《2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练》专题53 测量电源的电动势和内阻（原卷版）

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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练

专题 53 测量电源的电动势和内阻

导练目标导练内容

目标 1教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理

目标 2新高考的改进创新实验

【知识导学与典例导练】

一、教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理

（一）实验目的

1.测量电源的电动势和内阻。

2.加深对闭合电路欧姆定律的理解。

（二）实验思路

如图甲或图乙所示,改变 R的阻值,从电压表和电流表中读出几组 U、I值,利用闭合电路的欧姆定律求 E、r

值。

（三）实验器材

电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔和刻度尺。

（四）进行实验

1.按实验电路图连接电路。

2.把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端。

3.闭合开关,调节变阻器,记录几组 I、U值,填入表格中。

4.断开开关,拆除电路,整理好器材。

（五）数据处理

方法一:列方程组求解电动势和内阻的大小

(1)

{

U1=E-I1r

U4=E-I4r

;(2)

{

U2=E-I2r

U5=E-I5r

;(3)

{

U3=E-I3r

U6=E-I6r

根据以上三组方程分别求出 E、r,再取其平均值作为电源的电动势 E和内阻 r。

方法二:用作图法处理数据,如图所示。

(1)图线与纵轴交点为 E;

(2)图线的斜率的绝对值表示 r=

Δ U

Δ I

。

（六）误差分析

1.由于读数不准和电表线性不良引起误差。

2.用图像法求 E和r时,由于作图不准确造成误差。

3.实验时通电时间过长或电流过大,都会引起 E、r变化。

4.若采用图甲电路,由于电压表的分流作用造成误差,电压值越大,电压表的分流越多,对应的 I真与I测的差值越

大。其 U-I图像如图丙所示。结论:E测<E 真,r测<r 真。

5.若采用图乙电路,由于电流表的分压作用造成误差,电流值越大,电流表的分压越多,对应的 U真与U测的差值

越大。其 U-I图像如图丁所示。结论:E测=E 真,r测>r 真。

（七）注意事项

1.为了使电池的路端电压变化明显,应选内阻大些的电池(选用已使用过一段时间的干电池)。

2.在实验中不要将 I调得过大,每次读完 U和I的数据后应立即断开电源,以免干电池的 E和r明显变化。

3.要测出多组(I,U)数据,且变化范围要大些。

4.画U-I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)。但这时图线与横轴交点的横坐标值不再是短路电流,而图线与纵轴交点的纵坐标值仍为电源电动势,图

线斜率的绝对值仍为内阻。

【例 1】小明测定干电池的电动势和内阻，实验室有如下实验器材：干电池一节（电动势约为 1.5V），量

程为 3.0V 的电压表 V，量程为 0.6A 的电流表 A，最大阻值为 20Ω 的滑动变阻器 R，开关一个，导线若干。

根据所学的知识回答下列问题：

（1）有两种电路可供选择，若所测干电池内阻较小，为减小内阻测量的误差，实验电路应选择图_______

__（选填“甲”或“乙”）所示电路。

（2）根据选好的实验电路图连接好电路后，通过调节滑动变阻器得到多组实验数据，将所得数据描点在

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