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2安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2安阻法测电源的电动势和内阻，共3页。
用电流表测出干路电流，通过调节电阻箱改变电路中的电阻，测出I、R的数据，根据闭合电路的欧姆定律E＝IR＋Ir，列方程E＝I1R1＋I1r、E＝I2R2＋I2r求解.电路图如图所示.
2.实验器材
电池、[7] 电流表 、[8] 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＝I1R1＋I1rE＝I2R2＋I2r解方程组求得E、r.
（2）图像法
由E＝I（R＋r）可得：
①1I＝1ER＋rE，可作1I－R图像（如图甲），1I－R图像的斜率k＝1E，纵轴截距为rE.
②R＝E·1I－r，可作R－1I图像（如图乙），R－1I图像的斜率k＝E，纵轴截距为－r.
4.误差分析
（1）误差来源：电流表有电阻，导致内阻的测量不准确.
（2）结论：E测＝E真，r测＞r真（r测＝r真＋rA）.
研透高考 明确方向
3.[数据处理＋电路设计/2021湖南]某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为R0）、一个电流表（内阻为RA）、一根均匀电阻丝（电阻丝的总阻值大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干.由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝的长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘.某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度.主要实验步骤如下：
（1）将器材按如图甲所示连接.
（2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的 b 端（选填“a”或“b”）.
（3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表的示数I，得到多组数据.
（4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示，图线斜率为k，纵轴截距为d，设单位角度对应的电阻丝的阻值为r0，该电池的电动势和内阻可表示为E＝ r0k ，r＝ dkr0－RA－R0 .（用R0、RA、k、d、r0表示）
（5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应的电阻丝的阻值r0.利用现有器材设计实验，在图丙的方框中画出实验电路图（电阻丝用滑动变阻器符号表示）.
（6）利用测出的r0，可得该电池的电动势和内阻.
答案 （5）如图所示
解析 （2）开关闭合前，为了安全，应该使电阻丝接入电路的电阻最大，所以金属夹应夹在电阻丝的b端.
（4）根据闭合电路欧姆定律有I＝Er＋RA＋R0＋r0θ，整理得1I＝r＋RA＋R0E＋r0Eθ，结合题意有k＝r0E，d＝r＋RA＋R0E，解得E＝r0k，r＝dkr0－RA－R0.
（5）为了测量单位角度对应的电阻丝的阻值，可用等效替代法进行测量，设计的电路如答案图所示.实验方法是先将单刀双掷开关接1，记录电流表的示数I0；再将单刀双掷开关接2，将金属夹缓慢地从b端向a端移动，当电流表的示数仍为I0时，记录下接入电路的电阻丝所对应的角度θ0，则单位角度对应的电阻丝的阻值r0＝R0θ0.