《2016版《3年高考2年模拟课标物理》高考大一轮复习（课件+练习）第七章 恒定电流第5讲 实验九_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《2016版《3年高考2年模拟课标物理》高考大一轮复习（课件+练习）第七章 恒定电流第5讲 实验九_测定电源的电动势和内阻（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、知识梳理 重难突破 栏目索引 实验目的 进一步理解闭合 电路欧姆定律。 知识梳理 实验原理 闭合电路欧姆定律。 如图。 知识梳理 重难突破 栏目索引 由 U= : 解得 : 1122U E I I r 1 2 2 1122112I U I 如图 : (1)图线与纵轴交点为 E。 (2)图线与横轴交点为 。 (3)图线的斜率绝对值表示 r= 。 知识梳理 重难突破 栏目索引 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、 铅笔等。 实验步骤 量程 ,电压表用 3 按实验电路图连接好电路。 调节变阻器的滑片位置 ,使电流表有明显示数并记录一组数据 1。用同样方法测
2、量几组 I、 入表格中。 拆除电路 ,整理好器材。 数据处理 本实验中数据的处理方法 ,一是联立方程求解的公式法 ,二是描点画图法。 知识梳理 重难突破 栏目索引 第 1组 第 2组 第 3组 第 4组 第 5组 第 6组 U/V I/A 方法一 取六组对应的 U、 数据满足的关系式 ,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 方法二 以路端电压 路电流 在坐标 平面内描出各组 I、 然后尽量多地通过这些点作一条直线 , 不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧 ,则直线与纵轴交点的纵坐标即 是
3、电池电动势的大小 (一次函数的纵轴截距 ),直线的斜率绝对值即为电池 的内阻 r,即 r= 。 知识梳理 重难突破 栏目索引 误差分析 和 由于作图不准确造成的误差。 这是由于电 压表的分流 使电流表的示数 于电池的输出电流 因为 I 测 + ,以此种情况 下图线与横轴的交点为真实的短路电流 ,而图线与纵轴的交点为电动势的 测量值 ,比真实值偏小。修正后的图线如图所示 ,显然 ,E、 真实值偏小 ,r测 甲 乙 知识梳理 重难突破 栏目索引 注意事项 电池的内阻应选得大些 (选用已使用过 一段时间的干电池 )。 调得过大 ,每次读完 的数据后应立即断开电源 ,以免 干电池在大电流放电时极化现象
4、严重 ,使得 E和 组 I、 且变化范围要大些 ,用方程组求解时 ,类似于逐 差法 ,要将测出的 I、 第 1组和第 4组为一组 ,第 2组和第 5组为一组 , 第 3组和第 6组为一组 ,分别解出 E、 要使尽可能多的点落在这条直线上 ,不在直线上的点应对 称分布在直线两侧 ,不要顾及个别离开直线较远的点 ,以减小偶然误差。 知识梳理 重难突破 栏目索引 此时 ,坐标图中数据点将呈现如图甲所 示的状况 ,使下部大面积空间得不到利用。为此 ,可使纵坐标不从零开始而 是根据测得的数据从某一恰当值开始 (横坐标 ,如图乙所示 , 并且把纵坐标的比例放大 ,可使结果的误差减小。此时图线与横轴交点不
5、表示短路电流 ,而图线与纵轴的截距仍为电源电动势。要在直线上任取两 个相距较远的点 ,用 r= 计算出电池的内阻 r。 知识梳理 重难突破 栏目索引 电压表 示数分别为 6 V,当只 有电压表 如图乙所示 ,示数为 9 V,电源的电动势为 ( ) 答案 C 设电源的电动势和内阻分别为 E和 r,电压表 2,根据闭合电路欧姆定律 ,对图甲和图乙分别有 :E=6+4+ r,E=9+ r,解得 :E=10. 8 V。故只有选项 24R 29重难突破 栏目索引 (1)画出实验电路图。 (电源内阻很小 ) 知识梳理 重难突破 栏目索引 (2)如图所示是根据两个电源的测量数据绘制的图线。由图可知 :图线与
6、电 压 ,电源 的内阻 电源 的内阻 (填 “大于”“等于”或“小于” ),用此电路测得的电动势和内阻比真实值 。 (3)图中两直线 、 的交点表示两个电路中 相等。 知识梳理 重难突破 栏目索引 (2)电源的电动势 小于 偏小 (3)外电路电阻和外电路消耗的电功率 答案 (1)如图所示 知识梳理 重难突破 栏目索引 解析 (2)纵轴截距表示电源的电动势 ,图线的斜率的绝对值表示电源的 内阻 ,线 比线 陡一些 ,故电源 的内阻小于电源 的内阻 ,用此电路测 得的电动势和内阻比真实值偏小。 (3) 、 的交点表示外电路电压、电流都相同 ,说明外电路的电阻、电功 率相同。 知识梳理 重难突破 栏
7、目索引 的电动势 r(,)。 器材 :量程 3 ,量程 的电流表 (具有一定内阻 ),固 定电阻 R=4 ,滑动变阻器 R,开关 S,导线若干。 (1)在虚线框中画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号 或字母标出。 (2)实验中 ,当电流表读数为 电压表读数为 电流表读数为 电压 表读数为 可以求出 E= ,r= 。 (用 2,2及 答案 (1)如图所示 知识梳理 重难突破 栏目索引 (2) 析 列方程 :E=1(r+R),E=2(r+R), 1 2 2 112I U I 2112答案 (1)如图所示 解得 :E= ,r= 2 2 112I U I 2112知识梳理 重难突破 栏目
8、索引 串联了一 只 2 的保护电阻 验电路如图甲所示 ,请回答下列问题 : (1)按电路原理图甲连接实物电路图乙。 知识梳理 重难突破 栏目索引 (2)连好电路后 ,该同学开始实验 ,闭合开关 他发现电流表的示数为零 , 电压表的示数不为零 ,他用多用电表的电压挡检查电路 ,把两表笔分别 接 a、 b和 b、 c及 d、 示数均为零 ,把两表笔接 c、 其示数与电压表示 数相同 ,检查各接线柱均未接错 ,且接触良好 ,各接线之间也未发生短路 ,由 此可推断故障原因应是 。 (3)排除故障后 ,该同学顺利完成实验 ,测得下列五组数据 : 1 2 3 4 5 U/V ,并求出该电池电动势 E= V
9、,r = 。 知识梳理 重难突破 栏目索引 (4)考虑电表本身电阻对测量结果的影响 ,分析造成本实验系统误差的原因 是 : 。 答案 (1)图见解析 (2)滑动变阻器断路 (3)图见解析 (4) 电压表的分流 解析 (1)如图所示 知识梳理 重难突破 栏目索引 (2)闭合开关 发现电压表的示数不为零 ,多用电表接 c、 其示数与电 压表相同 ,说明电压表与电源之间、多用电表与电源之间形成闭合回路 ,d- 又电流表的示数为零 ,且又不是短路故障 ,则只能是滑动 变阻器断路。 (3)电源的 从图象上取相距较远的两点 ,再利用闭合电路欧姆定律可得 E=,r=。 (4)在本实验中 ,由于电压表的分流作
10、用 ,所以通过电源的电流大于电流表的 示数 ,所以产生系统误差的原因是电压表的分流。 知识梳理 重难突破 栏目索引 典例 1 用图所示电路 ,测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较 小 ,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路 ,电路中用一个定值电阻 护作用。除电池、开关和导线外 ,可供使用的实验器材还有 : 一、实验器材和实验误差 重难突破 知识梳理 重难突破 栏目索引 (a)电流表 (量程 、 3 A); (b)电压表 (量程 3 V、 15 V); (c)定值电阻 (阻值 1 、额定功率 5 W); (d)定值电阻 (阻值 10 、额定功率 10 W); (e)滑动变阻器 (阻值范围 0
11、10 、额定电流 2 A); (f)滑动变阻器 (阻值范围 0100 、额定电流 1 A)。 那么 : (1)要正确完成实验 ,电压表的量程应选择 V,电流表的量程应选择 A; 的定值电阻 , 的滑动变阻器。 知识梳理 重难突破 栏目索引 (2)引起该实验系统误差的主要原因是 。 解析 (1)干电池的电动势大约是 ,所以电压表选用 3 为了减小电流表指针偏角太小带来的误差 ,故电流表选用 量程 ,定值 电阻选用 1 的。为了操作方便 ,滑动变阻器选用 010 的。 (2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比真实值小 ,造成 答案 (1)3 1 010 (2)电压表的分流 知识梳理 重难突破 栏目索引 二、实验数据的处理 典例 2 某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一 下这个电池的电动势 r,但是从实验室只借到一个开关、一个电
