【備戰(zhàn)2023高考】物理總復(fù)習(xí)——9.5《實驗十一：測定電源的電動勢和內(nèi)電阻》講義（全國通用）

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第九章 恒定電流近5年考情分析 考點要求 等級要求考題統(tǒng)計2022   2021202020192018電路的基本概念和規(guī)律Ⅱ浙江6月卷·T12浙江1月卷·T12 浙江7月卷·T1 浙江4月卷·T8 浙江4月卷·T5閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用  Ⅱ  Ⅰ卷·T17江蘇卷·T6北京卷·T12浙江1月卷·T6江蘇卷·T3 實驗九：測定金屬的電阻率 浙江1月卷·T18浙江6月卷·T18 Ⅰ卷·T22天津卷·T9 實驗十：描繪小電珠的福安特性曲線 乙卷·T23甲卷·T23河北卷·T11Ⅱ卷·T23Ⅲ卷·T23  實驗十一：測定電源的電動勢和內(nèi)電阻  乙卷·T23湖南卷·T21北京卷·T16山東卷·T14  實驗十二：練習(xí)使用多用電表    Ⅰ卷·T23Ⅱ卷·T22核心素養(yǎng)物理觀念：1.認識電路及其特點，理解電源電動勢等重要概念；2.掌握焦耳定律、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用．科學(xué)思維：1.分析電路結(jié)構(gòu)，判斷電路有關(guān)問題；2.用閉合電路歐姆定律計算電路有關(guān)問題．科學(xué)探究：1.善于發(fā)現(xiàn)問題，提出合理猜想、設(shè)計實驗、分析論證、反思評估；2.通過創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)探究欲望，提高實驗探究能力．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：1.樹立安全用電、節(jié)約用電的思想意識；2.通過實驗培養(yǎng)嚴謹認真、實事求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度．命題規(guī)律高考對恒定電流部分的考查內(nèi)容主要有電路基本概念，歐姆定律和電阻定律，電功率和焦耳定律，動態(tài)電路、含容電路和電路故障.以電路為基礎(chǔ)，與電動機、磁場、電磁感應(yīng)相聯(lián)系綜合考查電功、電熱及效率.實驗考查內(nèi)容主要有電表的改裝和讀數(shù)，多用電表的原理和使用，以伏安法為代表的電阻的幾種測量方法，以伏安法為代表的電源電動勢和內(nèi)阻的測量，傳感器應(yīng)用，以實驗原理、電路設(shè)計、數(shù)據(jù)處理和誤差分析等知識能力的考查為主，本章考查的主要是科學(xué)思維、科學(xué)探究、學(xué)科素養(yǎng)。備考策略重點掌握閉合電路歐姆定律及直流電路問題.本章以電學(xué)實驗形式出現(xiàn)的可能性較大，所以平時多練一練電學(xué)實驗.不可忽視以動力學(xué)為背景的力電綜合題，還有以電路知識為背景的能量守恒問題.加強文字表達、函數(shù)表達、圖象表達的理解及其應(yīng)用。實驗以電表改裝、電阻測量為主線，加強實驗原理、電路設(shè)計、數(shù)據(jù)處理和誤差分析的練習(xí)。【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】專題9.5 實驗十一：測定電源的電動勢和內(nèi)電阻【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】考點一  基本要求一、實驗?zāi)康?/span>1．掌握用電壓表和電流表測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方法；進一步理解閉合電路的歐姆定律．2．掌握用圖象法求電動勢和內(nèi)阻的方法．二、實驗原理1．實驗依據(jù)：閉合電路歐姆定律．2．E和r的求解：由U＝E－Ir得，解得E、r.3．圖象法處理：以路端電壓U為縱軸，干路電流I為橫軸，建系、描點、連線，縱軸截距為電動勢E，直線斜率k的絕對值為內(nèi)阻r.三、實驗器材電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標紙、鉛筆．四、實驗步驟1．電流表用0.6 A量程，電壓表用3 V量程，按實驗原理圖連接好實物電路．2．把變阻器的滑片移動到使接入電路阻值最大的一端．3．閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)．記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣方法測量并記錄幾組I、U值，并填入表格中．  第1組第2組第3組第4組第5組第6組U/V      I/A       4.斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材．考點二  規(guī)律方法一、數(shù)據(jù)處理1．列多個方程組求解，再求E、r的平均值．2．用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖所示．(1)圖線與縱軸交點為E；(2)圖線與橫軸交點為I短＝；(3)圖線的斜率表示r＝.二、誤差分析1．偶然誤差：(1)電表讀數(shù)不準引起誤差．(2)圖象法求E和r時作圖不準確．2．系統(tǒng)誤差：(1)采取電流表內(nèi)接法，由于電壓表分流造成電動勢和內(nèi)阻的測量值均偏?。?/span>(2)采取電流表外接法，由于電流表分壓，造成內(nèi)阻的測量值偏大．三、注意事項1．為了使路端電壓變化明顯，可使用內(nèi)阻較大的舊電池．2．電流不要過大，應(yīng)小于0.5 A，讀數(shù)要快．每次讀數(shù)后立即斷開電源．3．要測出不少于6組的(U，I)數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些．4．若U－I圖線縱軸刻度不從零開始，則圖線和橫軸的交點不再是短路電流，內(nèi)阻應(yīng)根據(jù)r＝確定．5．電流表要內(nèi)接(因為r很小)．高頻考點一 基本要求例1、（2022·湖北·恩施市第一中學(xué)模擬預(yù)測）某實驗小組的成員利用下列器材設(shè)計出了既可以測量電流表的內(nèi)阻又可以測量某電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗電路，已知實驗室提供的器材如下：電阻箱，定值電阻，兩個電流表、，單刀單擲開關(guān)，單刀雙擲開關(guān)，待測電源，導(dǎo)線若干。該實驗小組成員設(shè)計的電路如圖甲所示。他們的操作步驟如下：（1）閉合單刀單擲開關(guān)，斷開單刀雙擲開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為，讀出電流表的示數(shù)；將單刀雙擲開關(guān)接通1，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為，使電流表的示數(shù)仍為；再將單刀雙擲開關(guān)接通2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為，使電流表的示數(shù)也為。則電流表的內(nèi)阻為______，電流表的內(nèi)阻為______。（2）將單刀雙擲開關(guān)接通2，多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄每次調(diào)節(jié)后的電阻箱的阻值及電流表的示數(shù)，該同學(xué)打算用圖像處理數(shù)據(jù)，以電阻箱電阻為縱軸，為了直觀得到電流與的圖像關(guān)系，則橫軸應(yīng)取______。A．       B．       C．       D．（3）根據(jù)（2）選取的軸，作出圖像如圖乙所示，則電源的電動勢______，內(nèi)阻______（用、、及圖像中的a、b表示） 【變式訓(xùn)練】（2022·福建·莆田二中模擬預(yù)測）某同學(xué)要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，現(xiàn)在實驗室提供了如下的器材：A．電流表G（量程2mA，內(nèi)阻）B．電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω）C．滑動變阻器R（0~10Ω，額定電流2A）D．定值電阻E．開關(guān)S和導(dǎo)線若干①該同學(xué)根據(jù)實際情況設(shè)計了如圖1所示的原理圖，請你根據(jù)原理圖用筆畫線代替導(dǎo)線連接實物圖________。②該同學(xué)將電流表G與電阻串聯(lián)組成電壓表，此電壓表的最大量程______V，利用上述實驗原理圖測得數(shù)據(jù)，以電流表A讀數(shù)為橫坐標，以路端電壓U為縱坐標，繪出了如圖3所示的圖線，根據(jù)圖線可求出電源的內(nèi)阻r＝______Ω（保留2位小數(shù)）。③由于電流表G的分流引起實驗誤差，導(dǎo)致電池電動勢測量值______（填“偏大”“偏小”或“準確”）。 高頻考點二 規(guī)律方法例2、（2022·天津和平·三模）手機電池多為鋰電池，這種電池的電動勢并不是一個定值，剛充滿的電池電動勢約 4.2V，在使用過程中降低到3.2V時建議終止放電。為盡可能精確地測量出某手機電池剛充滿電時的電動勢，可供選用的器材如下：A．電流表A：量程 0~0.6A、內(nèi)阻約為0.6ΩB．電壓表V：量程 0~15V、內(nèi)阻約為3kΩC．滑動變阻器R：最大阻值10ΩD．電阻箱R：0~999.9ΩE．待測手機電池E     F．一個開關(guān)及導(dǎo)線若干（1）為使實驗具有盡可能高的精度，下列電路中，應(yīng)選用___________；A． B．C． D．（2）根據(jù)設(shè)計的電路，用圖像法處理數(shù)據(jù)，為保證得到的圖像為直線，應(yīng)作___________隨___________變化的圖像；（3）若已知該圖像斜率的絕對值為k，縱截距的絕對值為b，則電源電動勢的大小為___________。 【變式訓(xùn)練】（2022·北京海淀·二模）某同學(xué)把銅片和鋅片相隔約2cm插入一個桔子中，就制成了一個水果電池。銅片是電池的正極，鋅片是負極。他所用到的器材有水果電池、電阻箱、電流表、電鍵和導(dǎo)線若干（1）請根據(jù)上面的器材在方框中畫出實驗電路圖。(       )（2）實驗時，用電流表和電阻箱測出多組電流I和電阻值R，若要通過圖像測得這個水果電池的電動勢和內(nèi)阻，可以選用圖像為___________A．R-I                    B．               C．（3）若用該實驗方法測量水果電池的電動勢和內(nèi)阻，電動勢的測量值___________真實值，內(nèi)阻的測量值___________真實值（選填“大于”“等于”“小于”）。（4）該同學(xué)在斷開電鍵準備收拾器材的時候，忽然想起測量干電池電動勢時，可以將學(xué)生用指針式電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約3k?）直接接到干電池的正負極，因此該同學(xué)也將這種指針式電壓表直接接到了桔子電池的正負極，但是測得的數(shù)值與用圖像測得的電動勢數(shù)值差距很大。設(shè)直接用指針式電壓表測得的電動勢用E2表示，該同學(xué)用圖像法測得的電動勢用E1表示，請分析說明這兩個值哪一個更大。(       )