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2023年高考物理实验专题突破专题实验10 测量电源的电动势和内阻(教师)

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2023年高考物理实验专题突破专题实验10 测量电源的电动势和内阻(教师)

1、实验10 测量电源的电动势和内阻思维突破原型突破重点讲析一、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EUIr(1)连接电路:按实验电路图连接好电路(2)测量与记录:闭合开关,调节滑动变阻器,测量出多组I、U值,填入对应的表格中二、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UI图象,如图所示,由UrIE(1)图线与纵轴交点为E(2)图线斜率的绝对值表示r|三、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

2、开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,应根据r|确定。四、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。【例1】(2022广东华南师大附中三模)随着智能手机的广泛应用,充电宝成为手机及时充电的一种重要选择。充电宝可视为与电池一样的直流电源。一充电宝的电动势约为5V,内阻很小,最大放电电流为2A;某实验小组测它的电动势和内阻时,将充电宝连接线的外绝缘层剥开,里面红导线为充电宝的正极,黑导线为充电宝的负极,另有滑动变阻器R用于改变电路中的电流。已知定值电阻,电流表A的内阻约为0.1,电压表V的内阻约为3

3、k,将以上器材与开关S相连接成如图所示电路。(1)老师发现该电路中有一根导线接线错误,请你找出是哪根线_(选填“a”或“b”);(2)改正后,请在下面的方框中画出对应的电路图;_ (3)调节滑动变阻器,测得多组I、U数据,并在坐标纸上描点如下图,请根据描出的点作出U-I图像;_ (4)依据U-I图像,可求得该充电宝的电动势为_V,内阻为_。(计算结果均保留2位小数)【答案】 b 4.90 0.10【解析】(1)1按电路图连接,则电压表测的是充电宝电压,不符合电路设计要求,故b导线连接错误,应接到滑动变阻器左端上方接线柱或者定值电阻左端接线柱上。(2)2按电路图连接好电路即可,滑动变阻器与定值电

4、阻串联,电流表采用内接法。(3)3舍去明显错误的数值,然后将描点描绘出一条直线。描点尽可能多的在直线上,其他点均匀分布于直线两侧。(4)45根据闭合电路欧姆定律,有化简得到根据图像可得解得【例2】(2022天津一模)某次实验要测量一节干电池的电动势和内电阻,实验室提供以下器材:A一节待测干电池(电动势约为,内阻约为);B电流表(量程,内阻);C电流表(量程,内阻约为);D滑动变阻器(阻值范围,额定电流);E.滑动变阻器(阻值范围,额定电流);F.定值电阻;G.开关和导线若干。(1)选择提供的器材,请在图甲中补充完整实验电路图,并在图中标注上所补器材及滑动变阻器的符号_;(2)调节滑动变阻器的阻

5、值,记录多组两电流表的读数,根据数据描出图像,如图乙,若不考虑电表内阻对测量结果的影响,则该电池的电动势_,内阻_;(结果均保留三位有效数字)(3)若考虑电表内阻对实验结果的影响,则修正后的电源内阻_(用、和等符号表示)。【答案】 见解析 1.48V 【解析】(1)1题中没有给出电压表,但给了两个电流表,将电流表串联一个电阻可以改装成电压表。假设用滑动变阻器,电路中的最小电流约为3mA,都大于1mA,所以改装电压表的电流表用A1。由于电源内阻较小,为了方便测量减小误差,滑动变阻器应该选用最大阻值较小的R1,电路图如图所示(2)23由闭合电路欧姆定律可得整理得到结合图像可得解得,(3)4由电路图可知,实际测得的电阻r为电源内阻与等效电压表内阻的并联内阻,即可得修正后的电源内阻为创新突破重点讲析1设计本实验时,还可有以下两种思路:(1)利用电流表(或电压表)和电阻箱,改变电阻箱的阻值,测出对应的电流(或电压),由闭合电路欧姆定律列式求解或作出相关量间的关系图象,利用截距、斜

2022年12月2日晚,神舟十四号、神舟十五号乘组进行了工作交接,6名航天员分别在确认书上签字。这是中国航天员乘组完成的首次在轨交接。我国的空间站也正式进入长期有人驻留的阶段。自1992年正式立项以来,30年间,中国载人航天工程如同一粒种子,实现了从无到有,结下了①。

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