【物理教案】2021江苏高考物理：第八章实验十一测量电源的电动势和内阻

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实验十一　测量电源的电动势和内阻

1．实验原理

闭合电路欧姆定律．

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．实验步骤

(1)电流表用 0.6 A 的量程，电压表用 3 V 的量程，按图 1连接好电路．

图1

(2)把滑动变阻器的滑片移到接入电路阻值最大的一端．

(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据 (I1，U1)．用同样的方

法再测量几组 I、U值，填入表格中．

(4)断开开关，拆除电路，整理好器材．

1．用实验数据求 E、r的处理方法

(1)列方程求解：由 U＝E－Ir 得，解得 E、r.

(2)用作图法处理数据，如图 2所示．

图2

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．注意事项

(1)为了使路端电压变化明显，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(I，U)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，内阻应根据 r

＝||确定．

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．

(3)本实验中测量结果是：E测<E真，r测<r真．

例1　(2015·江苏卷·10)(8 分)小明利用如图 3所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻．

图3

(1)图中电流表的示数为________A.

(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：

U(V) 1.45 1.36 1.27 1.16 1.06

I(A) 0.12 0.20 0.28 0.36 0.44

请根据表中的数据，在图 4坐标纸上作出 UI 图线．

图4

由图线求得：电动势 E＝________V；内阻 r＝________Ω.

(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．其实，

从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为____________________________________________

___．

答案　(1)0.44　(2)见解析图　1.60(1.58～1.62 都算对)　1.22(1.18～1.26 都算对)　(3)干电池

长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大

解析　(1)由实验装置图可知，电流表使用 0.6 A 量程，所以读数为 0.44 A；(2)描点画图，如

图所示，根据 U＝－Ir＋E可得电动势为 E＝1.60 V；图线的斜率绝对值等于内阻 r＝1.22

Ω；(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大．

变式 1　(2019·安徽宣城市第二次模拟)在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供

了合适的实验器材．

(1)甲同学按如图 5a 所示的电路图进行测量实验，其中 R2为保护电阻，则：

图5

① 请用笔画线代替导线在图 b中完成电路的连接；

② 根据电压表的读数 U和电流表的读数 I，画出 U－I图线如图 c所示，可得电源的电动势 E

＝________ V，内电阻 r＝________ Ω.(结果均保留两位有效数字)

(2)乙同学误将测量电路连接成如图 d所示，其他操作正确，根据电压表的读数 U和电流表

的读数 I，画出 U－I图线如图 e所示，可得电源的电动势 E＝________ V，内电阻 r＝

________ Ω.(结果均保留两位有效数字)

答案　(1)① 见解析图

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