电源电动势和内阻的测定问题知识点(共8页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上电源电动势和内阻的测定电源电动势和内阻的测定主标题：电源电动势和内阻的测定副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。关键词：电动势、内阻难度：3重要程度：5内容：考点剖析：“测定电源的电动势和内阻”实验是高中需要重点掌握的实验，是高考的热点。利用U-I图像处理实验数据是这个实验的重点，也是高考考查实验的重点题型之一。高考主要考查对该实验原理的理解，即用伏安法测电源的电动势和内阻。高考命题不仅仅局限于课本上的实验项目，要注意方法的迁移，即要考查学生知识迁移的能力和创新能力。 典型例题例1.（15江苏卷）小明利用如图1所示的实验装置测量一干

2、电池的电动势和内阻图1（1） 图中电流表的示数为_A（2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：U(V)1.451.361.271.161.06I(A)0.120.200.280.360.44请根据表中的数据，在方格纸上作出U-I图线由图线求得：电动势E=_V;内阻r=_（3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_【解析】（1）0.44（2）U-I图线见图 1. 60 （1. 58 1. 62 都算对） 1.2（1.18 1.26 都算对）（3）干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大。本题做

3、图像时，纵轴的标度要注意，一是初始点不为0而是1.0，二是每5个小格为0.1而不是10个小格，否则，不是图像画不全就是延长线到图像外才与纵轴相交。例2（15四川卷）用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：电流表A1（量程030 mA）；电流表A2（量程0100 mA）；电压表V（量程06 V）；滑动变阻器R1（阻值05 ）；滑动变阻器R2（阻值0300 ）；开关S一个，导线若干条。某同学的实验过程如下：设计如图1所示的电路图，正确连接电路。 图1将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的

4、值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图4所示的图线。断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变。重复的步骤，得到另一条U-I图线，图线与横轴I的交点坐标为（I0，0），与纵轴U的交点坐标为（0，U0）。回答下列问题：电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 ； 由图2的图线，得电源内阻r ； 图2用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx ，代入数值可得Rx；若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围 ，电压表示数变化范围 。（选填“相同”或“不同”）【解析】A2 R2 25 r 相同

5、不同由于电池的电动势约6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧，可知电路中的电流几十毫安，故电流表应选用A2，为了电路能正常工作、方使调节，多测几组数据，滑动变阻器应选用R2。根据图3电路结构可知，电压表测量了电路的路端电压，电流表测量了电路的总电流，因此图4中，图线斜率绝对值即为电源的内阻，有：r|k|25 。当改接电路后，将待测电阻与电源视为整体，即为一“等效电源”，此时图线的斜率为等效电源的内阻，因此有：rrRx|k|，解得：Rxr若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，电路的总电阻可变范围不变，因此电流表的示数变化范围相同，Rx接在B、C之间时，电压表测量的是滑动变阻器两

6、端的电压，而Rx接在A、B之间时，电压表测量的是滑动变阻器与Rx两端电压的和，由于对应某一滑动变阻器阻值时，电路的电流相同，因此电压表的读数不同，所以电压表示数变化范围也不同。例3.（15安徽卷）某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100 A，内阻为2500 的表头，一个开关，两个电阻箱（0999.9 ）和若干导线。（1）由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表，则应将表头与电阻箱 （填“串联”或“并联”），并将该电阻箱阻值调为 。（2）接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图1所示，通过改变电阻R测相应

7、的电流I，且作相关计算后一并记录如下表。图1123456R()95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.20根据表中数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画IRI图线图2根据图线可得电池的电动势E是 V，内阻r是 。【解析】（1）并联 5.0； （2）倾斜直线（略）；1.53 2.0（1），量程，根据并联分流原理，改装成大量程电流表需并联的电阻；（2）根据闭合电路欧姆定律，即，所以图像的纵轴截距即等于电池的电动势E的大小，斜率的绝对值即等于电池内阻r

8、的大小，由图像可求出E=1.53V，。例4(2014新课标全国卷) 利用如图(a)所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值999.9 )，电阻R0(阻值为3.0 )，电阻R1(阻值为3.0 )，电流表A(量程为200 mA，内阻为RA6.0 )，开关S。图(a)实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R；以为纵坐标，R为横坐标，作 R图线(用直线拟合)；求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。回答下列问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则与R的关系式为_。(2)实验得到的部分数据如

9、下表所示，其中电阻R3.0 时电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表。答：_，_。R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077I1/A16.998.0010.011.011.913.0 图(b) 图(c)(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k_A1 1，截距b_A1。(4)根据图线求得电源电动势E_V，内阻r_。 【解析】 (1)R(2)0.1109.09(3)1.0(或在0.961.04)之间，6.0(或在5.96.1之间)(4)3.0(或在2.73.3之间)，1.0(或在0.61.

10、4之间)本题考查了测量电源电动势和内电阻的实验。(1)根据闭合电路欧姆定律有E(RR0r)IRA。代入数据，化简得R。(2)电流表每小格表示4 mA，因此电流表读数是0.110 A，倒数是9.09 A1.(3)根据坐标纸上给出的点，画出一条直线，得出斜率k1.0 A11，截距b6.0 A1。(4)斜率k，因此E3.0 V，截距b，因此r51.0 。例5某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A，V为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0 的定值电阻。已知灵敏电流计G的满偏电流Ig1

11、00 A，内阻rg2.0 k，若要改装后的电流表满偏电流为200 mA，应并联一只阻值为_(保留一位小数)的定值电阻R1；根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路； 甲 乙某次实验的数据如下表所示：测量次数12345678电压表V读数U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改装表A读数I/mA20406080100120140160该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻r_(保留两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是_。该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量

12、结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是_。(填选项前的字母)A电压表内阻的影响B滑动变阻器的最大阻值偏小CR1的实际阻值比计算值偏小DR0的实际阻值比标称值偏大【解析】 (1)60.104.20(2)1.0如图所示1.66充分利用已测得的数据CD金属杆的长度通过毫米刻度尺读出来，毫米刻度尺读数时要读到最小刻度的下一位，即要有估读数位，如图甲所示，读数为60.10 cm，其中最后一个“0”为估读数；金属杆的直径通过游标卡尺读出来，游标卡尺的读数是主尺读数加上游标

13、尺的读数，注意没有估读，如图乙所示，读数为：4 mm100.02 mm4.20 mm。由串、并联电路的特点可得：R1 1.0 ；从电源正极出发，沿电流的流向依次连线，注意电流要由两电表的正接线柱流入，由负接线柱流出；EUI(r内R0)，则UI(r内R0)，所以(r内R0)5.66 ，所以r内5.66 R01.66 ，逐差法处理实验数据的优点是可以充分利用已测得的数据，减小实验误差；电压表的读数等于路端电压，所以电压表内阻对测量结果没有影响，选项A错误；滑动变阻器用来改变路端电压，对测量结果没有影响，选项B错误；若R1的实际阻值偏小，则电流表的实际量程偏大，电流表的读数比实际值偏小，电池组的内阻

14、测量值偏大，选项C正确；R0的实际阻值偏大时，电池组的实际内阻比测量值偏小，选项D正确。例6(2014全国卷) 现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有：电流表A，内阻为1.00 ； 电压表V；阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5；开关S；一端连有鳄鱼夹P的导线1，其他导线若干。某同学设计的测量电路如图(a)所示。(1)按图(a)在实物图(b)中画出连线，并标出导线1和其P端。 图(a) 图(b)(2)测量时，改变鳄鱼夹P所夹的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路，记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I。 数据如下表所示。根据表中数据，在图(c)中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出UI图线。I(mA)1931531116930U(V)2.512.592.682.762.84图(c)(3)根据UI图线求出电源的电动势E_V，内阻r_。(保留2位有效数字)【解析】 (1)连接如图所示。(2)UI图线略。(3)2.90(在2.892.91之间均给分) 1.03(在0.931.13之间均给分)本题考查电源电动势和内电阻的测量。(1)实物连线要注意连接主干电路，最后再连接电压表。(2)根据坐标纸上描出的各点，连接成一条直线，尽量使得各点对称分布在直线两旁。(3)图像直线纵轴截距表示电源电动势，斜率绝对值表示电源内电阻。专心-专注-专业