《高考物理一轮复习第十章恒定电流第5讲实验测定电源的电动势和内阻课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习第十章恒定电流第5讲实验测定电源的电动势和内阻课件（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5讲 实验：测定电源的电动势和内阻,知识梳理 实验原理,数据处理,实验步骤,在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材: A.干电池E(电动势约为1.5 V、内电阻大约为1.0 ) B.电压表V(015 V) C.电流表A(00.6 A、内阻0.1 ) D.电流表G(满偏电流3 mA、内阻Rg=10 ) E.滑动变阻器R1(010 、10 A) F.滑动变阻器R2(0100 、1 A) G.定值电阻R3=990 H.开关、导线若干 (1)为了方便且能较准确地进行测量,其中应选用的滑动变阻器是 R1 (填“R1”或“R2”);,(2)请画出你所设计的实验电路图,并在图中标上所选用器
2、材的符号; (3)如图所示为某一同学根据他设计的实验,绘出的I1-I2图线(I1为电流表 G的示数,I2为电流表A的示数),由图线可求得被测电池的电动势E= 1.47 V,内电阻r= 0.82 。,答案 (1)R1 (2)电路图如图所示 (3)1.47(1.461.48均对) 0.82(0.800.86均对),解析 (1)从实验操作方便和安全角度出发,滑动变阻器选小阻值,大电 流的R1;(2)所给器材中电压表量程过大,不能选用,需要把电流表G与R3 串联当作电压表,被测量电源的内电阻很小,电流表相对电源用外接法; (3)延长图线,图线与纵轴的截距为1.47 mA,此时I2=0,则电源电动势E=
3、1. 47 mA(R3+Rg)=1.47 V,图线与横轴交点坐标为(0.57 A,1.0 mA),则有E= 0.1 mA(Rg+R3)=(0.57 A+1.0 mA)r,电源内电阻r=0.82 。,深化拓展,考点一 利用电流表和电压表测电源的电动势和内阻,考点二 一电表一电阻箱法测电源的电动势和内阻,实验电路: 原理:U1=E-I1r U2=E-I2r 所以测量值E= r= 使用条件:如果电源内阻 rRV,则用甲电路;如果电源内阻rRA或RA已,深化拓展 考点一 利用电流表和电压表测电源的电动势和内阻,知,则用乙电路。,1-1 (2014北京理综,21,18分)利用电流表和电压表测定一节干电池
4、的 电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。 (1)应该选择的实验电路是图1中的 甲 (选填“甲”或“乙”)。,图1,(2)现有电流表(00.6 A)、开关和导线若干,以及以下器材: A.电压表(015 V) B.电压表(03 V) C.滑动变阻器(050 ) D.滑动变阻器(0500 ),实验中电压表应选用 B ;滑动变阻器应选用 C 。(选填相应器 材前的字母) (3)某位同学记录的6组数据如表所示,其中5组数据的对应点已经标在 图2的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。,图2,(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E= 1.50 V,内电阻r,= 0.83 。
5、(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输 出功率P都会发生变化。图3的各示意图中正确反映P-U关系的 是 C 。,图3,答案 (1)甲 (2)B C (3)如图所示 (4)1.50(1.491.51) 0.83(0.810.85) (5)C,解析 (1)干电池内电阻较小,远小于电压表内阻,选用甲电路时电源内 电阻的测量值相对误差小。(2)一节干电池的电动势只有1.5 V左右,故 电压表应选用量程较小的B,干电池的内电阻一般只有零点几欧或几欧, 为调节方便,滑动变阻器应选用总阻值与之相差较小的C。(3)作图过程 略,图见答案。(4)由U=E-Ir知U-I图线在U轴上的截
6、距表示E、斜率的绝 对值表示r,由图线可得E=1.50 V,r=0.83 。(5)由P=IU= U= (UE -U2)可知,P-U图线是一条开口向下的抛物线,故选C。,1-2 用图甲所示电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的 内电阻很小,除蓄电池、开关、导线外,可供使用的器材还有: A.电压表(量程03 V) B.电流表(量程00.6 A) C.电流表(量程03 A) D.定值电阻R0(阻值3 ,额定功率4 W) E.滑动变阻器R(阻值范围05 ,额定电流为2 A) (1)电流表应选 B ;(选填器材前的字母序号) (2)根据实验数据作出U-I图像,如图乙所示,蓄电池的电动势E= 2.0
7、 V, 内电阻r= 0.75 。,答案 (1)B (2)2.0 0.75,解析 (1)当滑动变阻器接入电路中的电阻最小,即取0时,电路中有最大 电流Imax = A0.67 A,0.67 A不到电流表C满偏电流的 ,则用C测 量时读数误差较大,0.67 A和电流表B的最大测量值接近,故选B。 (2)根据电路图,由闭合电路欧姆定律可知:U=E-I(r+R0),I=0时,U=E,即纵 截距表示蓄电池的电动势,U-I图线的斜率为-(r+R0),由图线可知斜率k的 绝对值约为 =3.75 ,r=3.75 -R0=0.75 。,考点二 一电表一电阻箱法测电源的电动势和内阻,验室提供的器材如下:电压表、电
8、阻箱(阻值范围 0999.9 )、开关、 导线若干。 请根据图1甲所示的电路图,在图1乙中画出连线,将器材连接成实验 电路。,2-1 2017北京海淀一模,21(2)研究性学习小组的同学们用如图1甲所 示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r。实,图1 某同学开始做实验,先把电阻箱阻值调到最大,再接通开关,然后逐次 改变电阻箱接入电路的阻值R,读取与R对应的电压表的示数U,并将相,应的数据转化为坐标点描绘在U- 图中。请将图1丙、丁中电阻箱和 电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图2所示的坐标系中(用“+” 表示),并画出U- 图线; 根据图2中由实验数据绘出的图线可以得出该电
9、池组电动势的测量 值E= 2.93 V,内电阻测量值r= 1.34 。(保留3位有效数字),图2 实验测量都存在误差,关于本实验的误差,下列说法中正确的是 AC (填选项前的字母)。 A.由于读数所引起的误差属于偶然误差,B.利用图像法处理本实验数据可以减小系统误差 C.由于电压表内阻引起的误差属于系统误差 D.电压表的内阻越大,其引起的误差越大 不同小组的同学分别用不同的电池组(均由同一规格的两节干电池 串联而成)完成了上述的实验后,发现不同电池组的电动势基本相同,只 是内电阻差异较大。同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池 组进一步探究,对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系,以及电池 组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了如 图3所示的P-R和P-U图像。若已知甲电池组的内电阻较大,则下列各图 中可能正确的是 BC (选填选项的字母)。,图3,答案 如图所示 如图所示,2.93(2.853.00) 1.34(1.251.40) AC BC,解析 电阻箱读数为6.0 ,电压表读数为2.40 V。 由图线与纵轴交点坐标可求电动势,由图线斜率可求内电阻。 利用图像法处理实验数据可减小偶然误差;电压表的内阻越大,其引 起的误差越小。 I= ,P=I2R= = ,则当R=r时Pmax= ,B对。E=U+Ir, 则P=UI=U = ,可知C对。,
