备考2024届高考物理一轮复习讲义第十章恒定电流实验十二测量电源的电动势和内阻考点3伏阻法测电源的电动势和内阻

这是一份备考2024届高考物理一轮复习讲义第十章恒定电流实验十二测量电源的电动势和内阻考点3伏阻法测电源的电动势和内阻，共3页。

用电压表测出路端电压，通过调节电阻箱改变电路中的电阻，测出U、R的数据，根据闭合电路的欧姆定律，有E＝U＋URr，列方程E＝U1＋U1R1r、E＝U2＋U2R2r求解.电路图如图所示.
2.实验器材
电池、[9] 电压表 、[10] 电阻箱 、开关、导线、坐标纸和刻度尺.
3.数据处理
（1）计算法
由E＝U1＋U1R1rE＝U2＋U2R2r解方程组求得E、r.
（2）图像法
由E＝U＋URr得：1U＝1E＋rE·1R.故1U－1R图线的斜率k＝rE，纵轴截距为1E，如图所示.
4.误差分析
（1）误差来源：电压表有内阻，干路电流的表达式不准确，导致电动势的测量不准确.
（2）结论：E测＜E真，r测＜r真.
研透高考 明确方向
4.[2021全国乙]一实验小组利用图甲所示的电路测量一电池的电动势E（约1.5V）和内阻r（小于2Ω）.图甲中电压表的量程为1V，内阻RV＝380.0Ω；定值电阻R0＝20.0Ω；电阻箱R的最大阻值为999.9Ω；S为开关.按电路图连接电路.完成下列填空：
（1）为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选 15.0 Ω（选填“5.0”或“15.0”）；
（2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；
（3）根据图甲所示电路，用R、R0、RV、E和r表示1U，得1U＝ R0＋RVER0RVR＋rR0＋rRV＋R0RVER0RV ；
（4）利用测量数据，作1U－R图线，如图乙所示；
图乙
（5）通过图乙可得E＝ 1.53（1.50～1.56均可） V（保留2位小数），r＝ 0.5（0.4～0.8均可） Ω（保留1位小数）；
（6）若将图甲中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E'，由此产生的误差为E'－EE×100％＝ 5 ％.
解析 （1）为了保护电压表，在闭合开关前，需满足UmR0＞ER0＋R＋r，可得R＞8Ω，所以选15.0Ω.
（3）根据闭合电路的欧姆定律得ER＋r＋R0RVR0＋RV＝UR0RVR0＋RV，整理得1U＝R0＋RVER0RVR＋rR0＋rRV＋R0RVER0RV.
（5）从题图乙可知图线过点（9.5Ω，1.00V－1）和（24Ω，1.50V－1），即R0＋RVER0RV＝4007600Ω·E＝1.50－1.0024－9.5V－1/Ω，解得E＝1.53V；通过（9.5Ω，1.00V－1）和（24Ω，1.50V－1）两点可得出图线与R＝0轴的交点的纵坐标为0.672V－1，则rR0＋rRV＋R0RVER0RV＝0.672V－1，解得r＝0.5Ω.
（6）若电压表是理想电表，则1U＝1E'R0R＋r＋R0E'R0，同理可得120.0Ω·E'＝1.50－1.0024－9.5V－1/Ω，解得E'＝1.45V，误差为E'－EE×100％＝5％.