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(共39張PPT)
高考物理總復習課件
第九章 　恒定電流
實驗九 測定電源的電動勢和內阻
一、實驗原理與操作
二、注意事項
1.可選用舊電池：為了使電路的路端電壓變化明顯，電池的內
阻宜大些，可選用已使用過一段時間的干電池.
2.電流不要過大，讀數要快：干電池在大電流放電時，電動勢
E 會明顯下降，內阻 r 會明顯增大.因此，實驗中不要將 I 調得過大，
讀電表要快，每次讀完立即斷電.
3.計算法求 E、r：要測出不少于 6 組 I、U 數據，且變化范圍
要大些；用方程組求解時，在測出的 I、U 數據中，可使第 1 和第
4 為一組，第 2 和第 5 為一組，第 3 和第 6 為一組，分別解出 E、
r 值再求平均值.
4.合理選擇標度：為使圖線分布空間大，如圖 S9-1 所示，縱
坐標可以不從零開始，則圖線和橫軸的交點不再是短路電流，電
圖 S9-1
三、誤差分析
1.偶然誤差.
(1)由于讀數不準和電表線性不良引起誤差.
(2)用圖像法求 E 和 r 時，由于作圖不準確造成誤差.
(3)測量過程中通電時間過長或電流過大，都會引起 E、r 變化.
2.系統誤差.
由于電壓表和電流表內阻影響而導致的誤差.
(1)如圖 S9-2 甲所示，在理論上 E＝U＋(IV＋IA)r，其中電壓表
示數 U 被認為是準確的電源兩端電壓.而實驗中忽略了通過電壓表的
電流 IV 而形成誤差，而且電壓表示數越大，IV 越大，如圖乙所示.
甲
乙
圖 S9-2
結論：
①當電壓表示數為零時，IV＝0，IA＝I短，短路電流測量值＝
真實值.
②E測③因為 r測＝
E測
I短
，所以 r測成內電路的一部分，故實際測出的是電池和電壓表這一整體的等
效內阻和電動勢(r測和 E測)，如圖甲所示，因為電壓表和電池并聯，
所以 r測小于電池內阻 r真.因為外電阻 R 斷開時，a、b 兩點間電壓
Uab 等于電動勢 E測，此時電源與電壓表構成回路，所以 Uab即 E測④該電路適合測量電源內阻小的電源.
(2)若采用如圖 S9-3 甲所示的電路，IA 為電源電流真實值，理
論上有 E＝U＋UA＋IAr，其中 UA 不可知，而造成誤差，而且電流
表示數越大，UA 越大，當電流為零時，UA＝0，電壓為準確值，
等于 E，如圖乙所示.
乙
圖 S9-3
甲
結論：
①E 為真實值.
②I短測③因為 r測＝
E
I短測
，所以 r測>r真，r測為 r真和 RA 的串聯值，由
于通常情況下電池的內阻較小，所以這時 r測的測量誤差非常大.
④該電路適合測量電源內阻大的電源.
考點 1 實驗原理與操作
【典題 1】(2022 年廣東模擬)(1)某同學用螺旋測微器測量一物
體的直徑，讀出圖 S9-4 中讀數為________mm.
圖 S9-4
(2)在測量電源電動勢和內電阻的實驗中，有電壓表 V(量程為
3 V，內阻約 3 kΩ).電流表 A(量程為 0.6 A，內阻約為 0.70 Ω).滑動
變阻器 R(10 Ω
2 A).為了更準確地測出電源電動勢和內阻設計了
如圖 S9-5 所示的電路圖.
圖 S9-5
①在閉合開關之前為防止電表過載而將滑動變阻器的滑動頭
P 放在______(填“a”或“b”)處.
②在實驗中測得多組電壓和電流值，得到如圖 S9-6 所示的
U-I 圖線，由圖可得該電源電動勢 E＝_____V，內阻 r＝______Ω.
圖 S9-6
(3)某同學在設計電壓表改裝時，將一個內阻為 60 Ω，滿偏電
流為 0.5 mA 的電流表表頭改成量程為 3 V 的電壓表，需要______
(填“串”或“并”)聯一個阻值________Ω的電阻.
解析：(1)用螺旋測微器測量一物體的直徑，讀數為 1.5 mm＋
0.01 mm×20.5＝1.705 mm.
(2)①在閉合開關之前為防止電表過載而將滑動變阻器的滑動
頭 P 放在 a 處.
(3)某同學在設計電壓表改裝時，將一個內阻為 60 Ω，滿偏電
流為 0.5 mA 的電流表表頭改成量程為 3 V 的電壓表，需要串聯一
個電阻，根據 U＝IG(RG＋R)，可得 R＝5940 Ω，即串聯的電阻阻
值 5940 Ω.
答案：(1)1.705 (2)①a ②1.5 1.0 (3)串 5940
考點 2 數據處理與誤差分析
【典題 2】在“測電池的電動勢和內電阻”的實驗中，具有如
下器材：待測干電池 E 一節，電壓表 V，電流表 A，滑動變阻器
R1(0～10 Ω)，滑動變阻器 R2(0～200 Ω)，開關 S，導線若干.(結果
均保留 2 位小數)
甲
乙
丙
圖 S9-7
(1)為方便實驗調節且能較準確地進行測量，滑動變阻器應選
用___________(填“R1”或“R2”).
(2)實驗所用電路如圖 S9-7 甲所示，請用筆畫線代替導線在圖
乙中完成實物連接圖，要求保證開關在閉合前滑動變阻器的滑片
處于正確的位置.
(3)該同學由實驗數據得到圖丙中的圖像 b，根據圖像 b 求得
電源電動勢 E＝______V，內電阻 r＝________Ω.
(4)丙圖中 a 圖線是某電阻 R 的伏安特性曲線，則兩條圖線 a、
b 的交點的橫、縱坐標分別表示_____________________________
______________________，該同學將該電阻 R 與本實驗中的所用
的電池連成一閉合電路，此時電阻 R 消耗的電功率是________W.
(5)假如本實驗中所使用的電壓表的內阻很大(可視為理想電
壓表)，而電流表具有一定的內阻(不可忽略)，則根據本實驗原理
圖所測得的電源電動勢值將_________，內電阻值將________(填
“偏大”“偏小”或“不變”).
答案：(1)R1 (2)如圖 D44 所示.
圖 D44
(3)1.45
0.85
(4)將該電阻 R 與電源連成閉合電路時，通過
電阻 R 的電流和它兩端的電壓 0.63 (5)不變 不變
實驗方法 安阻法 伏阻法
實驗電路
安阻法和伏阻法測電源電動勢和內阻.
(續表)
(續表)
考向 1 安阻法
【典題 3】(2023 年廣東珠海三模)電學實驗中可將電源 E1 與
電源 E2 及靈敏電流計 G 連成如圖 S9-8 甲所示電路，若靈敏電流
計 G 的示數為 0，說明此時兩電源的電動勢相等.根據這一原理，
某同學設計了如圖乙所示電路來測量某電源 C 的電動勢，其中 A
為工作電源(內阻不計)，B 為電動勢(為 E )恒定的標準電源，R1、
R2 為電阻箱，R3 為滑動變阻器，G 為靈敏電流計，S1、S3 為單刀
單擲開關，S2 為單刀雙擲開關，實驗過程如下：
甲
乙
圖 S9-8
①實驗開始之前，將 R1 和 R2 的阻值限定在 1000 Ω到 3000 Ω
之間.
②將 S2 置于“1”處，閉合開關 S1、S3，通過調節 R1、R2、
R3，使靈敏電流計 G 的示數為 0，記錄此時的 R1 與 R2 的阻值，分
別為 a、b.
③將開關 S2 置于“2”處，保持通過 R1、R2 的電流不變，重
復上述操作，使靈敏電流計 G 的示數為 0，記錄此時的 R1 與 R2
的阻值，分別為 c、d.
根據上述實驗過程回答問題.
(1)實驗步驟①中，為保護靈敏電流計，開始時滑動變阻器觸
頭應處在最________(填“左”或“右”)端.
(2)在步驟③中，為保持實驗過程中流過 R1 與 R2 的電流不變，
則 a＋b________(填“＞”“<”或“＝”)c＋d.
(3)待測電源 C 的電動勢為_____________(用 a、b、c、d、E
中必要的符號表示).
(4)若工作電源 A 的內阻不可忽略，則待測電源 C 的電動勢測
量值相比于上述方案結果_________(填“偏大”“偏小”或“不
變”).
解析：(1)由題圖乙所示電路圖可知，滑動變阻器采用限流接
法，為保護靈敏電流計，開始時滑動變阻器觸頭應處在最左端.
(2)改用待測電源替換標準電源的位置，其前提條件是工作電
源 A 所在電路電流 I 要保持不變，電源 A 的輸出電壓固定不變，
采取的措施是使 R1 與 R2 的阻值之和為某一固定阻值，使 R1′和 R2′
的阻值之和也為該固定阻值，即 a＋b＝c＋d.
考向 2 伏阻法
【典題 4】某同學用圖 S9-9 所示電路測量電池的電動勢和內
阻以及一個未知電阻 R1.
(1)請用筆畫線代替導線完成實物圖連接.
圖 S9-9
(2)將 S2 接到 a，閉合 S1，撥動電阻箱旋鈕，使電阻箱阻值為
11.0 Ω，此時電壓表讀數為 2.20 V.然后保持電阻箱示數不變，將
S2 切換到 b，閉合 S1，電壓表讀數如圖S9-10甲所示，則其讀數為
_________V，由此可算出電阻 R1 的阻值為________Ω(結果保留 3
位有效數字).
甲
乙
圖 S9-10
(3)在完成上述操作后，該同學將 S2 切換到 a，閉合 S1，多次
調節電阻箱，讀出多組電阻箱的示數 R 和對應的電壓表示數 U，
動勢 E＝________V，電源內阻 r＝________Ω(結果保留 3 位有效
數字).
解析：(1)電源是兩節電池串聯，所以電壓表選 3 V 量程.
(2)題圖甲電壓表量程是 3 V，精確度為 0.1 V，故其讀數為
答案：(1)如圖 D45 所示.
圖 D45
(2)2.60 2.00 (3)2.86 1.29
思路導引
結合電路圖閉合電路歐姆定律的表達式，對照圖
像的縱橫坐標整理出縱坐標隨橫坐標變化的一次函數關系式，由
直線方程的斜率和截距的物理意義計算電動勢和內阻.
謝謝
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