电源电动势和内阻的测定问题知识点(共8页)

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1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业电源电动势和内阻的测定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

2、 江苏卷）小明利用如图 1 所示的实验装置测量一干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（1.181.26 都算对） （3）干电池长

3、时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业本题做图像时，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

4、 ） ；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

5、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精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业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】A2R22500IUr相同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|3

6、5.54.5(6020) 10|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|0000IU，解得：Rx00IUr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

7、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 测相应的电流 I，且作相关计算后一并记录如下表。图 1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123456R()95.075.055.045.03

8、5.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.20精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 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） ；1.532.0（1）100AgI ，2500gR ，量程50 mAI ，根据并联分流原理，改装成大量程电流表需并联的电阻5.0gggI RRII； （2）根据闭合电路欧姆定律，EIRIr，即IREIr，所以IRI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 的大小，由图像可求出 E=1

9、.53 V，2.0r 。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1I为纵坐标，R 为横坐标，作1IR 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，

10、则1I与 R 的关系式为_。(2)实验得到的部分数据如下表所示，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/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业I1/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_A11，截距 b_A1。(4)根据图线求得电源电动势 E_V，内阻 r_。【解析】 (1)1IRAR1ER1R1ERARAR1R1（rR0）(2)0.

11、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 0.61.4 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EIRAR1I(RR0r)IRA。代入数据，化简得1I（RAR1）ER1R1ERAR1R1（R0r）RA。(2)电流表每小格表示 4 mA，因此电流表读数是 0.110A，倒数是 9.09A1.(3)根据坐标纸上给出的点，画出一条直线，得出斜率 k1.0A11，截距 b6.0 A1。(4)斜率 kRAR1ER1，因此 E3.0 V，截距 b1ERARAR1R1

12、（rR0），因此 rbE351.0 。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，实验原理如图甲精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业所示，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 Ig100 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

13、 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

14、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：R1IgrgIAIg1001062.01032001031001061.0 ；从电源正极出发，沿电流的流向

15、依次连线，注意电流要由两电表的正接线柱流入，由精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业负接线柱流出；EUI(r内R0)，则UI(r内R0)，所以(r内R0)UIU1U5I5I1U2U6I6I2U3U7I7I3U4U8I8I4（U1U2U3U4）（U5U6U7U8）（I5I6I7I8）（I1I2I3I4）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

16、程偏大，电流表的读数比实际值偏小，电池组的内阻测量值偏大，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

17、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。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业(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。