2025高考物理一轮总复习第10章恒定电流实验12测定电源的电动势和内阻课件

这是一份2025高考物理一轮总复习第10章恒定电流实验12测定电源的电动势和内阻课件，共41页。PPT课件主要包含了电源电动势E，电源内阻r，滑动变阻器，内阻r，核心考点·重点突破，教材原型实验，80V，50Ω，接法Ⅱ，创新实验提升等内容，欢迎下载使用。

实验知识 · 自主回顾
一、实验目的1．测量电源的电动势和内阻。2．加深对闭合电路的欧姆定律的理解。二、实验原理1．如图甲或乙所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。
2．用图像法处理数据，在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U－I图像，如图丙所示，直线跟纵轴交点的纵坐标表示________________的值，图线斜率的绝对值即______________的值。
三、实验器材电池、电压表、电流表、______________、开关、导线、坐标纸和刻度尺。
四、实验步骤1．电流表用_______________量程，电压表用__________量程，按实验原理图甲或乙连接好电路。2．把滑动变阻器的滑片移动到接入电路阻值最______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)，用同样方法测量出6组I、U的值，填入表格中。4.断开开关，拆除电路，整理好器材。
五、数据处理1．公式法将6组对应的U、I数据代入关系式：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，取其平均值作为电源的电动势E和内阻r。
2．图像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U－I坐标系，在坐标系内描出各组(I，U)值所对应的点，然后作一条使落在线上的点尽量多的直线，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电源电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即电源的__________，即r＝______。
六、注意事项1．为了使电路的路端电压变化明显，应选内阻______些的电池。2．电流不要过______，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。3．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，而图线与纵轴交点的纵坐标值仍为电动势大小，电源内阻根据r＝_______确定。4．要测出不少于6组的(I、U)数据，且变化范围要大些。
七、误差分析1．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测的差越大。其U－I图像如图乙所示。结论：E测2．若采用图丙电路，由于电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对应U真与U测的差越大。其U－I图像如图丁所示。结论：E测＝E真，r测>r真。
(基础考点·自主探究)【跟踪训练】 (实验原理、数据处理、电路图连接)实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：
干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω)；电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；电流表A(量程0.6 A，内阻约1 Ω)；滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)；定值电阻R1(阻值2 Ω)；定值电阻R2(阻值5 Ω)；开关一个，导线若干。
(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U－I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是______。(单选，填正确答案标号)A．电压表分流B．干电池内阻较小C．滑动变阻器最大阻值较小D．电流表内阻较小
(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如表所示。
请根据实验数据，回答以下问题：①图丙上已标出后3组数据对应的坐标点，请在图丙上标出前4组数据对应的坐标点并画出U－I图像。
②根据实验数据可知，所选的定值电阻为________(填“R1”或“R2”)。③用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将图丁中的实物图连接成完整电路。
[答案]　(2)①见解析图　③见解析图
[解析]　(1)电压表示数的变化范围小，原因是外电路的总电阻远大于电源内阻，电压表示数总是接近电源的电动势，B项正确。(2)①根据数据描点并连成一条直线，如图(a)所示。
③先画出原理图，如图(b)所示，然后依据原理图将各仪器依次连接起来，如图(c)所示。
(实验操作、误差分析和电路选择)(2022·福建卷)在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表的影响，不论使用何种接法，都会产生系统误差，为了消除电表内阻造成的系统误差，某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知R0＝2 Ω。(1)按照图甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线补充完整。
(2)实验操作步骤如下：①将滑动变阻器滑到最左端位置；②接法Ⅰ：单刀双掷开关S与1接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U1－I1的值，断开开关S0；③将滑动变阻器滑到最左端位置；④接法Ⅱ：单刀双掷开关S与2接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U2－I2的值，断开开关S0；⑤分别作出两种情况所对应的U1－I1和U2－I2图像。
(3)单刀双掷开关接1时，某次读取电表数据时，电压表指针如图丙所示，此时U1＝__________V。
(4)根据测得数据，作出U1－I1和U2－I2图像如图丁所示，根据图线求得电源电动势E＝___________，内阻r＝____________。(结果均保留两位小数)
(5)由图丁可知___________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测得的电源内阻更接近真实值。(6)综合考虑，若只能选择一种接法，应选择___________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测量更合适。
[解析]　(1)根据图甲所示的电路图，实物连接如图所示。
(3)量程为3 V的电压表分度值为0.1 V，需要估读到分度值的下一位，由图丙可知电压表读数为U1＝1.30 V。(4)当单刀双掷开关接1时，电流表示数为零时，电压表测量准确，故电动势为U1－I1的纵轴截距，则有E＝1.80 V
(5)由图丁可知U1－I1图像的斜率为
(6)由电路图可知接法Ⅰ的误差来源是电流表的分压，接法Ⅱ的误差来源是电压表的分流，由于电源内阻较小，远小于电压表内阻，结合(5)问分析可知，若只能选择一种接法，应选择接法Ⅱ更合适。[答案]　(1)见解析图
(能力考点·深度研析)除伏安法外，测电源的电动势和内阻还有以下几种方法：1．安阻法(1)实验原理用一个电流表和电阻箱测量，电路如图所示，测量原理为：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r，或用图像法处理数据。此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大。若已知电流表 的阻值可消除测内阻的系统误差。
(2)图像法处理数据(3)误差分析①误差来源：电流表有电阻，导致内阻测量不准确；②结论：E测＝E真，r测>r真(r测＝r真＋rA)。
2．伏阻法(1)实验原理
(2)图像法处理数据(3)误差分析①误差来源：电压表有内阻，干路电流表达式不准确，导致电动势测量不准确；②结论：E测►考向1　伏阻法测电源电动势和内阻 现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9 V，内阻r约为50 Ω。已知该电池允许输出的最大电流为50 mA，为了测量这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图(a)所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，取值范围0～9 999 Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用。
(1)实验室备有以下几种规格的定值电阻R0，本实验应选______。A．10 Ω　2.5 W B．100 Ω　1.0 WC．200 Ω　1.0 W D．2 000 Ω　5.0 W
(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，改变电阻箱的阻值，取得多组数据，作出了如图(b)所示的图线(已知该直线在纵轴上的截距为0.1 V－1)。则根据该同学所作出的图线可求得电池的电动势E为______V，内阻r为______________________Ω。
►考向2　安阻法测电源的电动势和内阻
[解析]　(1)实物连线如图：