2019版高考物理总复习第八章恒定电流实验十测定电源的电动势和内阻课件

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1、实验十 测定电源的电动势和内阻注意事项1.可选用旧电池：为为了使电电路的路端电压变电压变 化明显显，电电池的内阻宜大些，可选选用已使用过过一段时间时间 的1号干电电池。2.电流不要过大，读数要快：干电电池在大电电流放电时电时 ，电动势电动势E会明显显下降，内阻r会明显显增大。因此，实验实验 中不要将I调调得过过大，读电读电 表要快，每次读读完立即断电电。3.计算法求E、r：要测测出不少于6组组I、U数据，且变变化范围围要大些，用方程组组求解时时，要将测测出的I、U数据中，第1和第4为为一组组、第2和第5为为一组组、第3和第6为为一组组，分别别解出E、r值值再求平均值值。图图2误差分析1.用图图

2、象法求E和r时时作图图不准确。2.由于电电流表或电压电压 表的分压压或分流存在系统误统误 差。本实验实验 中测测量结结果是：E测测E真，r测测r真。热点一 教材原型实验【例1】 (2016四川理综，8)用如图图3所示电电路测测量电电源的电电动势动势 和内阻。实验实验 器材：待测电测电 源(电动势约电动势约 3 V，内阻约约2 )，保护电护电 阻R1(阻值值10 )和R2(阻值值5 )，滑动变动变 阻器R，电电流表A，电压电压 表V，开关S，导线导线 若干。实验实验 主要步骤骤：()将滑动变动变 阻器接入电电路的阻值调值调 到最大，闭闭合开关；()逐渐渐减小滑动变动变 阻器接入电电路的阻值值，记

3、记下电压电压 表的示数U和相应电应电 流表的示数I；()以U为纵为纵 坐标标，I为为横坐标标，作UI图线图线 (U、I都用国际单际单位)；()求出UI图线图线 斜率的绝对值绝对值 k和在横轴轴上的截距a。回答下列问题问题 ：(1)电压电压 表最好选选用_；电电流表最好选选用_。A.电压电压 表(03 V，内阻约约15 k)B.电压电压 表(03 V，内阻约约3 k)C.电电流表(0200 mA，内阻约约2 )D.电电流表(030 mA，内阻约约2 )图图3(2)滑动变动变 阻器的滑片从左向右滑动动，发现电压发现电压 表示数增大。两导线导线 与滑动变动变 阻器接线线柱连连接情况是_。A.两导线导

4、线 接在滑动变动变 阻器电电阻丝丝两端的接线线柱B.两导线导线 接在滑动变动变 阻器金属杆两端的接线线柱C.一条导线导线 接在滑动变动变 阻器金属杆左端接线线柱，另一条导线导线 接在电电阻丝丝左端接线线柱D.一条导线导线 接在滑动变动变 阻器金属杆右端接线线柱，另一条导线导线 接在电电阻丝丝右端接线线柱(3)选选用k、a、R1和R2表示待测电测电 源的电动势电动势 E和内阻r的表达式E_，r_，代入数值值可得E和r的测测量值值。答案 (1)A C (2)C (3)ka kR2(2)由电路分析可知，若滑动变阻器的滑片向右滑动时电压表示数变大，则滑动变阻器接入电路部分阻值增大，选项C符合题意。【变

5、式训练1】 某兴趣小组利用图4所示电电路测测定一组组干电电池的内阻r和一待测电测电 阻的阻值值Rx。已知电电池组组的电动势电动势约为约为 6 V，电电池组组内阻和待测电测电 阻的阻值值都约为约为 10 ，且不超过过10 ，可供选选用的实验实验 器材有：图图4A.电电流表 (量程0300 mA，内阻不计计)；B.电电流表 (量程03 A，内阻不计计)；C.电压电压 表 (量程06 V，内阻很大)；D.电压电压 表 (量程015 V，内阻很大)；E.滑动变动变 阻器R(阻值值0100 )；开关S一个，导线导线 若干。该实验过该实验过 程如下：(1)在连连接电电路前，先选择选择 合适的器材，电电流表

6、应选应选 用_，电压电压 表应选应选 用_。(填所选选器材前的字母)(2)按图图4正确连连接好电电路后，将滑动变动变 阻器的阻值调值调 到最大，闭闭合开关，逐次调调小其接入电电路的阻值值，测测出多组组U和I的值值，并记录记录 相应应的数据，以U为纵轴为纵轴 ，I为为横轴轴，得到图图5所示的图图线线。(3)断开开关S，将Rx改接在B、C之间间，A与B用导线导线 直接相连连，其他部分保持不变变。重复步骤骤(2)，得到另一条UI图线图线 ，其斜率的绝对值为绝对值为k。(4)根据上面实验实验 数据结结合图图5可得，电电池组组的内阻r_；用k和r表示待测电测电 阻的关系式为为Rx_。图图5解析 (1)由

7、图5可知，电流最大为300 mA，为了保证实验的安全和准确，电流表应选择A；电源的电动势约为6 V，故电压表应选择6 V量程的C。答案 (1)A C (4)10 kr热点二 实验拓展创新方法1 安阻法实验实验 原理用一个电电流表和电电阻箱测测量，电电路如图图6所示，测测量原理为为：EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出E和r，此种方法使测测得的电动势电动势 无偏差，内阻偏大。若已知电电流表A的阻值值可消除测测内阻的系统误统误 差。图图6方法2 伏阻法(1)实验实验 原理图图7(2)图图象法处处理数据，如图图8所示。图图8【例2】 (2017湖北省襄阳市高三调研)如图9所示为为某兴兴趣小

8、组测组测 量电电池组组的电动势电动势 和内阻的实验实验 原理图图，已知电电池组组的电动势约电动势约 3 V，内阻约约2 。现现提供的器材如下： A.电电池组组B.电压电压 表V1(量程010 V，内阻约约10 000 )C.电压电压 表V2(量程03 V，内阻约约10 000 )D.电电阻箱R(099.9 )E.定值电值电 阻R120 F.定值电值电 阻R21 000 H.开关和导线导线 若干图图9(1)如果要准确测测量电电源的电动势电动势 和内阻，电压电压 表V应选择应选择_(选选填“B”或“C”)；定值电值电 阻R0应选择应选择 _(选选填“E”或“F”)。(3)该实验测该实验测 得的电动

9、势电动势 与真实值实值 相比_(选选填“偏大”“偏小”或“不变变”)，内阻的测测量值值与真实值实值 相比_(选选填“偏大”“偏小”或“不变变”)。图图10解析 (1)电压表V1的量程太大，使得电压表指针的偏角太小，测量误差太大，R21 000 的定值电阻太大，使得电压表指针的偏角太小，且在改变电阻箱阻值时，电压表的示数变化不明显，故电压表选择C，定值电阻选择E。A.电电流表G(量程为为30 mA、内阻未知)B.电电阻箱R(0999.9 )C.滑动变动变 阻器R1(020 )D.滑动变动变 阻器R2(01 k)E.开关、导线导线 若干F.电电源E(电动势约电动势约 10 V)(1)要完成实验实验

10、 ，首先需测测量电电流表G的内阻。测测量电电流表G内阻的实验电实验电 路如图图11所示。【变式训练2】 (2017山东省潍坊市高三统考)某兴趣小组要精确测定电源的电动势和内阻，他们找来了如下器材：将下述实验过实验过 程补补充完整。a.选择选择 器材，滑动变动变 阻器R应该选应该选 取_(选选填“R1”或“R2”)；b.连连接好电电路，R的滑片应调应调 到_(选选填“a”或“b”)端；c.断开S2，闭闭合S1，调节调节 R，使电电流表G满满偏；d.保持R不变变，闭闭合S2，调节电调节电 阻箱R的阻值值，当R10 时时，电电流表G的示数为为20 mA； 如果认为闭认为闭 合S2前后干路上电电流不变

11、变，则电则电 流表G的内阻 Rg_。图图11图图12答案 (1)R2 a 5 (2)9 401.某同学利用如图图13甲所示电电路测测量电电源的电动势电动势 E和内阻r，可供选择选择 的实验实验 器材有：待测电测电 源(电动势约电动势约 6 V，内阻约约1 )，定值电值电 阻RA(阻值值10 )和RB(阻值值1 )，滑动变动变 阻器R(最大阻值值10 )，电电流表 (量程为为00.6 A，内阻约约1 )，电压电压表 (量程为为05 V，内阻约约10 k)，开关S，导线导线 若干。请请回答下列问题问题 ：图图13(1)图图13甲为该为该 同学设计设计 的电电路图图的一部分，将电电路图补图补 充完整

12、。(2)图图13甲中的R1应选应选 _(填“RA”或“RB”)。(3)改变变滑动变动变 阻器接入电电路的阻值值，分别记别记 下几组电压组电压 表的示数U和相应电应电 流表的示数I；以U为纵为纵 坐标标，I为为横坐标标，作UI图线图线 如图图乙所示，并求出UI图线图线 在横轴轴上的截距a和在纵轴纵轴 上的截距b。请选请选 用待测电测电 源电动势电动势 E、内阻r、定值电值电 阻R1和R2，写出a、b的表达式，a_，b_，代入相应应数值值即可得E和r的测测量值值。解析 (1)利用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的实验，电流表内阻与电源内阻相差不大，所以要把电流表内接，电路图如答图。(2)由于滑动

13、变阻器最大阻值只有10 ，电流表量程只有0.6 A，所以需要串联的电阻R1应该选择阻值为10 的定值电阻RA。2.2017天津理综，9(3)某探究性学习习小组组利用如图图14所示的电电路测测量电电池的电动势电动势 和内阻。其中电电流表A1的内阻r11.0 k，电电阻R19.0 k，为为了方便读读数和作图图，给电给电 池串联联一个R03.0 的电电阻。按图图示电电路进进行连连接后，发现发现 aa、bb和cc三条导线导线 中，混进进了一条内部断开的导线导线 。为为了确定哪一条导线导线 内部是断开的，将电键电键 S闭闭合，用多用电电表的电压挡电压挡 先测测量a、b间电间电压压，读读数不为为零，再测测

14、量a、a间电压间电压 ，若读读数不为为零，则则一定是_导线导线 断开；若读读数为为零，则则一定是_导线导线断开。图图14排除故障后，该该小组顺组顺 利完成实验实验 。通过过多次改变变滑动动变变阻器触头头位置，得到电电流表A1和A2的多组组I1、I2数据，作出图图象如图图15。由I1I2图图象得到电电池的电动势电动势 E_ V，内阻r_ 。图图15解析 用多用电表的电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在a、b间后有示数，说明电路被接通，即a、b间有断路故障，再测量a、a间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到a、a间，则一定是aa导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接通，电路故障一定是bb导线断开。根据闭合电路的欧姆定律得EI1(R1r1)(I1I2)(R0r)，I1I2，上式可简化为EI1(R1r1)I2(R0r)，读出两点坐标：(60 mA，0.12 mA)和(260 mA，0.05 mA)，代入方程解得电动势E1.41 V，内阻r0.5 。答案 aa bb 1.41(1.361.44均可) 0.5(0.40.6均可)