高中物理高考 第17讲 伏安法 伏阻法 安阻法-2021年高考物理解题方法大全（解析版）.doc

第17讲 伏安法 伏阻法 安阻法（解析版）—高中物理解题方法28法20讲江苏省特级教师 学科网特约金牌名师 戴儒京基本知识测电源电动势和内阻的三种方法归纳表电路图图象结果误差伏安法电流表内接（註）(截距）（斜率）电流表外接同上同上伏阻法（k为斜率，b为纵轴截距）安阻法（k为斜率，b为纵轴截距）註：关于电流表内接和外接，没有明确的规定，一般认为，在测电阻的电路中，表中上图是外接，下图是内接本文是测电源电动势和内阻，应该以电源为参照物而不是以电阻为参照物，所以，本图中，我以上图为电流表内接，下图为电流表外接，特此约定伏安法测电阻的内接外接问题误差分析：电流表外接时，电压表分流引起系统误差，测量值为电阻R与电压表内阻RV的并联值，所以测量值小于真实值电流表内接时，电流表分压引起系统误差，测量值为电阻R与电流表内阻RA的串联值，所以测量值大于于真实值所以，当电阻小于小于电压表内阻时，是小电阻，用电流表外接法当电阻大于大于电流表内阻时，是大电阻，用电流表内接法怎样才算小电阻和大电阻呢?取，待测电阻R，若RR0，则为大电阻，用电流表内接法关于伏安法测电阻实验中的电流表外接和内接的问题，是高考的重点和热点，也是学生学习中的难点，有的同学总有点似懂非懂、似是而非的感觉。

例题和习题例题1.一同学测量某干电池的电动势和内阻．（1）题图1所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处．[来源:学科网] 题图1（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表:根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出关系图象．由图象可计算出该干电池的电动势为 V；内阻为 Ω．R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A–16.76.05.34.53.8 题图2（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如题10-2 图所示，则该干电池的电动势应为 V；内阻应为 Ω．【解析】（2）推导：根据闭合电路欧姆定律，，变形为，所以电动势为图象的斜率，内阻为图象在轴上的的截距，根据图象科求出斜率和截距，从而求出E和，见答案。

3）电压表读数为66,根据已知条件，电流表内阻因为安阻法测电源电动势和内阻实验中，电动势E，内阻，所以，第（3）问中，电动势同第（2）问，内阻比第（2）问少.【答案】10．（1）①开关未断开 ②电阻箱阻值为零（2）（见下图） 1.4（1.30~1.44都算对） 1.2（1.0~1.4都算对）（3）1.4（结果与（2）问第一个空格一致） 1.0（结果比（2）问第二个空格小0.2）例题2.用如图所示电路测量电源的电动势和内阻实验器材：待测电源（电动势约3V，内阻约2Ω），保护电阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干实验主要步骤：（ⅰ）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；（ⅱ）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；（ⅲ）以U为纵坐标，I为横坐标，作U—I图线（U、I都用国际单位）；（ⅳ）求出U—I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a回答下列问题：（1）电压表最好选用______；电流表最好选用______A．电压表（0-3V，内阻约15kΩ） B．电压表（0-3V，内阻约3kΩ）C．电流表（0-200mA，内阻约2Ω） D．电流表（0-30mA，内阻约2Ω）（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是______。

A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱（3）选用k、a、R1、R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______，r=______，代入数值可得E和r的测量值答案】（1）A、C （2）C （3），【解析】（1）电压表内阻越大，分得的电流越小，误差也就越小，所以选内阻较大的A电压表；当滑动变阻器接入电阻最小时通过电流表电流最大，此时通过电流表电流大小约为，所以选量程为的C电流表2)由电路分析可知，滑片右移电压表示数变大，意味着滑动变阻器接入电路部分阻值增大，考查A选项两导线都接在金属柱两端上，接入电阻为0；考查B选项若两导线都接电阻丝两端，接入电阻为最大阻值，不会变化；考查C选项一导线接金属杆左端，一导线接电阻丝左端，则滑片右移时阻值增大，符合题意；考查D选项一导线接金属杆右端，一导线接电阻丝右端，则滑片右移阻值减小，不符合题意3)由，得，对比伏安特性曲线可知，图像斜率大小，所以电源内阻；令,得，由题意知与横轴截距为，所以，则。

3.测量电流表的内阻RA和直流电源的电动势E例题3. 某同学利用图（a）中的电路测量电流表的内阻RA（约为5Ω）和直流电源的电动势E （约为10V） 图中R1和R2为电阻箱，S1和S2为开关已知电流表的量程为100mA，直流电源的内阻为r1）断开S2，闭合S1，调节R1的阻值，使满偏；保持R1的阻值不变，闭合S2，调节R2，当R2的阻值为4.8时的示数为48.0mA忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，经计算得RA= Ω；（保留2位有效数字）（2）保持S1闭合，断开S2，多次改变R1的阻值，并记录电流表的相应示数若某次R1的示数如图（b）所示，则此次R1的阻值为 Ω；（3）利用记录的R1的阻值和相应的电流表示数，作出图线，如图（c）所示用电池的电动势E、内阻r和电流表内阻RA表示随变化的关系式为= 利用图（c）可求得E= V （保留2位有效数字）【解析】（1）并联电路电流与电阻成反比，解得(2)（3）根据全电路欧姆定律有，变形得从图（c）可求图线的斜率，则电源电动势.例题4.某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。

其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ，电阻R1=9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻①按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是___________导线断开②排除故障后，该小组顺利完成实验通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图由I1–I2图象得到的电池的电动势E=_________V，内阻r=__________Ω解析】直线与纵轴的交点为I1=0.14，所以电动势为直线斜率的绝对值为所以，电源内阻【答案】（2）①AB ②BC（3）①aa'  bb'  ②1.4（1.36~1.44均可） 0.5（0.4~0.6均可）例题5.小明利用如题图1所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻（1）题图1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请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出U-I图线由图线求得：电动势E=_________V;内阻r=_________________Ω（3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_______________【答案】（1）0.44（2）U-I图线见右图 1. 60 （1. 58 ~ 1. 62 都算对） 1.2（1.18 ~1.26 都算对）（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.【解析】本题作图象时，纵轴的标度要注意，一是初始点不为0而是1.0，二是每5个小格为0.1而不是10个小格，否则，不是图象画不全就是延长线到图象外才与纵轴相交。

平常做作业，学生常常认为作图象不要做，考试时就会了，本题图象说明，平常做作业，做图象题也要做，否则，考试时画不好点评】本题考查测电源电动势和内阻实验，难度：容易例题6.用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组（电动势约为4.5V，内电阻约为1Ω）的电动势和内电阻，除了待测电池组，电建，导线外，还有下列器材供选用；A电流表：量程0.6A，内电阻约为1ΩB电流表：量程3A，内电阻约为0.2ΩC电压表：量程3V，内电阻约为30kΩD电压表：量程6V，内电阻约为60kΩE滑动变阻器：0-1000Ω，额定电流0.5AF滑动变阻器：0-20Ω，额定电流2A①为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_______,电压表选用_______，滑动变阻器选用_______（均填仪器的字母代号）②右图为正确选择仪器后，连好的部分电路，为了使测量误差尽量小，还需要在电路中用导线将_______和_______相连、_______和_______相连、_______和_______相连（均填仪器上接线柱的字母代号）③实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验，实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U；用图像法处理采集到数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以_______为纵坐标，以_______为横坐标【解析】①器材选择：电压表易选，因为电源电动势约为4.5V，所以电压表选D（量程6V）；因为电池内电阻约为1Ω，所以滑动变阻器选F（0-20Ω），电路电流约为，所以电流表选A（量程0.6A）。

这只是初步判断，关于器材选择，要有专门文章阐述②实物电路的连接，最好先画电路原理图，再根据电路图画实物图 ③根据全电路欧姆定律，得，所以纵坐标是，横坐标是或者，或者答案】 （3）① A D F ②ad cg fh③ R【点评】本题考查“用伏安法测电源电动势和内阻”实验中器材的选择，实物电路的连接和作图以及伏阻法测电源电动势和内阻的作图原理难度：中等例题7.某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100μA，内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱（0—999.9Ω）和若干导线1）由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表，则应将表头与电阻箱 （填“串联”或“并联”），并将该电阻箱阻值调为 Ω2）接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图1所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算。