《高考物理一轮总复习第七章恒定电流第5节课时2破解高考实验题的方法技巧：测定电池的电动势和内阻课件鲁科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮总复习第七章恒定电流第5节课时2破解高考实验题的方法技巧：测定电池的电动势和内阻课件鲁科版（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验探究 测定电池的电动势和内阻 1 基础知识 2 典例剖析 3 创新实验 第七章恒定电流 4 真题演练 一 基础知识 1 基础知识 实验目的 1 掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法 进一步理解闭合电路欧姆定律 2 掌握用图象法求电动势和内阻的方法 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1号干电池 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 故长时间放电不宜超过0 3A 短时间放电不宜超过0 5A 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 计算法求E r 要
2、测出不少于6组I U数据 且变化范围要大些 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 4 合理选择标度 为使图线分布空间大 如右图所示 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 电源的内阻不能用r E I短确定 应根据r U I 确定 二 典例剖析 2 典例剖析 热点一伏安法测电源电动势和内阻 例1 2015 四川理综 8 2 用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx 已知电池的电动势约6V 电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧 可选用的实验器材有 电流表A1 量程0 30mA 电流表A2 量程0 1
3、00mA 电压表V 量程0 6V 滑动变阻器R1 阻值0 5 滑动变阻器R2 阻值0 300 开关S一个 导线若干条 某同学的实验过程如下 设计如图的电路图 正确连接电路 将R的阻值调到最大 闭合开关 逐次调小R的阻值 测出多组U和I的值 并记录 以U为纵轴 I为横轴 得到如图所示的图线 断开开关 将Rx改接在B C之间 A与B直接相连 其他部分保持不变 重复 的步骤 得到另一条U I图线 图线与横轴I的交点坐标为 I0 0 与纵轴U的交点坐标为 0 U0 回答下列问题 电流表应选用 滑动变阻器应选用 由图4的图线 得电源内阻r 用I0 U0和r表示待测电阻的关系式Rx 代入数值可得Rx 若电
4、表为理想电表 Rx接在B C之间与接在A B之间 滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置 两种情况相比 电流表示数变化范围 电压表示数变化范围 选填 相同 或 不同 A2 R2 25 U0 I0 r 相同 不同 转解析 转原题 变式训练1 实验室中现有器材如实物图甲所示 有 电池E 电动势约10V 内阻约1 电流表A1 量程约10A 内阻r1约0 2 电流表A2 量程300mA 内阻r2约5 电流表A3 量程250mA 内阻r3约5 电阻箱R1 最大阻值999 9 最小阻值改变量为0 1 滑动变阻器R2 最大阻值100 开关S 导线若干 要求用图乙所示的电路测量图中某电流表A的内阻 1
5、在所给的三个电流表中 哪几个可以用此电路精确测出其内阻 答 2 在可测的电流表中任选一个作为测量对象 在实物图甲上连成测量电路 3 你要读出的物理量是 用这些物理量表示待测内阻的计算公式是 见解析 转解析 见解析 见解析 转原题 用图象法求E和r时作图不准确 由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差 本实验中测量结果是 E测 E真 r测 r真 三 创新实验 3 创新实验 以本实验为背景 通过改变实验条件 实验仪器设置题目 不脱离教材而又不拘泥教材 体现开放性 探究性 设计性等特点 视角1实验方法 方案的选择根据题目所给仪器 确定实验方案 伏安法 安阻法 伏阻法等 视角2实验器材的灵活选用如
6、定值电阻可以作为保护电阻 定值电阻可以当电压表使用 定值电阻可以当电流表使用 电压表可以当小量程的电流表使用视角3图象法处理数据 并巧用数形结合得到实验所要测量的物理量 测定电源电动势和内阻的其他方法 主要仪器 一个电流表和电阻箱测量原理 E I1 R1 r E I2 R2 r 联立可求E测和r测 安阻法 E测 E真r测 r真 1 实验方法 方案的拓展 一电表 一电阻箱法 图象 主要仪器 一个电压表和电阻箱测量原理 E U1 U1r R1E U2 U2r R2联立可求r测和E测 E测 E真r测 r真 伏阻法 1 实验方法 方案的拓展 一电表 一电阻箱法 图象 用一只电压表粗测电动势 直接将电压
7、表接在电源两端 所测值近似认为是电源电动势 需满足RV r 粗测法 E测 E真 用两个电压表可测得电源的电动势 测量方法为 断开S 测得V1 V2的示数分别为U1 U2 此时 E U1 U2 U1r RV RV为V1的内阻 再闭合S V1的示数为U1 此时E U1 U1 r RV 解方程组可求得E和r 双伏法 2 实验器材的灵活选用如 定值电阻可以作为保护电阻 定值电阻可以当电压表使用 定值电阻可以当电流表使用 内阻已知的电压表可以当小量程的电流表使用 例2 2015 天津理综 9 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4 5V 内电阻约1 的电动势和内电阻 除待测电池组
8、电键 导线外 还有下列器材供选用 A 电流表 量程0 6A 内电阻约1 B 电流表 量程3A 内电阻约0 2 C 电压表 量程3V 内电阻约30k D 电压表 量程6V 内电阻约60k E 滑动变阻器 0 1000 额定电流0 5AF 滑动变阻器 0 20 额定电流2A A 1 为了使测量结果尽量准确 电流表应选用 电压表应选用 滑动变阻器应选用 均填仪器的字母代号 D F 解析显隐 2 如图为正确选择仪器后 连好的部分电路 为了使测量误差尽可能小 还需在电路中用导线将 和 相连 和 相连 和 相连 均填仪器上接线柱的字母代号 转解析 a d c g f h 3 实验时发现电流表坏了 于是不再
9、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 用图象法处理采集到的数据 为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线 则可以 为纵坐标 以 为横坐标 转原题 在利用作出的图象求解未知量时 应特别注意直线的斜率 截距 为了明确斜率 截距的意义 要先写出两个量的函数关系 然后从数学表达式中找到斜率 截距的意义 变式训练2 为测定电源的电动势和内阻 实验室提供了如下器材 A 电源 电动势约为9V B 电压表 视为理想电压表 量程0 3V C 电阻箱R 0 999 9 D 定值电阻R0 铭牌上的数字模糊 末位只显示数字 0
10、E 开关 导线若干 1 用欧姆表 1 测定定值电阻R0 欧姆表的指针如图所示 则R0 2 为达到测定的目的 请将图所示仪器连成一个完整的实验电路 100 转解析 9 0V 2 0 转原题 备选 2013 安徽卷 21 根据闭合电路欧姆定律 用图甲中所示电路可以测定电池的电动势和内电阻 图中R0是定值电阻 通过改变R的阻值 测出R0两端的对应电压U12 对所得的实验数据进行处理 就可以实现测量目的 根据实验数据在1 U12 R坐标系中描出坐标点 如图乙所示 已知R0 150 请完成以下数据分析和处理 1 图乙中电阻为 的数据点应剔除 80 0 解析显隐 3 图线的斜率是 V 1 1 由此可得电池
11、电动势 Ex V 1 根据描点画直线 使尽可能多的点处在直线上 2 在图线上取两点 确定其各自坐标值 求斜率 3 将斜率值代入1 U12 R函数关系式中的对应斜率表示式 即可求得电池电动势 审题析疑 180 1 51 0 0 70 4 44 10 3 1 50 转解析 转原题 备选 用DIS测量干电池的电动势和内电阻的实验电路如图甲所示 已知干电池允许的最大供电电流为0 5A 1 实验时应选用下列哪种滑动变阻器 A 1000 0 1AB 50 2 0AC 10 2 0AD 50 0 1A 2 根据实验得到的图象如图乙所示 可求得干电池的内电阻为r C 2 0 解析显隐 备选 2012 福建卷
12、19 2 某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E 先直接用多用电表测定该电池电动势 在操作无误的情况下 多用电表表盘示数如图所示 其示数为 V 然后 用电压表 电阻箱R 定值电阻R0 开关S 若干导线和该电池组成电路 测定该电池电动势 9 4 根据下图乙所示电路图 用笔画线代替导线 将图甲中的实物图连接成完整电路 闭合开关S 调整电阻箱阻值R 读出电压表相应示数U 该学习小组测出大量数据 分析筛选出下表所示的R U数据 并计算出相应的1 R与1 U的值 请用表中数据在图中的坐标纸上描点 并作出1 U 1 R图线 从图线中可求得E V 10 0 转解析 转原题 备选 为了测定电源电动势E 内电
13、阻r的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线 某同学设计了如图甲所示的电路 闭合开关 调节电阻箱的阻值 同时记录电阻箱的阻值R 电压表V1的示数U1 电压表V2的示数U2 根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I 分别描绘了a b两条U I图线 如图乙所示 请回答下列问题 1 写出流过电阻箱的电流I的表达式 利用欧姆定律可求电流I 等效电路 I U2 U1 R 转解析 2 小灯泡两端电压随电流变化的图象是 选填 a 或 b 3 根据图乙可以求得电源的电动势E V 内电阻r 该电路中小灯泡消耗的最大功率为 W b 3 0 提示 小灯泡两端的电压随电流的增大而增大 提示 图线a与纵轴的交点为电源的电动势
14、 图线a的斜率的绝对值为电源的内阻 2 0 1 0 转原题 四 真题演练 4 真题演练 真题 2012 重庆卷 22 2 某中学生课外科技活动小组利用铜片 锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池 他们测量这种电池的电动势E和内阻r 并探究电极间距对E和r的影响 实验器材如图所示 测量E和r的实验方案为 调节滑动变阻器 改变电源两端的电压U和流过电源的电流I 依据公式 利用测量数据作出U I图象 得出E和r 将电压表视为理想表 要求避免电流表分压作用对测量结果的影响 请在图中用笔画线代替导线连接电路 U E Ir 实验中依次减小铜片与锌片的间距 分别得到相应果汁电池的U I图象如图中 a b c d
15、 所示 由此可知 在该实验中 随电极间距的减小 电源电动势 填 增大 减小 或 不变 电源内阻 填 增大 减小 或 不变 曲线 c 对应的电源电动势E V 内阻r 当外电路总电阻为2500 时 该电源的输出功率P mW 均保留三位有效数字 不变 增大 0 975 478 0 268 转解析 注 U I图线在U轴上的截距等于电源的电动势 图线的斜率表示电源的内阻 转原题 2 实验得到的部分数据如下表所示 其中电阻R 3 0 时电流表的示数如图所示 读出数据 完成下表 答 0 110A 9 09A 1 3 在右图的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图 根据图线求得斜率k A 1 1 截距b A 1 4 根据图线求得电源电动势E V 内阻r 1 0 6 0 3 0 1 0 转解析 转原题
