已知的，故選B，電壓表選擇量程0～3V的D，滑動變阻器選擇阻值較小的F，開關(guān)、導(dǎo)線若干，故選ABDFH；
(2)因電流表的內(nèi)阻已知，故實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇圖甲；
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的UI圖象，則干電池的電動勢E＝1.5V，內(nèi)電阻r＝1.5－1.00.5Ω－0.3Ω＝0.7Ω.
答案：(1)ABDFH(2)甲(3)1.50.7
以本實(shí)驗(yàn)為背景，通過改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性、設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)．
1．實(shí)驗(yàn)方法、方案的拓展
安阻法伏阻法
實(shí)驗(yàn)電路
安阻法
伏阻法
實(shí)驗(yàn)原理E＝I1(R1＋r)
E＝I2(R2＋r)
E＝I1I2R1－R2I2－I1
r＝I1R1－I2R2I2－I1
E＝U1＋U1R1r
E＝U2＋U2R2r
E＝U1U2R1－R2U2R1－U1R2
r＝R1R2U1－U2U2R1－U1R2

圖象

2.粗測法：用一只電壓表粗測電動勢，直接將電壓表接在電源兩端，所測值近似認(rèn)為是電源電動勢，此時(shí)U＝ERVRV＋r≈E，需滿足RVr.
(20xx鞍山模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組欲較準(zhǔn)確地測量一電池組的電動勢及其內(nèi)阻，給定的器材如下：
A．電流表G(滿偏電流10mA，內(nèi)阻10Ω)
B．電流表A(0～0.6A～3A，內(nèi)阻未知)
C．滑動變阻器R0(0～100Ω，1A)
D．定值電阻R(阻值990Ω)
E．多用電表F.開關(guān)與導(dǎo)線若干
(1)某同學(xué)首先用多用電表的直流10V擋粗略測量電池組的電動勢，電表指針如甲圖所示，則該電表讀數(shù)為________V.
(2)該同學(xué)再用提供的其他實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如下圖乙所示的電路，請你按照電路圖在圖丙上完成實(shí)物連線．
(3)圖丁為該同學(xué)根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路利用測出的數(shù)據(jù)描繪出的I1I2圖線(I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù))，則由圖線可以得到被測電池組的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.
解析：(1)量程為10V，則最小分度為0.2，故讀數(shù)為7.2V.
(2)先將電流表及滑動變阻器串接在電源兩端，再并聯(lián)另一支路，電路中連線避免交叉．
(3)電流表G和定值電阻R組成了一個(gè)量程為10V的電壓表，由U＝E－Ir可得，圖象與縱軸的交點(diǎn)為電源的電動勢，由圖可知，電動勢E＝7.5V；圖象的斜率大小表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻r＝7－50.5－0.1Ω＝5.0Ω.
答案：(1)7.2(2)如解析圖所示(3)7.55.0