第十章

恒定電流

第54講實(shí)驗(yàn)十二測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)

阻

實(shí)驗(yàn)知識(shí)·自主回顧

核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破

提能訓(xùn)練練案[54]

返回導(dǎo)航

實(shí)驗(yàn)知識(shí)·自主回顧

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一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

2．加深對(duì)閉合電路的歐姆定律的理解。

二、實(shí)驗(yàn)原理

1．原理圖如圖所示

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2．由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求E、r的方法

(2)用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖所示。

電動(dòng)勢(shì)

①圖線與縱軸交點(diǎn)為_________E___；

②圖線的斜率的絕對(duì)值表示r＝___________。

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三、實(shí)驗(yàn)器材

電池、電壓表、電流表、__滑__動(dòng)__變__阻__器____、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和

刻度尺。

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1．電流表用__0_._6_A___量程，電壓表用___3_V___量程，按實(shí)驗(yàn)原理圖

甲或乙連接好電路。

2．把滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到接入電路阻值最__大____的一端。

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3．閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組

數(shù)據(jù)(I1，U1)，用同樣方法測(cè)量出6組I、U的值，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。

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五、誤差分析

1．若采用圖甲電路，由于電壓表的分流作用造成誤差，電壓值越

大，電壓表的分流越多，對(duì)應(yīng)的I真與I測(cè)的差越大。其U－I圖像如圖乙所

示。

結(jié)論：E測(cè)<E真，r測(cè)<r真。

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2．若采用圖丙電路，由于電流表的分壓作用造成誤差，電流越

大，電流表分壓越多，對(duì)應(yīng)U真與U測(cè)的差越大。其U－I圖像如圖丁所

示。

結(jié)論：E測(cè)＝E真，r測(cè)>r真。

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六、注意事項(xiàng)

1．合理選擇電壓表、電流表量程。測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

時(shí)，電壓表選3V量程，電流表選0.6A量程，滑動(dòng)變阻器選0～10Ω。

2．應(yīng)使用內(nèi)阻大些(用過一段時(shí)間)的干電池；在實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)

得過大；每次讀完I和U的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即斷開電源，以免干電池在大電流

放電時(shí)E和r明顯變化。

3．在作U－I圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上，不在直線上

的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，忽略個(gè)別偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)，以減小偶

然誤差。

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核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破

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1教材原型實(shí)驗(yàn)

(基礎(chǔ)考點(diǎn)·自主探究)

【跟蹤訓(xùn)練】

1(實(shí)驗(yàn)原理、電路圖連接和數(shù)據(jù)處理)(2023·浙江6月選考)在“測(cè)量

干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中：

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(1)部分連線如圖1所示，導(dǎo)線a端應(yīng)連接到________(選填

“A”“B”“C”或“D”)接線柱上。正確連接后，某次測(cè)量中電壓表指針位置

如圖2所示，其示數(shù)為________V。

(2)測(cè)得的7組數(shù)據(jù)已標(biāo)在如圖3所示U－I坐標(biāo)系上，用作圖法求干電

池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V和內(nèi)阻r＝________Ω。(計(jì)算結(jié)果均保留兩位

小數(shù))

[答案](1)B1.20(2)1.501.04

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[解析](1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，電壓表要連接在電源的兩端，因此

導(dǎo)線a端應(yīng)連接到B接線柱上。

電壓表的量程是0～3V，分度值為0.1V，需要估讀到分度值的下一

位，則示數(shù)為1.20V。

(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得U＝E－Ir

作出U－I圖像如圖所示：

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根據(jù)圖像可知，縱截距為1.50V，斜率的絕對(duì)值為：

結(jié)合圖3可得U－I圖像的解析式為：

U＝1.50－1.04I

由此可得：E＝1.50V；r＝1.04Ω。

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2(實(shí)驗(yàn)操作、誤差分析和電路選擇)(2022·福建卷)在測(cè)量某電源電動(dòng)

勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，因?yàn)殡妷罕砗碗娏鞅淼挠绊?，不論使用何種接法，都會(huì)產(chǎn)

生系統(tǒng)誤差，為了消除電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差，某實(shí)驗(yàn)興趣小組設(shè)計(jì)

了如圖甲實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行測(cè)量。已知R0＝2Ω。

(1)按照?qǐng)D甲所示的電路圖，將圖乙中的器材實(shí)物連線補(bǔ)充完整。

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(2)實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

①將滑動(dòng)變阻器滑到最左端位置；

②接法Ⅰ：單刀雙擲開關(guān)S與1接通，閉合開關(guān)S0，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器

R，記錄下若干組數(shù)據(jù)U1－I1的值，斷開開關(guān)S0；

③將滑動(dòng)變阻器滑到最左端位置；

④接法Ⅱ：單刀雙擲開關(guān)S與2接通，閉合開關(guān)S0，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器

R，記錄下若干組數(shù)據(jù)U2－I2的值，斷開開關(guān)S0；

⑤分別作出兩種情況所對(duì)應(yīng)的U1－I1和U2－I2圖像。

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(3)單刀雙擲開關(guān)接1時(shí)，某次讀取電表數(shù)據(jù)時(shí)，電壓表指針如圖丙

所示，此時(shí)U1＝________V。

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(4)根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)，作出U1－I1和U2－I2圖像如圖丁所示，根據(jù)圖線

求得電源電動(dòng)勢(shì)E＝________，內(nèi)阻r＝________。(結(jié)果均保留兩位小

數(shù))

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(5)由圖丁可知________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)測(cè)得的電源內(nèi)

阻更接近真實(shí)值。

(6)綜合考慮，若只能選擇一種接法，應(yīng)選擇________(填“接法

Ⅰ”或“接法Ⅱ”)測(cè)量更合適。

[答案](1)見解析圖(3)1.30(4)1.80V2.50Ω(5)接法Ⅱ(6)

接法Ⅱ

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[解析](1)根據(jù)圖甲所示的電路圖，實(shí)物連接如圖所示。

(3)量程為3V的電壓表分度值為0.1V，需要估讀到分度值的下一

位，由圖丙可知電壓表讀數(shù)為U1＝1.30V。

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(4)當(dāng)單刀雙擲開關(guān)接1時(shí)，電流表示數(shù)為零時(shí)，電壓表測(cè)量準(zhǔn)確，

故電動(dòng)勢(shì)為U1－I1的縱軸截距，則有E＝1.80V

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(5)由圖丁可知U1－I1圖像的斜率為

解得r1＝3.00Ω

由圖丁可知U2－I2圖像的斜率為

解得r2＝2.25Ω

故接法Ⅱ測(cè)得的電源內(nèi)阻更接近真實(shí)值。

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(6)由電路圖可知接法Ⅰ的誤差來源是電流表的分壓，接法Ⅱ的誤差

來源是電壓表的分流，由于電源內(nèi)阻較小，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，結(jié)合(5)

問分析可知，若只能選擇一種接法，應(yīng)選擇接法Ⅱ更合適。

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2創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提升

(能力考點(diǎn)·深度研析)

?考向1安阻法

1．實(shí)驗(yàn)原理

用一個(gè)電流表和電阻箱測(cè)量，電路如圖所示，測(cè)量原理為：E＝

I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r，或用圖像法處理數(shù)據(jù)。此種

方法使測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)無偏差，但內(nèi)阻偏大。若已知電流表的阻值可消除

測(cè)內(nèi)阻的系統(tǒng)誤差。

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2．圖像法處理數(shù)據(jù)

3．誤差分析

(1)誤差來源：電流表有電阻，導(dǎo)致內(nèi)阻測(cè)量不準(zhǔn)確；

(2)結(jié)論：E測(cè)＝E真，r測(cè)>r真(r測(cè)＝r真＋rA)。

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(2024·福建寧德一模)某課外研究小組用如圖甲所示的電路測(cè)定電

源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻。電流表的量程符合實(shí)驗(yàn)要求，其內(nèi)阻很小(可忽

略)。

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(1)定值電阻R1的作用是________。

[答案](1)保護(hù)電路(2)3.02.3

[解析](1)R1連在干路中，起到保護(hù)電路的作用。

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(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律有

解得E＝3.0V，r＝2.3Ω。

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