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1、恒定电流第第 七七 章章实验九测定电源的电动势和内阻实验九测定电源的电动势和内阻考纲要求考情分析命题趋势测定电源的电动势和内阻2016四川卷，82015天津卷，9(3)2015江苏卷，102014全国卷，232013浙江卷，22高考对本实验的考查主要侧重于以下四个方面；1.实验原理的理解；2.实验电路的设计(实验电路的补充连线)，3.实验数据的处理(尤其是结合解析式分析图象)，4.实验误差的分析知识梳理知识梳理夯实基夯实基础础核心考点核心考点分层突破分层突破对应演练对应演练迁移运用迁移运用栏目导航一、实验目的1用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻2进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解3进一步熟
2、练掌握电压表和电流表的使用方法二、实验原理1实验依据：闭合电路的欧姆定律2实验电路：如图所示知识梳理 夯实基础三、实验器材电源，电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干、坐标纸四、实验步骤1按如图所示电路图连接电路，电流表量程取00.6 A，电压表量程取03 V，将滑动变阻器调到有效电阻最大处(图中左端)2检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片的位置，使电流表有明显示数，记下一组(I，U)值3改变滑动变阻器滑片的位置，用同样的方法，再测出五组(I，U)数值然后断开开关，整理好仪器4建立坐标系、描点纵轴表示电压，横轴表示电流，取合适的标度，使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上，必要时纵坐标
3、可以不从零开始取值5根据描出的坐标点作出UI图象，并延长与两坐标轴相交五、数据处理本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法方法一 取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r、让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小六、误差分析1由读数不准和电表线性不良引起误差2用图象法求E和r时，由于作图不准确造成误差3测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化4电压表和电流表的内阻影响造成误差七、注意事项1为了使电源的路端电压变化明显，电源的内
4、阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)2要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值3画UI图线时，由于读数的偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使直线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去这样就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度4由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画UI图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源的电动势，图线斜率的绝对值仍为内电阻考点1实验电路和实验器
5、材的选取例1(2014北京卷)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下图中的_(选填“甲”或“乙”)核心考点 分层突破乙乙(2)现有电流表(00.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材：A电压表(015 V)B电压表(03 V)C滑动变阻器(050)D滑动变阻器(0500)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)BC(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丙的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出UI图线.序号123456电压U/V1.451.401.301.251.201.1
6、0电流I/A0.0600.1200.2400.26003600.480(4)根据(3)中所画图线可得出于电池的电动势E_V，内电阻r_.(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化图丁的各示意图中正确反映PU关系的是_1.50(1.491.51)0.83(0.810.85)C 解析：(1)由于干电池内电阻很小，与电流表内阻相差不大，若选甲图，则测量值为电源内阻与电流表内阻之和，误差较大，故选乙图(2)干电池的电压一般为1.5 V左右，为减小误差，选择量程与之接近的3 V的电压表：实验中，滑动变阻器为限流接法，电源内阻一般为几欧姆，应选择最大阻值为50
7、的滑动变阻器(3)根据数据点排列趋势，可知图线为直线，且第三个点误差较大，应该舍去.画图时，应使数据点尽可能均匀分布在所画直线两边且尽可能靠近所画的直线(见答案图)考点2数据处理和误差分析例2(2015江苏卷)小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻(1)图中电流表的示数为_A0.44(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：请根据表中的数据，在坐标纸上作出UI图线U/(V)1.451.351.271.161.06I/(A)0.120.200.280.360.44由图线求得：电动势E_V；内阻r_.(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合
8、其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_ _1.61(1.591.63都算对都算对)1.24(1.221.26都算对都算对)长时间保持电路闭合，电池长时间保持电路闭合，电池 会发热，电池内阻会发生变化，干电池长时间放电，也会引起电动势变化，导致实会发热，电池内阻会发生变化，干电池长时间放电，也会引起电动势变化，导致实 验误差增大验误差增大 考点3实验改进与创新测电源的电动势和内电阻的其他几种方法：1用一个电流表和电阻箱测量，电路如图所示，测量原理为EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大例3(2015安徽卷)某同学为了测量一节电池的电动
9、势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100 A、内阻为2 500 的表头，一个开关，两个电阻箱(0999.9)和若干导线(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为050 mA的电流表，则应将表头与电阻箱_(选填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为_.并联并联 5.0(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图甲所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如下表.123456R/93.075.055.045.035.025.0I/mA15.018.724.829.536.048.0IR/V1.421.401.361.331.261.20根据表中数据，图中已描绘出四个点，请将第5,6两组数据也描绘在图乙中，并画出IRI图线根据图线可得电池的电动势E是_V，内阻r是_.1.53 2.0 解析：(1)电表改装为大量程的电流表需并联一个电阻，由并联知识可知，R(50103100 106)1001062 500，解得R5.0.(2)描点连线后如图所示由图线纵轴截距得到电池的电动势为1.53 V，由图线斜率求得的电阻值减去改装后的电流表阻值可得到电池内阻为2.0.对应演练 迁移运用