专题38 测定电源的电动势和内阻（讲）-2019年高考物理一轮复习讲练测 6页

‎ ‎ 第八章 恒定电流 ‎1.应用串、并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析。‎ ‎2．非纯电阻电路的分析与计算，将结合实际问题考查电功和电热的关系．能量守恒定律在电路中的应用，是高考命题的热点，多以计算题或选择题的形式出现。‎ ‎3．稳态、动态含电容电路的分析，以及电路故障的判断分析，多以选择题形式出现。‎ ‎4．实验及相关电路的设计，几乎已成为每年高考必考的题型。‎ 第38讲 测定电源的电动势和内阻 ‎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.掌握用图象处理实验数据的方法.‎ ‎3.掌握实物图连接的技巧．‎ 基本实验要求 ‎1．实验原理 ‎(1)闭合电路的欧姆定律．‎ ‎(2)E和r的求解：由U＝E－Ir得，解得E、r.‎ ‎(3)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＝‎ ‎2．实验器材 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺．‎ ‎3．基本操作 ‎(1)连接电路．‎ ‎(2)电流表用‎0.6 A的量程，电压表用3 V的量程；‎ ‎(3)把滑动变阻器调到最大阻值处；‎ ‎(4)闭合开关，调节变阻器，使表有明显的示数，记下一组数据，同理记录多组数据．‎ 规律方法总结 ‎1．实验数据求E、r的处理方法 ‎ ‎(1)列多个方程组求解，再求E、r的平均值．‎ ‎(2)图象法处理：以端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建系、描点、连线，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r.‎ ‎2．注意事项 ‎(1)为了使端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池．‎ ‎(2)电流不要过大，应小于‎0.5 A，读数要快．‎ ‎(3)要测出不少于6组的(U，I)数据，变化范围要大些．‎ ‎(4)若U－I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，应根据r＝确定．‎ ‎(5)电流表要内接(因为r很小)．‎ ‎3．误差来源 ‎(1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确．‎ ‎(2)系统误差：电压表分流或电流表分压.‎ ‎★重点归纳★‎ ‎1、实物图连接的技巧 实物图连接是一类考查学生实验技能和操作能力较为有效的题型，连线前一 定要画出实验电路图，然后按图连线，且必须注意以下几点：‎ ‎(1)连线不能交叉；‎ ‎(2)必须把线接在接线柱上；(3)电流应从电表正接线柱流入，从负接线柱流出；‎ ‎(4)变阻器应处在有效控制状态．在实际操作中，画电路图时，各元件的相对位置 应尽量与实物图相吻合；连实物图时，应先串后并，先连控制电路后连测量电路．‎ 要特别注意变阻器的分压连接，把变阻器的全电阻、开关、电源连成干路，取变 阻器的部分电阻与测量电路并联即可．‎ ‎2、测定电源电动势和内阻的其他方法 电源的电动势和内阻测量方法一般为伏安法，另外还有以下几种方法：‎ ‎1．安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，测量原理为：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，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．‎ ‎2．伏阻法：用一个电压表和电阻箱测量，电路如图乙所示，测量原理为：E＝U1＋r，E＝U2＋r，由此可求出r和E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小．‎ ‎3．粗测法：用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时U＝≈E，需满足RV≫r.‎ ‎4．双伏法：用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所示．测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，E＝U1＋U2＋r，RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示数为U1′，此时E＝U1′＋r，解方程组可求得E和r.‎ ‎★典型案例★用图所示的电路测定某电源的电动势和内阻，R为电阻箱，阻值范围0～9 999Ω，R0是保护电阻，电压表内阻对电路的影响可忽略不计．‎ 该同学连接好电路后，闭合开关S，改变电阻箱接入电路的电阻值，读取电压表的示数．根据读取的多组数据，他画出了图所示的图象．‎ ‎(1)在图所示图象中，当1/U＝0.10 V－1时，外电路处于________状态．(选填“通路”、“断路”或“短路”)．‎ ‎(2)根据该图象可求得该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.‎ ‎【答案】 断路 10 50‎ 点睛：只用电压表和变阻箱测电动势和内电阻的方法叫“伏欧法”，若用图象解时，基本思路是：用学过的物理定律列出表达式，再结合数学整理表达出有关一次函数式的形式，再求出k和b即可。‎ ‎★针对练习1★利用如图甲所示电路，可以测量电源电动势和内阻，所用的实验器材有：‎ 待测电源，电阻箱R（最大阻值999.9 Ω），表头G（量程为200 μA，内阻为900 Ω），定值电阻R0、R1，开关S，导线若干。‎ 实验步骤如下：‎ ‎(1)先利用R0和表头G构成2 mA的电流表，再将2 mA的电流表改装成量程为6 V的电压表，根据题设条件定值电阻的阻值应为：R0 =______Ω，R1=_____Ω；‎ ‎(2)将电阻箱阻值调到_______（选填“最大”或“最小”），闭合开关S；‎ ‎(3)多次调节电阻箱，记下表头G的示数I和电阻箱相应的阻值R；‎ ‎(4)以为纵坐标，为横坐标，作-图线如图乙所示；‎ ‎(5)若把流过电阻箱的电流视为干路电流，根据-图线求得电源的电动势E =_____V，内阻r =_______Ω；‎ ‎(6)由于步骤(5)的近似处理会导致测量的电动势______，内阻______。（此两空均选填“偏小”、“偏大”、“不变”）‎ ‎【答案】 100 2910 最大 6.0 0.2 偏小 偏小 ‎，r=0.2Ω；‎ ‎（6）由于把流过电阻箱的电流视为干路电流，小于实际的干路电流，会导致测量的电动势偏小，内阻偏小。‎ ‎★针对练习2★某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻.‎ 实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：‎ 电压表：V（量程3V，内阻Rv约为10kΩ）‎ 电流表：G（量程3mA，内阻Rg=100Ω）‎ 滑动变阻器：R（阻值范围0〜10Ω，额定电流2A）‎ 定值电阻：R0=0.5Ω ‎（1）该同学将电流表G与定值电阻R0并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是 ____________ A。‎ ‎（2）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E= _______ V（结果保留三位有效数字），电源的内阻r= ______ Ω（结果保留两位有效数字）。‎ ‎（4）由于电压表内阻电阻对电路造成影响，本实验电路测量结果电动势E ____________ ，内阻r ______ （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）‎ ‎【答案】 ； 1.48； ； 偏小； 偏小；‎ ‎【解析】‎ ‎ ‎