第一部分必考内容选修3-1 第八章 恒定电流实验十 测定电源的电动势和内阻
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2025-01-03
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实验十 测定电源的电动势和内阻
一、基本原理与操作
原理电路图 操作要领
原理：闭合电路欧姆定律 E＝U＋Ir
(1)电路：滑动变阻器采用限流接法
(2)连接电路：按实验电路图连接好电
路
(3)测量与记录：闭合开关，改变滑动
变阻器的阻值，测量出多组 I、U值，填
入对应的表格中
(4)画图象：画U－I图象
二、数据处理
1.计算方法
解方程组⇒⇒求平均值
2.图象法：
画出电源的 U－I图象，如图所示，
由U＝－rI＋E⇒
(1)图线与纵轴交点为 E
(2)图线斜率的绝对值表示 r＝||
注意事项
(1)可选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显。
(2)电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势 E会明显下降，
内阻 r会明显增大。
(3)合理选择标度：为使图线分布空间大，如图所示，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，电源电阻应根据 r＝||确定。
误差分析
(1)用图象法求 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。
教材原型实验
命题角度 实验电路与器材的选择
【例 1】 (2020·太原一模)为测定一节新干电池的电动势和内电阻(已知该干电池
的内电阻相当小，额定电流为 0.7 A)，可供选择的器材有：
电压表：A.量程 3 V，内阻为 10 kΩ
B.量程 15 V，内阻为 20 kΩ
电流表：C.量程 0.8 A，内阻约为 0.5 Ω
D.量程 3 A，内阻约为 0.2 Ω
滑动变阻器：E.最大电阻 10 Ω，额定电流 0.7 A
F.最大电阻 2 kΩ，额定电流 2 A
G.定值电阻 R0＝1 Ω
H.开关、导线若干
(1)要使实验误差较小且操作方便，可选择的器材是________(填字母代号)
(2)图中的电路图应选择________。
解析 (1)一节干电池的电动势约为 1.5 V，则电压表选 3 V 量程，应用伏安法测
一节干电池电动势与内阻时，最大电流约为零点几安培，则电流表选择 0.8 A
量程，为方便实验操作，滑动变阻器应选 E；为了准确测量应接入定值电阻等
效为电源内阻再进行测量；同时还需要开关和导线，故所用仪器为 ACEGH；
(2)因干电池的内电阻相当小，电压表的读数变化很小，将定值电阻与电源串联
以增大等效内阻。由于电流表的内阻未知，为减小误差，故应采用相对电源的外
接法，故电路图应选择 D项。
答案 (1)ACEGH (2)D
拓展训练 1 在测量一节干电池电动势 E和内阻 r的实验中，小明设计了如图 1
甲所示的实验电路。
图1
(1)根据图甲实验电路，请在乙图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。
(2)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片 P调到__________(选填“a”或“b”)
端。
(3)闭合开关 S1，S2接图甲中的 1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电
压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的 2位置，改变滑动变阻器的阻
值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。
在同一坐标系内分别描点作出电压表示数 U和对应的电流表示数 I的图象，如
图丙所示，两直线与纵轴的截距分别为 UA、UB，与横轴的截距分别为 IA、IB。
①S2接1位置时，作出的 U－I图线是图丙中的________(选填“A”或“B”)线；
测出的电池电动势 E和内阻 r存在系统误差，原因是_______________________
____
____________________________________________________________________。
② 由图丙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为 E真＝________，r真＝___
_____。
答案 (1)如图 (2)a (3)①B 电压表的分流
②UA
命题角度 实验数据处理
【例 2】 (2020·哈尔滨市模拟)某实验小组正在测定一节新型电池的电动势(约为 3
摘要：
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实验十 测定电源的电动势和内阻一、基本原理与操作原理电路图操作要领原理：闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir(1)电路：滑动变阻器采用限流接法(2)连接电路：按实验电路图连接好电路(3)测量与记录：闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，测量出多组I、U值，填入对应的表格中(4)画图象：画U－I图象二、数据处理1.计算方法解方程组⇒⇒求平均值2.图象法：画出电源的U－I图象，如图所示，由U＝－rI＋E⇒(1)图线与纵轴交点为E(2)图线斜率的绝对值表示r＝||注意事项(1)可选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显。(2)电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大。(...
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