《（广东专用）高考物理总复习 第九章 第5课 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《（广东专用）高考物理总复习 第九章 第5课 实验 测定电源的电动势和内阻课件（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二单元 实验与探究第5课 实验：测定电源的电动势和内阻第九章 电 路知能要求与高考展望1能掌握测定电源电动势和内电阻的常规方法和创新方案2高考命题涉及设计、操作和数据分析、误差分析等课 前 自 修1.实验器材被测干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导 线若干2实验原理本实验的依据是闭合电路的欧姆定律，实验电路如图甲所示，改变滑动变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出2组U、I值，由UEIr可得E_，r_.为了减小误差，实验中至少测出6组U、I，且变化范围要大些，然后在UI图中描点画直线，如图乙所示，所得直线跟纵轴的交点即为电动势的值E，图线斜率的绝对值即为电源内阻的值r.3注意事项(1)
2、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0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A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：干电池内阻较小时，U的变化较小 ，此时，坐标图中数据点将呈现如图甲所示的状况，使下
3、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I必须从零开始)， 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表示短路电流而图线与纵轴的截 距仍为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.重 难 突 破1.测量电源电动势和内阻的新方法(1)利用电阻箱和电流表测定电源的电动势E和内阻r.电路图如图所示原理：改变电阻箱的阻值，记录R与I.应用 解得E、r为了准确可多测几组数据，求平均值，也可以用图象处 理，误差为E测E真，r测r真(2)利用电阻箱和电压表测定电源的电动势E和内阻r.电路图如图所示原
4、理：改变电阻箱阻值，记录R与U.应用 解得E、r为了准确可多测几组数据，求平均值，也可以用图象处 理，误差为E测E真，r测r真题 型 探 究题型一仪器选择及连接、实验操作、数据处理及误差分析【例1】 在“用伏安法测电池的电动势和内电阻”的实验中 ，提供的器材有：A一节干电池EB电流表A(量程0.6 A)C电压表V(量程3 V)D滑动变阻器R1(最大阻值10 ，允许最大电流1 A)E滑动变阻器R2(最大阻值100 ，允许最大电流0.2 A)F电键S，导线若干(1)按如图(a)所示电路测量干电池的电动势和内阻， 滑动变阻器应选_ (填序号)为使测量尽可能精确，用笔画线代替导线将如图(b)所 示的实
5、物图连接成实验电路，要求滑动变阻器的触头滑至 _端时，使电阻值最大(2)实验步骤按实验要求连接好电路闭合电键，调节滑动变阻器，使_的指针有 明显偏转，读取_和_的示数用同样方法 测量多组数据断开电键，整理好器材数据处理(3)实验测得的数据已描点在图(c)中，请作出UI图 线，并由此求得待测电池的电动势E_V，内电阻 r_(结果保留小数点后2位)这两个值与真实值 相比均_(填“偏小”或“偏大”)解析：(1)滑动变阻器不能选择大电阻，一是不易调节，二是耐流太小在测定电源电动势和内阻的实验中，滑动变阻器起限流作用，其阻值不能太小因一旦太小，电路电流过大，就会烧 坏电池及电流表，故一开始要调至最大实物
6、连图如下图所示 ，则P应放于A端(2)电流表；电流表；电压表(3)作出UI图线如图所示：由图线可知：E1.49 V.而U1.10 V时，I0.80 A，根据闭合电路欧姆定律，有：EUIr.得：r 0.49 ()由于电流表分压的影响，使电动势与内电阻的测量值都偏 小答案：(1)D 见解析 A (2)电流表 电流表 电 压表 (3)图线见解析 1.49 0.49(1.471.50,0.470.50均算对)偏小方法点窍：伏安法是测定电源电动势和内电阻之本，画实验电路图、连实物图、填写操作步骤、重要物理量的测量；由UI图象提取正确的信息，通过规范的思维程序列式、转换，从而计算出电源的电动势和内电阻.这
7、类题真正体现了面广、量多、考能力等高考实验要求.题型二其他方法测电源的电动势和内阻【例2】 小明要测定一电源的电动势E和内电阻r，实 验器材有：一只DIS电流传感器(可视为理想电流表，测得的电 流用I表示)，一只电阻箱(阻值用R表示)，一只开关和导线若 干该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据(1)小明设计该实验的原理表达式是_(用E、r、I 、R表示)；(2)小明在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至_( 选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)，在实验过程中，将电 阻箱调至图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为 _ ；(3)小明根据实验采集到的数据作出如图丙所示的 R图象，则由图
8、象求得，该电源的电动势E_V，内阻r_ (结果均保留两位有效数字)解析：(1)在闭合电路中，E、I、R、r几个量之间的关系是EI(Rr)(2)为了整个电路的安全，开始时电流要小，即电阻箱电阻调到最大值；题图乙电阻箱读数为25 .(3)根据EI(Rr)，推出 ，再结合 R图象可知：图线的斜率为 ，截距为 ，解得E6.0 V(5.86.2均可)，r2.4 (2.32.5均可)答案：(1)EI(Rr) (2)最大值 25(3)6.0(5.86.2均可) 2.4(2.32.5均可)方法点窍：根据电路特点，有EI(Rr)，推出 = + 再结合 R图象可知：图线的斜率为 ，截距为 ，对于不熟悉的图象要列表
9、达式求解.题型三实验拓展探究【例3】 (2013汕头模拟)某实验小组采用如图甲的电路测量规格为“6 V,0.5 A”的小型直流电动机 中线圈的电阻(阻值约为几欧姆)R0为阻值3.0 的定值电阻(1)调节R时应控制电动机_(填“转动”或“不转动”)时读出电流表、电压表示数；(2)若电压表示数是2.50 V，电流表示数如图乙，读得电流表示数是_；(3)使用测得的数据，计算电动机线圈电阻为_ ，该电动机正常工作时输出的机械功率为_W；(计算结果保留两位有效数字)(4)由于_(填“电流表”或“电压表”)内阻的影响，测得的电阻比实际值偏_(填“大”或“小”)解析：(1)电动机不转动时，可看作是纯电阻电路
10、，用伏安法即可测出其电阻值；(2)0.6 A量程的电流表可以精确到0.02 A，估读到0.01 A；(3)由RMR0 ，计算得RM2.0 ；电动机正常工作时机械功率PU额I额I额2RM2.5 W.(4)伏安法测电阻，利用电流表外接法引起误差的是电压表的分流，使被测电流偏大，电阻测量值偏小答案：(1)不转动 (2)0.50 A (3)2.0 2.5 (4)电压表 小方法点窍：当电动机不运转时，电动机就是一个纯电阻，由电压表和电流表的示数可以求出其内阻.随 堂 训 练 用如图甲所示的电路测定电池的电动势和内阻，根据测 得的数据作出了如图乙所示的UI图象，由图可知( )A电池电动势的测量值是1.40 VB电池内阻的测量值是3.50 C外电路发生短路时的电流为0.40 AD电压表的示数为1.20 V时电流表的示数I为0.20 A错解：错选B、C.没有注意0.40 A并不是短路电流从图线上也不能直接读出短路电流，只能读出电压表的示数为1.20 V时电流表的示数I为0.20 A或电压表的示数为1.00 V时电流表的示数I为0.40 A由此r 1 .答案：AD
