专题70测定电源电动势和内阻实验（原卷版）-2013高考一轮复习知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

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2023 高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第十二章恒定电流

专题 70 测定电源电动势和内阻实验

第一部分知识点精讲

测定电源的电动势和内阻

一、基本原理与操作

实验原理与电路图操作要领

(1)原理：闭合电路欧姆定律 E＝U＋Ir

① 测六组 U、I值，根据……

计算三个电动势、内阻，然后取平均值

②UI 图象法：图线与纵轴交点为电动势 E，

斜率绝对值为内阻，如图乙所示 r。

(2)电路图(图甲)与实物图(图丙)

(1)连线路：电流表、电压表量程合适。

(2)滑动变阻器：闭合开关前，阻值最大。

(3)测量多组 U、I值。

(4)整理器材。

二、数据处理

1．公式法：联立六组对应的 U、I数据，满足关系式 U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E

－I3r、……，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。

2．图象法：在坐标纸上以路端电压 U为纵轴、干路电流 I为横轴建立 UI 坐标系，在

坐标平面内描出各组(I，U)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直

线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小

(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即为电池的内阻 r，即 r＝。

三、误差分析

1．偶然误差：电表读数及用图象法求 E和r时作图不准确。

2．系统误差：如实验电路图甲中由于电压表的分流，测量结果是：E测<E真，r测<r真。

四、注意事项

1．可选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使

用过一段时间的一节干电池。

2．电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势 E会明显下降，内阻 r

会明显增大。因此，实验中不要将电流 I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。

3．计算法求 E、r：要测出不少于 6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解

时，要将测出的 I、U数据中，第 1式和第 4式为一组、第 2式和第 5式为一组、第 3式和

第6式为一组，分别解出 E、r值再求平均值。

4.合理选择标度：为使图线分布空间大，如图所示，纵坐标可以不从零开始，则图线

和横轴的交点不再是短路电流，电源的内阻不能用 r＝确定，应根据 r＝确定。

【创新领悟】

安

阻

法

用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，数据处理：

(1)公式法：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，内阻偏大。若已知电流表 A的阻值可消除测量内阻的系统误

差。

(2)图象法：由 E＝I(R＋r)变形得＝＋R，则 R图象是一条如图乙所示的直

线，直线在纵轴的截距为 b，斜率为 k，则有 E＝，r＝。

伏

阻

法

用一个电压表和电阻箱测量，电路如图甲所示，数据处理：

(1)公式法：E＝U1＋r，E＝U2＋r，由此可求出 E和r，此种方法测得的电动势

和内阻均偏小。

(2)图象法：由 E＝U＋r变形得＝＋·，可见图象为一条直线，如图乙所示，

直线的斜率 k＝，纵轴截距 b＝。由此解得 E＝，r＝。

等

效

电

源

法

当电源内阻 r过小时，如果直接测量，测出电源的内阻误差较大。

解决方法

用一个适当的定值电阻 R0与电源串联，并把它们看成一个等效电源，这个等效

电源的内阻 r0＝R0＋r，其中 r是被测电源的内阻。测出这个等效电源的内阻

r0，则被测电源的内阻 r＝r0－R0。

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