《高考物理（课标）大一轮复习课件：第八章 实验10 测定电源的电动势和内阻》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理（课标）大一轮复习课件：第八章 实验10 测定电源的电动势和内阻（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验10 测定电源的电动势和内阻 核心考点 2 一 实验目的 测定电源的电动势和内阻 二 实验原理 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 铅笔 实验方法一 伏安法 核心考点 3 四 实验步骤 1 按实验电路图所示连接电路 2 把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端 3 闭合开关 调节变阻器 记录几组I U值 填入表格中 4 断开开关 拆除电路 整理好器材 五 数据处理 方法一 列方程组求解电动势和内阻的大小 根据以上三组方程分别求出E r 再取其平均值作为电源的电动 势E和内阻r 核心考点 4 方法二 用作图法处理数据 如图所示 1 图线与纵轴交
2、点为E 核心考点 5 六 误差分析 1 偶然误差 1 电表读数不准引起误差 2 图象法求E和r时作图不准确 2 系统误差 1 若采取电流表外接法 由于电压表分流造成电动势和内阻的测 量值均偏小 2 若采取电流表内接法 由于电流表分压 造成内阻的测量值偏 大 核心考点 6 七 注意事项 1 选用旧电池 为了使电路的路端电压变化明显 电池的内阻宜大 些 可选用已使用过一段时间的电池 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 因此 实验中不要将I调得过大 读电表 要快 每次读完立即断电 3 逐差法求E r 要测出不少于6组I U数据 且变化范围要大些
3、用方程组求解时 要将测出的I U数据中 第1和第4为一组 第2和 第5为一组 第3和第6为一组 分别解出E r值再求平均值 核心考点 7 4 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 从零开始 则图线和横轴的交点不再是短路电流 电源的内阻不能 核心考点 8 实验方法二 安阻法 实验原理 用一个电流表和电阻箱测量 电路如图所示 测量原理为 E I1 R1 r E I2 R2 r 由此可求出E和r 此种方法使测得的电动势 无偏差 内阻偏大 若已知电流表A的阻值可消除测内阻的系统误 差 核心考点 9 实验方法三 伏阻法 一 实验原理 用一个电压表和电阻箱测量 电路如图所示 测量原理为
4、 由此可求出r和E 此种方法测得的电动势和内阻均偏小 核心考点 10 二 图象法处理数据 如图所示 随堂巩固 11 命题点一命题点二命题点三 实验原理与操作 典例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1 滑动变阻器R 电流表A 电压表V 开关S 导线若干 随堂巩固 12 命题点一命题点二命题点三 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 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都用国际单位 求出U I图线斜率的
5、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 电压表 0 3 V 内阻约3 k C 电流表 0 250 mA 内阻约2 D 电流表 0 30 mA 内阻约2 随堂巩固 13 命题点一命题点二命题点三 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
6、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的表达式 E r 代入数值可得E和r的测量值 随堂巩固 14 命题点一命题点二命题点三 4 如果调节滑动变阻器 电压表和电流表的示数记录如下 请根 据表中的数据 在图中的方格纸上作出U I图线 由图线求得 电动势E V 内阻r 5 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 随堂巩固 15 命题点一命题点二命题点三 答案 1 A C 2 C 3 ka k R2 4 图线见解析 1 61 0 24 5 会引起电动势和电阻变化 解析 1 因电源电动势为3 V
7、且电压表内阻越大 系统误差越小 所以电压表选A 通过电流表的最大电流约为 176 5 mA 所以电流表选C 2 滑动变阻器的滑片从左向右滑动 发现电压 表示数增大 说明滑动变阻器连入电路的电阻丝长度在增长 故滑 片P左侧电阻丝连入电路 所以一条导线接在电阻丝左端接线柱 另 一条导线接在滑动变阻器金属杆两端中的任意一端接线柱都可 选 项C正确 3 由闭合电路欧姆定律E U I r R2 可得U E I r R2 由题意U 0时 I a 且r R2 k 所以得E ka r k R2 随堂巩固 16 命题点一命题点二命题点三 4 坐标系选择合适的标度 根据表中数据描点作出的U I图线如图 所示 图线
8、与纵轴交点为1 61 V 故E 1 61 V 由图线的斜率 1 24知 电 池内阻为0 24 注意此处不要用图象与纵轴交点值除以与横轴 交点值 5 长时间保持电路闭合 电池会发热 电池内阻会发生变化 干电池长时间放电 也会引起电动势变化 导致实验误差增大 随堂巩固 17 命题点一命题点二命题点三 思维点拨此实验是教材上的测量电源的电动势和内阻实验的改 进实验 与教材实验不同的地方就是加了两个保护电阻 仪器的选 择要考虑实验的误差因素 比如此实验产生误差的是电压表的分流 作用 故选择电压表时要尽量用内阻较大的电压表 随堂巩固 18 命题点一命题点二命题点三 对于大纲要求的实验 首先要把实验的原理
9、 目的 实验步骤 数 据处理的基本方法等要记住 记准 在此基础上学会质疑 要明确 本实验的系统误差是由于电压表和电流表内阻影响而导致的误 差 1 如图甲所示 在理论上E 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而形 成误差 而且电压表示数越大 IV越大 当电压表示数为零时 IV 0 IA I短 短路电流测量值 真实值 如图乙所示 可知E测 E真 r测 r真 随堂巩固 20 命题点一命题点二命题点三 数据处理与误差分析 数形结合型 巧 变公式找函数 1 高考物理考查学生应用数学知识的能力 在实验中体现在实验 数据的处理上 通常利用相关实验的原
10、理公式进行巧妙变形 变成 和图象信息一致的函数形式 根据图象的斜率 截距结合函数关系 式得出所需的数据 在前面所学的三种 伏安法 安阻法 伏阻法 等测量电源电动势和内电阻的实验方法中 要紧扣闭合电路欧姆 定律E U Ir 重点进行数学公式的变形 变形为y kx b的形式对应 图象中的各物理量 随堂巩固 21 命题点一命题点二命题点三 2 测量电源的电动势和内阻的方法很多 任何一种实验方法一定 而最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I 这也是命题人命题时的入手点 1 列表法 把被测物理量分类列表表示出来 表中对各物理量的 排列习惯上是先记录原始数据 后计算结果 列表法可大体反映
11、某 些因素对结果的影响 常用作其他数据处理方法的一种辅助手段 2 图象法 把实验测得的量按自变量和因变量的函数关系用图象 直观地显示出来 根据实验数据在坐标纸上画出图象 若是反比关 系一般改画成正比图线 同时注意图象斜率 图象在坐标轴上截距 的物理意义 随堂巩固 22 命题点一命题点二命题点三 典例2 2018 湖北八市3月联考 实验室中 甲和乙两位同学先后用 同一套实验仪器来测量某电子产品所用电池的电动势和内阻 其中 R R0分别是电阻箱和定值电阻 实验时甲 乙分别设计了如图 a 和 b 所示的两个电路 改变R的阻值以及对应电压表的示数U 实 验做完后两同学发现当时没有记下R0的阻值 只能根
12、据实验记录的 数据作出关系图象如图 c 和 d 随堂巩固 23 命题点一命题点二命题点三 随堂巩固 24 命题点一命题点二命题点三 1 可以判断图线 c 是利用图 填 a 或 b 中的实验 数据描绘的 2 甲同学得到的图线横截距为 3 0 纵截距为0 30 乙同学得到的 图线横截距为 0 33 纵截距为0 25 则该电池的电动势为E V 内阻r 定值电阻R0 计算结果均保 留两位有效数字 随堂巩固 25 命题点一命题点二命题点三 答案 1 a 2 4 0 0 50 2 5 解析 1 先观察图 c 发现R 0时 增 大 即电压表示数减小 显然 a 图电压表示数会随着R的增大而减 小 b 图中电压
13、表示数会随着R的增大而增大 故可以判断图 c 中图 线是利用图 a 的实验数据描绘的 随堂巩固 26 命题点一命题点二命题点三 随堂巩固 27 命题点一命题点二命题点三 创新实验问题 原理的创新 测电源电动势和内阻的实验的实验原理是闭合电路欧姆定律 但 实验方案灵活多变 数据处理方法不断翻新 特别是利用图象法求 解电源电动势和内阻 更是花样百出 除了前面提到的三种方法外 还常有以下创新 1 实验器材创新 如采用传感器等 2 实验仪器及设计以 伏伏法 代替 伏安法 实验数据处理以 U U图象代替U I图象 等等 随堂巩固 28 命题点一命题点二命题点三 典例3在 测定电源电动势和内阻 的实验中
14、实验室仅提供下列 实验器材 A 两节旧干电池 每节电动势约1 5 V B 直流电压表V1 V2 量程均为0 3 V 内阻约3 k C 电流表 量程0 0 6 A 内阻小于1 D 定值电阻R0 阻值2 E 滑动变阻器R 最大阻值15 F 开关和导线若干 随堂巩固 29 命题点一命题点二命题点三 1 请根据如图甲所示的实物图 在图乙虚线框中画出对应的电路 图 2 根据图甲电路进行实验 测得多组U I数据 作出U I图象 求出 电动势和内阻的值均小于真实值 其产生误差的原因是 随堂巩固 30 命题点一命题点二命题点三 3 实验过程中 由于电流表发生了故障 某同学又设计了如图丙 所示的电路测定电源的电
15、动势和内阻 实验中移动滑动变阻器触 头 记录U1和U2的值如下表所示 用测出的数据在图丁中绘出U2 U1 图线 随堂巩固 31 命题点一命题点二命题点三 4 由图线可得被测电池组的电动势E V 内阻r 结果保留两位有效数字 随堂巩固 32 命题点一命题点二命题点三 答案 见解析 解析 1 如图所示 2 电流表不是测得流过电池电路中的电流 原因是电压表的分流造 成的 随堂巩固 33 命题点一命题点二命题点三 34 1 2018 广东珠海3月质量检测 某学习小组用如图所示的电路测量 电源的电动势和内阻 待测电池的电动势约为9 V 变阻箱的量程为 0 9 999 理想电压表的量程为3 V 定值电阻R
16、0 10 0 35 1 图中电路不完整 应用导线将电压表正极与 填 a 或 b 连接 2 实验时 应先将电阻箱的电阻调到 填 最大 或 最小 3 若将实验记录的电阻箱阻值R与对应的电压表读数U记录于表 格 然后在平面直角坐标系内以 为纵坐标 R为横坐标 作出一条平 滑直线 请用该直线的斜率k 纵轴截距b和定值电阻R0表达出电源 电动势E和内电阻r的计算式 E r 两空均 用字母表示 36 37 2 2018 广东惠州模拟 用直流电源 内阻可忽略不计 电阻箱 定 值电阻R0 阻值为2 0 k 开关和若干导线 连接成如图甲所示的 电路来测量电压表 V 量程3 V 的内阻RV 闭合开关S 适当调节电 阻箱的阻值R 读出电压表的示数U 获得多组数据 38 1 此实验时电阻箱的读数如图乙所示 其值为 2 根据测得的数据画出如图丙所示的 R关系图线 由图象上的数 据可计算得到纵轴截距与图线斜率的比值为 进而求得电 压表的内阻RV k 计算结果均保留两位有效数字 3 若电源内阻不可忽略 用此法测得的RV 填 偏大 或 偏小 4 定值电阻R0的作用是 39 答案 1 6 500 2 9 0 k 7 0
