2025年高考物理复习讲义第八章实验十　电池电动势和内阻的测量（含解析）.docx

实验十电池电动势和内阻的测量

●注意事项

1．电池选取：应选用内阻较大的电池．

2．实验操作：实验中不宜将电流调得过大，电表读数要快，每次读完数后立即断开开关．

3．数据要求：要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些．

4．合理选择标度：为使图线分布空间大，纵坐标可以不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，如图所示．

●误差分析

1．用图像法求E和r时作图不准确．

2．由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差．

3．本实验中测量结果是：E测E真，r测r真．

考点教材原型实验

典例(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．

eq\a\vs4\al(图1)eq\a\vs4\al(图2)

(1)图1的电路图为下图中的________(填“A”或“B”)．

eq\a\vs4\al(A)eq\a\vs4\al(B)

(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.

(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________．(两空均填“变大”“变小”或“不变”)

变式(2024·陕西西安名校联考)家庭的各种遥控器中都会用到干电池，某同学想测量一节干电池的电动势和内阻(阻值小于1Ω)．该同学按图甲所示的电路连接进行实验，并利用实验测得的数据在坐标纸上绘制出如图乙所示的U-I图像．除电池、开关、导线外，可供使用的器材还有：A．电压表(量程为0～3V)；B．电流表A1(量程为0～0.6A)；C．电流表A2(量程为0～3A)；D．定值电阻R0(阻值为0.3Ω)；E.滑动变阻器R1(阻值范围为0～5Ω，最大电流为1A)；F.滑动变阻器R2(阻值范围为0～200Ω，最大电流为2A)．

(1)请在虚线框中画出与图甲对应的电路图．

(2)为方便实验调节且能较准确地进行测量，电流表应选择________；滑动变阻器应选用________．(填器材前的字母序号)

(3)该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果保留2位小数)

(4)下列关于这个实验的叙述正确的是________．

A．这种方法得到的电动势测量值比真实值偏大

B．这种方法得到的电动势测量值比真实值偏小

C．由于电压表的分流作用，使实验测量值存在误差，故最好采用内阻更大的电压表

D．由于电流表的分压作用，使实验测量值存在误差，故最好采用内阻更小的电流表

考点实验的创新与改进

原理图

数据处理

误差分析

伏阻法

原理：E＝U＋eq\f(U,R)r

关系式：eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)

eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(斜率：k＝\f(r,E),截距：b＝\f(1,E)))

E测＜E真

r测＜r真

安阻法

原理：E＝IR＋Ir

关系式：eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(r,E)

eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(斜率：k＝\f(1,E),截距：b＝\f(r,E)))

E测＝E真

r测＞r真

1．[伏阻法测电动势和内阻]一实验小组利用如图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约1.5V)和内阻r(小于2.0Ω)．图中电压表量程为1V，内阻RV＝380.0Ω；定值电阻R0＝20.0Ω；电阻箱R的最大阻值为999.9Ω；S为开关．按电路图连接电路．完成下列填空：

(1)为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选________(填“5.0”或“15.0”)Ω.

(2)闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U.

(3)根据如图(a)所示电路，用R、R0、RV、E和r表示eq\f(1,U)，得eq\f(1,U)=_____________.

(4)利用测量数据，作出eq\f(1,U)﹣R图线，如图(b)所示.

(5)通过图(b)可得E＝________V(结果保留2位小数)，r＝________Ω(结果保留1位小数)．

(6)若将图(a)中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E′，由此产生的误差为eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(E′－E,E)))×100%＝____