精品课件2019高三一轮复习实验探究测定电池的电动势

3．建立坐标系、描点．纵轴表示电压，横轴表示电流， 取合适的标度，使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上，必 要时纵坐标可以不从零开始取值． 4．据描出的坐标点作出 U－I 图像． 5．测算电动势和内电阻．准确读出 U－I 图线与纵轴和 横轴的交点坐标，并代入 U＝E－Ir 中，算出 E 和 r.
考点诊断
0.60(0.55～0.65 均可)
热点题型探究
题型归纳
题型 实验原理及数据处理 【例】 用电流表和电压表测 1 节干电池的电动势和内电 阻，如图中给出了①、②两个供选用的电路图，为了较精确地 测定电动势和内电阻，实验中应选用________电路，正确选用 电路后，根据图③中器材连成实验用电路，实验时经测量得出 的数据如下表，请在图④的方格纸上画出 U－I 图线．利用图 线可求出电源电动势和内电阻分别为________、________.
解析 电动势为 1.5V，而 A 电压表量程为 15V，若用 A 则很难精确读数，误差太大．B 变阻器电阻太大而额定电流 过小，调节不方便．
答案
B
A 电压表量程过大，读数误差较大
A
B 变阻器额定电流过小，调节不方便
3．图①是利用两个电流表 A1 和 A2 测量干电池电动势 E 和内阻 r 的电路原理图．图中 S 为开关，R 为滑动变阻器， 固定电阻 R1 和 A1 内阻之和为 10000Ω(比 r 和滑动变阻器的总 电阻都大得多)，A2 为理想电流表．
①
2．数据处理． (1)计算法： 对于一特定的电池，E 和 r 都是确定的，所以改变 R 的 阻值，测得多组 U、I 值，代入①式，可分别得到 U1＝E－I1r U2＝E－I2r U3＝E－I3r
… 以上方程两两组成方程组，可求得多组 E、r 值，为减小 误差取其平均值作为电池的电动势和内阻的大小．

答案：(1)B D F (2)甲 (3)1.5 0.7
考点 02 数据处理与分析
[师生共研]
典例透析
例 2 小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势
和内阻．
(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) 1.45 1.36 1.27 1.16 1.06 I(A) 0.12 0.20 0.28 0.36 0.44
(2)若采用如图甲所示的电路，IA 为电源电流真实值，理论上 有 E＝U＋UA＋IAr，其中 UA 不可知，而造成误差，而且电流表 示数越大，UA 越大，当电流为零时，UA＝0，电压为准确值，等 于 E.
结论： ①E 为真实值． ②I 短测<I 短真． ③因为 r 测＝IE短测，所以 r 测>r 真，r 测为 r 真和 RA 的串联值，由 于通常情况下电池的内阻较小，所以这时 r 测的测量误差比较大．
(3)长时间保持电路闭合，电池会发热，电池内阻会发生变化， 干电池长时间放电，也会引起电动势变化，导致实验误差增大．
(1)0.44 (2)U-I 图线见解析 1.60(1.59～1.62 均可) 1.20(1.18～1.24 均可) (3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会 发生变化，导致实验误差增大
(1)本实验误差在于电压表的分流，内阻越大越好，
故选
A；电路中能达到的最大电流
I＝
R1＋ER2＋r＝
3 10＋5＋2
A≈180 mA，电流表最好选 C.
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，
说明外电路的电阻变大，滑动变阻器的电阻变大，则两导线与滑
动变阻器接线柱连接情况是一条导线接在滑动变阻器金属杆左

(2)E 测<E 真． (3)因为 r 测＝EI短测，所以 r 测<r 真．
[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，电池的 内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的 1 号干电池． 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，故长时间放电不宜超过 0.3 A， 短时间放电不宜超过 0.5 A．因此，实验中不要将 I 调得过大，读电 表要快，每次读完立即断电．
(1)在作 U-I 图象时，要根据测量数据选取合适的坐标值，有时 U 轴的坐标值要从某一恰当的值开始，I 轴的坐标值必须从零开 始．在作图时，要使较多的点落在直线上，不落在直线上的点要均 匀分布在直线的两侧．
(2)在 U-I 图线中，当纵坐标不从 0 开始时，图线与纵轴的截距 仍为电动势，直线斜率的绝对值仍为内电阻，但这时图线与横轴的 交点不是短路电流了，此时 r＝ΔΔUI .
(2) 该 同 学 在 闭 合 开 关 之 前 ， 应 先 将 电 阻 箱 调 到 _最__大__值___( 填 “最大值”“最小值”或“任意值”)，实验过程中，将电阻箱调至 如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为___2_1____Ω.
(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的1I -R 图象， 则由图象可求得，该电源的电动势 E＝__6_.3_(_6_.1_～___6_.5_)_V，内阻 r＝ ___2_.5_(_2_.4_～__2_._6_)__Ω.(结果均保留两位有效数字)
题型 1 对实验原理和误差的考查 [典例 1] 在测量一节干电池电动势 E 和内阻 r 的实验中，小 明设计了如图甲所示的实验电路．
甲
乙 (1)根据图甲所示实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完 成实物图的连接．

答案：(1)②最大值 ③电阻箱的阻值 电流表的示数 (2)2.8(2.6～3.0) 1.0(0.6～1.0) (3)大
例2：(双选)如图 所示是某电源的路端电压与电流的 U－I 图象， 下列说法正确的是( ) A．该电源的电动势是 2.8 V
பைடு நூலகம்
☆数据处理 (1)利用多组(I，U)值画出 I－U 图象． (2)利用图象得出电源的电动势，计算出电源的内阻．
☆误差分析 由于实验电路及电压表、电流表内阻的影响，本实验结果 E测<E真，r测<r真．
☆注意事项
(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些(选 用已使用过一段时间的干电池)．
☆ 实验器材
电池、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导线若干、 坐标纸.
☆实验步骤 (1)电流表用 0.6 A 量程，电压表用 3 V 量程，按图连接好电路． (2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端． (3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显的示数，记录 一组数据(I，U)，用同样方法测量几组 I、U 值，记录在表格中． (4)断开开关，整理器材． (5)处理数据，求出电源的电动势和内阻的阻值．
变式1．某同学利用电流表和电阻箱测量电池组的电动势和内 阻，实验原理如图 所示．
(1)实验的主要步骤如下： ①检查并调节电流表指针指零，将 开关 S 断开，按照电路图连线． ②调节电阻箱 R 的阻值至____________． ③将开关 S 闭合，逐渐调节 R 使电流表指针有足够的偏转， 记下此时________________和________________．
④改变 R 的阻值测出几组 I 随 R 变化的数据，由 R＝EI －r 作出 R－1I的图线如图 S10-9 所示．
图 S10-9