《高考浙江选考物理一轮课件：实验10 测定电池的电动势和内阻 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考浙江选考物理一轮课件：实验10 测定电池的电动势和内阻 .pptx（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引 实验10 测定电池的电动势和内阻 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引总纲目录 一 实验目的 三 实验器材 四 实验步骤 五 数据处理 教 材 研 读 六 注意事项 七 误差分析 二 实验原理 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引总纲目录 考点一 实验原理与实验操作 考点二 实验数据处理与误差分析 考点三 实验拓展与实验创新 考 点 突 破 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引教材研读 一 实验目的 教材研读 1 测定电池的电动势和内阻 2 加深对闭合电路欧姆定律的理解 二 实验原理 1 实验依据 闭合电路欧姆定律 总纲目录 教材研读 考点突破 栏
2、目索引教材研读 2 E和r的求解 由U E Ir得 解得 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引教材研读 3 用作图法处理数据 如图所示 1 图线在纵轴上的截距为E 2 图线在横轴的截距为I短 3 图线的斜 率的绝对值表示r 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引教材研读 三 实验器材 电池 被测电源 电压表 电流表 滑动变阻器 开关 导线 坐标 纸和刻度尺等 四 实验步骤 1 电流表用0 0 6 A量程 电压表用0 3 V量程 按实验原理图连接好电路 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引教材研读 2 把滑动变阻器的滑片移动到使其接入电路的阻值最大的一端 3 闭合开关 调节滑动变阻器 使电流
3、表有明显示数并记录一组数据 I1 U1 用同样的方法测量出几组I U的值 填入表格中 组数 物理量 第1组第2组第3组第4组第5组第6组 U V I A 4 断开开关 拆除电路 整理好器材 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引教材研读 五 数据处理 1 公式法 联立六组对应的U I数据 满足关系式U1 E I1r U2 E I2r U3 E I3r 让第1式和第4式联立方程 第2式和第5式联立方程 第3式和第6式联 立方程 这样解得三组E r 取其平均值作为电池的电动势E和内阻r 2 图像法 在坐标纸上以路端电压U为纵轴 干路电流I为横轴建立U I坐标 系 在坐标平面内描出各组I U值所对应
4、的点 然后作一条直线尽量多地通 过这些点 不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧 个别偏离直线较远的 点可舍去 则直线与纵轴交点的纵坐标值即电池电动势的大小 一次函数的 纵轴截距 图线斜率的绝对值即电池的内阻r 即r 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引教材研读 六 注意事项 1 为了使电池的路端电压变化明显 电池的内阻宜大些 选用已使用过 一段时间的干电池 2 在实验时 电流不能过大 通电时间不能太长 以免对E与r产生较大影 响 3 要测出不少于6组的I U数据 且变化范围要大些 然后用方程组求解 并求平均值 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引教材研读 4 画U I图线时 由于读数的偶然
5、误差 描出的点不在一条直线上 在作图 时应使直线通过尽可能多的点 并使不在直线上的点均匀分布在直线的 两侧 个别偏离直线太远的点可舍去 这样就可使偶然误差得到部分抵 消 从而提高精确度 5 由于干电池的内阻较小 路端电压U的变化也较小 这时画U I图线时 纵轴的刻度可以不从零开始 而是根据测得的数据从某一恰当值开始 横坐标I必须从零开始 但这时图线在横轴的截距不再是短路电流 而 在纵轴的截距仍为电源电动势 图线斜率的绝对值仍为电源的内阻 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引教材研读 七 误差分析 1 偶然误差 1 由于读数不准和电表线性不良引起误差 2 用图像法求E和r时 由于作图不准确造成
6、误差 3 测量过程中通电时间过长或电流过大 都会引起E r变化造成误差 2 系统误差 由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引教材研读 1 如图甲所示 在理论上E真 U IV IA r 其中电压表示数U是准确的电 源两端电压 而实验中忽略了通过电压表的电流IV而造成误差 而且电压 表示数越大 IV越大 结论 当电压表示数为零时 IV 0 IA I短 短路电流测量值 真实值 E测 E真 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引教材研读 因为r测 所以r测 r真 从电路的角度看 电压表看成内电路的一部分 故实际测出的是电池和 电压表这一整体的等效内阻和电动势 r
7、测和E测 如图乙所示 因为电压表 和电池并联 所以r测小于电池内阻r真 因为外电阻R断开时 a b两点间电 压Uab等于电动势E测 此时电池与电压表构成回路 所以Uab E真 即E测 E真 2 若采用如图丙所示的电路 I为电源电流真实值 理论上有E真 U UA Ir真 其中UA不可知而造成误差 而且电流表示数越大 UA越大 当电流为 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引教材研读 零时 UA 0 电压为准确值 等于E真 结论 E测 E真 I短测r真 r测为r真和RA的串联值 由于通常情况下电池的 内阻较小 所以这时r测的测量误差非常大 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 考点一 实
8、验原理与实验操作 考点突破 例1 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3 V 内阻约2 保护电阻R1 阻值10 和R2 阻值5 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 将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大 闭合开关 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 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 以U为纵坐标 I为横坐标 作U I图线 U I都用国际制单位 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 3 V 内阻约15 k B
9、电压表 0 3 V 内阻约3 k 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 C 电流表 0 200 mA 内阻约2 D 电流表 0 30 mA 内阻约2 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 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 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和R2表示待测电源的电动势E和内阻r
10、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 ak k R2 解析 1 电压表测量路端电压 测量中为了减小误差 通过电压表的电 流越小越好 在量程一样 0 3 V 的情况下 其内阻越大越好 故电压表应 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 选C 2 滑片从左向右滑动时 电压表示数增大 说明滑片滑动时滑动 变阻器接入电路的电阻变大 只有C项的接法符合上述情形 3 U I图 线如图所示 斜率的绝对值k r R2 故r k R2 横轴截距a 则E ak 选A 电路中的电流最大值大约为 176 mA 故电流表应 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 变式
11、1 小明同学在测定电源电动势E及内阻r E约为4 5 V r约为1 5 实验中 实验室中的器材有 量程为0 3 V的理想电压表 量程为0 0 6 A 的电流表A 具有一定内阻 固定电阻R0 滑动变阻器R1 最大阻值为20 开关K 导线若干 1 固定电阻R0应选用 填 A 或 B A 阻值9 额定电流3 6 A B 阻值1 额定电流1 5 A 2 在下面虚线框内画出实验电路原理图 图中各元件需用 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 题目中给出的符号或字母标出 3 下图为某次测量中的电压表示数 为 V 4 实验中 当电流表读数为I1时 电压表读数为U1 当电流表读数为I2时 电压表读数
12、为U2 则可求出E r 用I1 U1 U2 及R0表示 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 答案 1 A 2 见解析 3 1 4 R0 解析 1 因电源电动势4 5 V 电压表量程为3 V 则在电源内阻和定值 电阻R0上至少要分得1 5 V电压 故定值电阻要选择A 2 电路图如图 3 电压表量程为0 3 V 示数为1 V 4 由闭合电路的欧姆定律得 E U1 I1 R0 r E U2 I2 R0 r 联立解得 E r R0 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 考点二 实验数据处理与误差分析 例2 如图所示 是U I法测电源电动势和内阻的两种常用方法 由于电流表 和电压表
13、都不是理想电表 所以测量结果有系统误差 请分析以下问题 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 1 采用图1的方法 引入系统误差的原因是 采用图2的方法 引 入系统误差的原因是 2 图3和图4是用图像法处理的结果 请判断 图3是用 填 图1 或 图2 电路处理的结果 其中图线 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 填 或 表示测量图线 图线 填 或 表示真实图线 图 4是用 填 图1 或 图2 电路处理的结果 其中图线 填 或 表示测量图线 图线 填 或 表示真实图线 答案 1 电压表分流 电流表分压 2 图1 图2 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 解析 1
14、由于电表不是理想电表 电流表存在内阻 电压表内阻不是无 穷大 在图1中由于采用电流表相对电源的外接法 则由于电压表的分流 使电流测量值小于真实值 而图2中采用电流表相对电源的内接法 由于 电流表的分压而使电压测量值小于真实值 2 图1中采用电流表相对电源的外接法 误差来自于电压表的分流 当外 电路短路时 电压表分流可以忽略 故此种接法中短路电流不变 图3是该 电路所测数据的处理结果 由于电压表的分流 电流测量值小于真实值 故图线 是测量图线 图线 是真实图线 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 图2中采用电流表相对电源的内接法 误差来自于电流表的分压 当外电 路断路时 电流表中电流
15、为零 分压可忽略 故测量的电动势准确 图4是 该电路所测数据处理的结果 由于电压测量值小于真实值 故 是测量 图线 是实际图线 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 考点三 实验拓展与实验创新 例3 某物理兴趣小组利用如图所示电路 测量多用电表内电池的电动 势和电阻 1k 挡内部电路的总电阻 使用的器材有 多用电表 电 压表 量程0 5 V 内阻为RV 滑动变阻器 最大阻值5 k 导线若干 回答下列问题 1 将多用电表挡位调到电阻 1k 挡 再将红表笔和黑表笔短接 调零点 2 将图1中多用电表的黑表笔和 选填 1 或 2 端相连 红表笔连接另一端 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索
16、引考点突破 3 多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池 一个理想 电流表和一个电阻串联而成的电路 如图2所示 设此多用电表内电池的 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 电动势为E 电阻 1k 挡内部电路的总内阻为r 调节滑动变阻器 测 得多组多用电表的读数R和电压表读数U 由测得的数据绘出如图3所示 的 R图线 已知图线斜率为k 纵轴截距为b 则电源电动势E 电阻r 用k b RV表示 答案 2 2 3 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 解析 2 多用电表的黑表笔内部接电源的正极 应将图1中多用电表的 黑表笔和2端相连 红表笔连接另一端 3 根据闭合电路欧姆定律 电动势为E R r 则 R 由图 像可知 k b 解得 E r 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 例4 2018江苏单科 10 8分 一同学测量某干电池的电动势和内阻 1 如图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 总纲目录 教材研读 考点突破 栏目索引考点突破 2 实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I 以及计
