高考物理一轮总复习精品课件 第10章 电路及其应用 第5讲 实验 测量电源的电动势和内阻.ppt

×√研考点精准突破考点一教材原型实验考向一实验原理和实验操作典题1(2022福建卷)在测量某电源电动势和内阻时,因为电压表和电流表的影响,不论使用何种接法,都会产生系统误差,为了消除电表内阻造成的系统误差,某实验兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路进行测量。已知R0=2Ω。(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。甲乙见解析图(2)实验操作步骤如下:①将滑动变阻器滑到最左端位置;②接法Ⅰ:单刀双掷开关S与1接通,闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据U1和I1的值,断开开关S0;③将滑动变阻器滑到最左端位置;④接法Ⅱ:单刀双掷开关S与2闭合,闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据U2和I2的值,断开开关S0;⑤分别作出两种情况所对应的U1-I1图像和U2-I2图像。(3)单刀双掷开关接1时,某次读取电表数据,电压表指针如图丙所示,此时U1=V。?丙1.30(4)根据测得数据,作出U1-I1图像和U2-I2图像如图丁所示,根据两图像求得电源电动势E=,内阻r=。(结果均保留两位小数)?丁1.80V2.50Ω(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。?接法Ⅱ接法Ⅱ解析(1)根据图甲所示的电路图,实物连接如图所示。(3)量程为0~3V的电压表分度值为0.1V,需要估读到分度值的下一位,由图丙可知电压表读数为U1=1.30V。(4)当单刀双掷开关接1时,电流表示数为零时,电压表测量准确,故电动势为U1-I1的纵轴截距,则有E=1.80V,当单刀双掷开关接2时,电压表示数为零时,电流表测量准确,由U2-I2图像可知此时电路电流为0.40A,根据闭合电路(6)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测量更合适。考向二数据处理和误差分析典题2(2022天津卷)实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路,由测得的实验数据绘制成的U-I图像如图2所示。(1)图1的电路图为下图中的(选填“A”或“B”)。?AB(2)如果实验中所用电表均视为理想电表,根据图2得到该电池的电动势E=V,内阻r=Ω。?B4.51.8(3)实验后进行反思,发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响,对测得的实验数据进行修正,在图2中重新绘制U-I图线,与原图线比较,新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将,与纵坐标轴交点的数值将。(均选填“变大”“变小”或“不变”)?不变变大解析(1)通过观察实物图可知电压表接在电源两端,故电路图为B。(2)根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,有U=-Ir+E,则U-I图线在纵轴上的截距表示电池的电动势E,斜率是电池的内阻r,根据图像可知,纵轴截距为4.5V,横轴截距为2.5A,结合上述分析可知电池电动势E=4.5V;内阻r=Ω=1.8Ω。(3)分析测量电路可知系统误差的来源是电压表的分流作用,使得电流表的示数小于流过电池的电流,考虑电压表内阻RV的影响,流过电压表的电流为,II测,因电压表内阻RV不变,随着电压U测值减小,电压表电流IV减小,当电压U测值趋于0时,I趋于I测,在图2中重新绘制的U-I图线如图所示,故新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将不变,与纵坐标轴交点的数值将变大。典题3(2024河南新乡一模)某同学利用实验室现有器材,设计了一个测量电源电动势及未知电阻R0的实验。实验器材:电池E(电动势约3V,内阻很小);电压表V(量程0~3V,内阻为1000Ω);定值电阻R0(阻值未知);电阻箱R(最大阻值为9999Ω);开关S,导线若干。该同学设计的测量电路如图所示。(1)先断开开关S1,连接好电路。闭合开关S1,断开开关S2,此时电压表的示数为1.96V;把电阻箱阻值调为1000Ω,闭合开关S2,电压表示数为1.47V。若不考虑电池内阻,电池的电动势为V,定值电阻R0的阻值为Ω。?(2)若考虑电池的内阻,则电池电动势的测量值真实值,定值电