2025年高中物理高考复习配套课件 实验十二 测量电源的电动势和内阻

这是一份2025年高中物理高考复习配套课件 实验十二 测量电源的电动势和内阻，共60页。PPT课件主要包含了教材原型实验，拓展创新实验，教师备用习题，作业手册，实验目的，实验原理，实验器材，实验步骤，数据处理，误差分析等内容，欢迎下载使用。
实验十二 测量电源的电动势和内阻
1.掌握测定电源的电动势和内阻的方法.2.会用图像法求电动势和内阻.3.体会一次函数思想在物理实验图像中的应用.
电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干、坐标纸.
（1）图线与纵轴交点为_____________；（2）图线斜率的绝对值为_______.
（1）根据图甲，完成图乙中的实物图连线.
（4）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值______（选填“偏大”或“偏小”）.
[解析] 由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，即实验中测得的电池内阻偏小.
（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.
（5）由图丁可知_______（选填“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______（选填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”）测量更合适.
[解析] 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.
测电源电动势和内阻的方法除了伏安法之外，还有安阻法和伏阻法.
例2 [2022·湖北卷] 某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率,进行了如下实验探究.
（4）持续使用后，电源电动势降低、内阻变大.若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）.
[解析] 电动势减小，内阻变大，则圆柱形电阻连入装置后，测得的电流比变化前偏小，在图像中对应的电阻值偏大，即该电阻的测量值偏大.
1.某实验小组为了较准确地测量一节干电池的电动势E和内阻r,计划用实验室提供的下列器材:A.电流表(量程为0~0.6 A,内阻为2.00 Ω);B.电压表(量程为0~3 V,内阻约为3 kΩ);C.滑动变阻器R1(0~20 Ω,允许的最大电流为1 A);D.滑动变阻器R2(0~200 Ω,允许的最大电流为1.5 A);E.开关与导线若干;F.待测干电池一节.(1)在上述器材中,为了操作方便且较准确地进行测量,滑动变阻器应选　　(填写器材前的选项字母). 
[解析]在上述器材中,为了操作方便且较准确地进行测量,滑动变阻器应选R1.
(2)实验电路图应选择图中的　 　(选填“甲”或“乙”). 
[解析]因电流表内阻已知,故实验电路图应选择图中的乙图.
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到如图丙所示的U-I图像,则干电池的电动势E=　 　V,内阻r=　 　 Ω.(结果均保留2位有效数字) 
(4)小烨同学学习了电源的相关知识后,制作了如图甲所示的水果电池.为了测量该电池的电动势,他从实验室借来了灵敏电流表(内阻未知,且不可忽略)、电阻箱、开关以及若干导线,设计了如图乙所示的电路图,测出两组I、R的值后,就能算出电动势和内阻.理论上,用电流表、电阻箱测出的电动势与真实值相比将　 　(选填“偏大”“偏小”或“相等”). 
2.在测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:A.待测的干电池B.电流表A1(内阻可忽略不计)C.电流表A2(内阻可忽略不计)D.定值电阻R0(阻值为1000 Ω)E.滑动变阻器R(阻值范围为0~20 Ω)F.开关和导线若干某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的电路完成实验.
(1)在实验操作过程中,该同学将滑动变阻器的滑片P向左滑动,则电流表A1的示数将　 　(选填“变大”或“变小”). 
[解析]将滑动变阻器滑片P向左滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则回路中总电阻增大,则总电流减小,由U外=E-Ir,可得外电压增大,故通过R0的电流增大,则A1示数变大.
(2)该同学利用测出的实验数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,且I2的数值远大于I1 的数值),如图乙所示,则由图线可得被测干电池的电动势E=　 　V,内阻r=　 　 Ω.(计算结果均保留两位有效数字)  
(3)若将图线的纵坐标改为　 　, 则图线与纵坐标轴的交点的纵坐标的物理意义为电动势的大小. 
[解析]路端电压为U=I1R0,代入E=I1R0+I2r,得E=U+I2r,将图线的纵坐标改为I1R0时,图线与纵坐标轴的交点的纵坐标的物理意义为电动势的大小.
3. [2018·江苏卷] 一同学测量某干电池的电动势和内阻.(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路.请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处.
[答案] ①开关未断开　②电阻箱阻值为零
[解析] ①连接电路时开关应断开;②电阻箱刚接入电路时为保护电路,要以最大值接入,然后再调小.
[解析]将数据描点连线,作出一条倾斜的直线.
1.4(1.30~1.44都算对)
1.2(1.0~1.4都算对)
1.4(结果与(2)问第一个空格一致)
(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为0~100 mV的电压表并联在电流表的两端.调节电阻箱,当电流表的示数为0.33 A时,电压表的指针位置如图所示,则该干电池的电动势应为_______________________________V;内阻应为　 　Ω. 
1.0(结果比(2)问第二个空格小0.2)
4.某研究性学习小组想测量某电源的电动势和内阻,他们在实验室找到了如下实验器材:待测电源(电动势在3.0~5.0 V之间);两个相同的电阻箱(最大阻值为99.99 Ω);定值电阻Ra(阻值为4.0 Ω);定值电阻Rb(阻值为50.0 Ω);电流表A(量程为0~200 mA,内阻RA=5.0 Ω);开关S、导线若干.他们设计了如图甲所示的电路,实验步骤如下:
[解析]电流表A和电阻箱R1并联可等效为一个新电流表,为了使新电流表的量程为0~1.0 A,有IARA=(I-IA)R1,解得R1=1.25 Ω.
(2)保护电阻R0应选用　　(选填“Ra”或“Rb”). 
5.小明想利用多用电表和一粗细均匀的铅笔芯测一节干电池的电动势和内电阻,实验步骤如下:(1)将多用电表调至欧姆“×1”挡,调零后,测量该铅笔芯的电阻,指针指示如图甲所示,则该铅笔芯的电阻R为　 　 Ω; (2)将多用电表调至合适的直流电流挡(该挡内阻较小),按如图乙连接电路;(3)用刻度尺测得铅笔芯连入电路的总长度为L;(4)多次改变铅笔芯接入电路中的PN的长度x,并记录相对应的电表读数;
[解析]铅笔芯的电阻R=8.0×1 Ω=8.0 Ω.
(6)若不考虑测量中的偶然误差,从实验原理上看,该方法测得的电池的电动势 　　(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测得的内阻　 　(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,产生的原因是　 　. 
1.[2023·浙江6月选考] 在“测量干电池的电动势和内阻”实验中：
（1）实验电路图选择____（选填“甲”或“乙”）.
[解析] 因为电源内阻较小，接近电流表的内阻，所以为了减小误差，电流表应相对于电源外接，实验电路图选择甲图.
（2）用笔画线代替导线，将图丙中的器材连成实验电路.
[解析] 根据电路图连接实物图如图所示.
[解析] 由于电压表的分流作用，相同的路端电压下，电流表测得的电流值小于流过电源的电流，电源内阻的测量值为电源内阻和电压表内阻并联后的总电阻，比电源内阻的真实值小，对应实线斜率的绝对值比虚线的小；当路端电压为零时，电流表的内阻对电流值的测量没有影响，即实线和虚线对应的短路电流相等，故A正确，B、C、D错误.
（4）为减小电表内阻引起的实验误差，在电表量程不变的情况下，可以采取的措施是____（填选项前的字母）.
A.换用内阻更小的电流表B.换用内阻更大的电流表C.换用内阻更小的电压表D.换用内阻更大的电压表
[解析] 因为电压表的分流作用产生误差，为减小电表内阻引起的实验误差，在电表量程不变的情况下，可以采取的措施是增大电压表的内阻，故D正确，A、B、C错误.
（3）从实验设计原理来看，该蓄电池电动势的测量值______（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值，内阻的测量值______（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值.
[解析] 因为考虑了电表内阻，所以没有系统误差.电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值等于真实值.
（1）请在虚线框中画出实验电路原理图.
（1）请在图乙中将实物图补充完整.
（2）该同学连接好电路后，按以下步骤进行操作：