測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻2014屆高三物理復(fù)習(xí)專(zhuān)題浙江理綜高考實(shí)驗(yàn)1、基本原理：閉合電路歐姆定律

電源兩極間的電壓（路端電壓）流過(guò)電源的電流測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的基本方法是：伏安法vA調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，可測(cè)得多組U、I，2、實(shí)驗(yàn)電路經(jīng)數(shù)據(jù)處理可求得E、r3、數(shù)據(jù)處理

①由兩組測(cè)量數(shù)據(jù)，利用公式求得E、r

②每?jī)山M數(shù)據(jù)可計(jì)算得一組E、r，然后求平均值方法一：計(jì)算法

計(jì)算法作圖法方法二：作圖法(1)圖線與縱軸交點(diǎn)為E作圖法是高考考查熱點(diǎn)答案：A例1(2013·浙江·22)采用如圖所示的電路“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”．(1)除了選用照片中的部分器材外，________(填選項(xiàng))；A．還需要電壓表 B．還需要電流表C．還需要學(xué)生電源 D．不再需要其他器材00.51.01.5I/AU/V0.40.81.2(2)測(cè)量所得數(shù)據(jù)如下：用作圖法求得電池的內(nèi)阻r＝________；

(3)根據(jù)第5次所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻RA＝________.答案小結(jié)：標(biāo)度的選取要適當(dāng)，在總格數(shù)足夠的情況下，每一小格代表的數(shù)值應(yīng)盡量小。2.縱坐標(biāo)的起點(diǎn)可以不是零為了減小誤差，作圖線時(shí)

：3.盡量使圖線與坐標(biāo)軸相交問(wèn)題一:

滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最右端時(shí)，可能會(huì)發(fā)生什么情況？R0加保護(hù)電阻怎么預(yù)防這種情況的發(fā)生？電源被短路，可能燒壞電表。vA例2

（2009年安徽卷）用如圖3所示的電路，測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用。除電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：

a．電流表（量程0.6A、3A）；b．電壓表（量程3V、15V）c．定值電阻（阻值1Ω、額定功率5W）d．定值電阻（阻值10Ω

，額定功率10W）e．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～10Ω

、額定電流2A）f．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～100Ω

、額定電流1A）

要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇

V，電流表的量程應(yīng)選擇

A；R0應(yīng)選擇

的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是

的滑動(dòng)變阻器。3V0.61Ω0～10Ω注意：保護(hù)電阻的阻值不宜太大，否則會(huì)使得電流表、電壓表調(diào)節(jié)范圍太小，實(shí)驗(yàn)誤差較大注意：變阻器若取0～100Ω會(huì)出現(xiàn)“調(diào)節(jié)開(kāi)始時(shí)電表示數(shù)幾乎不變、最后突然變化”的現(xiàn)象。問(wèn)題二:

如果電源內(nèi)阻非常小，則作出的U—I圖線幾乎水平，內(nèi)阻測(cè)量誤差就比較大，怎么辦？R0把R0和電池看成一個(gè)新電源。（R0阻值已知）R0同時(shí)也起到了保護(hù)電路的作用例3

如圖所示，用安培表和伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，在電路中接一個(gè)2Ω的電阻R0，通過(guò)調(diào)節(jié)變滑動(dòng)器，得到幾組電表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：（1）用作圖法在坐標(biāo)系內(nèi)作出U—I圖線（2）利用圖線，測(cè)得電動(dòng)勢(shì)E=

V，內(nèi)阻r=

Ω。R01.51.0注意：這R0不影響電動(dòng)勢(shì)E的測(cè)量值，但求內(nèi)阻時(shí)別忘記減掉R0的值如果只有兩只電壓表或者只有兩只電流表怎么辦?將其中一只已知內(nèi)阻的電表進(jìn)行改裝問(wèn)題三：如果電表的量程不夠大怎么辦?改裝，擴(kuò)大量程例4

某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)多用電表中的電池進(jìn)行更換時(shí)發(fā)現(xiàn)，里面除了一節(jié)1.5V的干電池外，還有一個(gè)方形的電池(疊層電池)。為了測(cè)定該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)室中提供如下器材：A．電流表A1(0～

10mA，內(nèi)阻10Ω)；B．電流表A2(0～0.6A，內(nèi)阻約15Ω)；C．滑動(dòng)變阻器

R(0～100Ω，1A)；D．定值電阻R0

(阻值990Ω)；E．開(kāi)關(guān)與導(dǎo)線若干。（1）請(qǐng)根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，幫該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路。（2）圖乙為該同學(xué)根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出多組數(shù)據(jù)后繪出的I1－I2圖線(I1為電流表A1的示數(shù)，I2為電流表A2的示數(shù))，則由圖線可以得到被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)利用斜率和縱軸上的截距解得：根據(jù)題目提供的圖線進(jìn)行求解，應(yīng)該先推導(dǎo)出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式小結(jié)：1.定值電阻R0的妙用：⑴

保護(hù)電路⑵“擴(kuò)大”電源內(nèi)阻⑶改裝電表（也可用電阻箱代替R0)小阻值電阻減小內(nèi)阻測(cè)量誤差2.根據(jù)題目提供的圖線進(jìn)行求解，應(yīng)該首先推導(dǎo)出相應(yīng)物理量的函數(shù)關(guān)系式問(wèn)題四:

只有一只電壓表或者一只電流表怎么辦?與電阻箱配合數(shù)據(jù)處理時(shí)，作什么圖線呢？由閉合電路歐姆定律推導(dǎo)得出的一次函數(shù)決定斜率？縱軸上的截距？斜率？縱軸上的截距？RU方法一方法二小結(jié)，對(duì)于同一實(shí)驗(yàn)電路所作的圖線可能不是唯一的U例5(2013安徽高考)．根據(jù)閉合電路歐姆定律，用圖Ⅰ所示電路可以測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。圖中R0兩端的電壓為U12,對(duì)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，就可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量目的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點(diǎn)，如圖2所示。已知，請(qǐng)完成以下數(shù)據(jù)分析和處理。（1）圖2中電阻為

的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)剔除；（2）在坐標(biāo)紙上畫(huà)出關(guān)系圖線；（3）圖線的斜率是

，由此可得電池電動(dòng)勢(shì)

V。R0RSEn

rn1

2圖1在圖線上取數(shù)據(jù)點(diǎn)（140，1.32）（0，0.70）解得斜率為0.004480解得：E=1.51Vv小結(jié)：

函數(shù)和圖像是一一對(duì)應(yīng)的，如果要作圖線，則必須先推導(dǎo)出函數(shù)關(guān)系式。如果題目已經(jīng)提供了圖線，也應(yīng)該先推導(dǎo)出相應(yīng)物理量的函數(shù)關(guān)系式，再利用圖線進(jìn)行求解方案總結(jié)：測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻R01、一伏一安表2、二伏表或二安表3、一伏表或一安表數(shù)據(jù)處理時(shí)作什么圖線，由閉合電路歐姆定律推導(dǎo)得出的一次函數(shù)決定練習(xí)1

(2009·北京高考)某同學(xué)通過(guò)查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池．該同學(xué)想測(cè)量一下這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)電阻箱(最大阻值為999.9Ω，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用)、一只電流表(量程Ig＝0.6A，內(nèi)阻rg＝0.1Ω)和若干導(dǎo)線．

(1)請(qǐng)根據(jù)測(cè)定電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r的要求，設(shè)計(jì)下圖實(shí)甲中器件的連接方式，畫(huà)線把它們連接起來(lái)．

(2)接通開(kāi)關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值R，讀出與R對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I，并作記錄．當(dāng)電阻箱的阻值R＝2.6Ω時(shí)，其對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖乙所示．處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，首先計(jì)算出每個(gè)電流值I的倒數(shù)；再制作R－坐標(biāo)圖，如圖丙所示，圖中已標(biāo)注出了(R，)的幾個(gè)與測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)．請(qǐng)你將與圖乙所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖丙上并連成圖線．丙0.50A坐標(biāo)為(2,2.6)

(3)根據(jù)丙描繪出的圖線得出這個(gè)電池的E＝____V，r_____Ω.1.50.3

（2010.江蘇卷）在測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于所用電壓表(視為理想電壓表)的量程較小，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)物電路．(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到________．(選填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)改變電阻箱的阻值R，分別測(cè)出阻值R0＝10Ω的定值電阻兩端的電壓U.下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是________．(選填“1”或“2”)(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的1/U－R圖象是一條直線．若直線的斜率為k，在1/U坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動(dòng)勢(shì)E＝________，內(nèi)阻r＝________.(用k、b和R0表示)方案編號(hào)電阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0練習(xí)2最大值2(2012·福建高考)某研究性學(xué)習(xí)小組欲測(cè)定一塊電池的電動(dòng)勢(shì)E。(1)先直接用多用電表測(cè)定該電池電動(dòng)勢(shì)。在操作無(wú)誤的情況下，多用電表表盤(pán)示數(shù)如圖所示，其示數(shù)為_(kāi)_______V。(2)然后，用電壓表V、電阻箱R、定值電阻R0、開(kāi)關(guān)S、若干導(dǎo)線和該電池組成電路，測(cè)定該電池電動(dòng)勢(shì)。(i)根據(jù)電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將實(shí)物圖連接成完整電路。練習(xí)30.350.310.240.210.170.125.004.003.002.001.400.602.93.24.24.85.98.3U(V)20.025.033.350.071.4166.7R(Ω)(iii)從圖線中可求得E＝____________V。

[解析]

(1)多用電表使用10V電壓擋，刻度盤(pán)上每小格對(duì)應(yīng)的示數(shù)為0.2V，所以讀數(shù)為9.4V。

[答案]

(1)9.4

(2)(i)連線如右圖所示(ii)所作圖象如下圖所示(iii)10.0(9.5～11.1V均正確)練習(xí)4.

將一銅片和一鋅片分別插入一只蘋(píng)果內(nèi)，就構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的“水果電池”，其電動(dòng)勢(shì)約為1.5V．可是這種電池并不能點(diǎn)亮手電筒上的額定值為“1.5V、0.3A”的小燈泡，原因是流過(guò)小燈泡的電流太小了，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得還不足3mA．現(xiàn)要求用電壓表（3V，10K