《2019年度高三物理一轮系列优质课件：第八章 实验十 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《2019年度高三物理一轮系列优质课件：第八章 实验十 测定电源的电动势和内阻 （40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第八章 恒定电流,实验十 测定电源的电动势和内阻,过好双基关,1.实验原理 闭合电路欧姆定律. 2.实验器材 电池、电压表、电流表、 、开关、导线、坐标纸和刻度尺.,滑动变阻器,3.基本操作 (1)电流表用 A的量程，电压表用 V的量程，按图1连接好电路.,图1,0.6,3,(2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最 的一端. (3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1).用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中. (4)断开开关，拆除电路，整理好器材.,大,1.实验数据求E、r的处理方法 (1)列方程求解：由UEIr得 ，解得E、r. (2)用作图法处理数据，如
2、图2所示. 图线与纵轴交点为 ； 图线与横轴交点为I短 ； 图线的斜率表示r .,图2,E,2.注意事项 (1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较 的旧电池. (2)电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快. (3)要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些. (4)若UI图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电 流，内阻应根据r 确定. (5)电流表要内接(因为r很小).,大,3.误差来源 (1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确. (2)系统误差：电压表分流. (3)本实验中测量结果是：E测E真，r测r真.,研透命题点,例1 (2016四川理综8)用如图3所示电路
3、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5 )，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干.,命题点一 教材原型实验,基础考点 自主悟透,图3,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UI图线(U、I都用国际单位)； ()求出UI图线斜率的绝对值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(03 V，内阻约15 k) B.电压表
4、(03 V，内阻约3 k) C.电流表(0200 mA，内阻约2 ) D.电流表(030 mA，内阻约2 ),A C,解析 电压表内阻越大，分流越小，误差也就越小，所以选内阻较大的电压表A；当滑动变阻器接入电阻最小时通过电流表的电流最大，此时通过电流表的电流大小约为I 176 mA，所以选量程为200 mA的电流表C.,答案,解析,解析 由电路分析可知，若滑动变阻器的滑片右移电压表示数变大，则滑动变阻器接入电路部分阻值增大，选项C符合题意.,(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
5、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右端接线柱,答案,解析,(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.,答案,解析,ka,kR2,解析 由EUI(rR2)，得UI(rR2)E，对比伏安特性曲线可知，图象斜率的绝对值krR2，所以电源内阻rkR2；令U0，得 由题意知UI图线与横轴截距为a，所以aI 则Eka.,变式1 利用图4所示的电路测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差.供选择的器材
6、有： A.电流表A(00.6 A) B.电压表V1(03 V) C.电压表V2(015 V) D.滑动变阻器R1(020 ) E.滑动变阻器R2(0200 ) F.定值电阻R01 G.开关一个，导线若干 (1)实验中电压表应选用 ，滑动变阻器应选用 (选填相应器材前的字母).,答案,解析,图4,B D,解析 由于干电池的电动势为1.5 V，所以应选电压表B，C的量程太大，误差太大；选用小的滑动变阻器便于操作，故选D.,(2)闭合开关，电压表和电流表均有示数，但是无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表的读数变化都非常小.同学们讨论后，在原电路的基础上又加了一个定值电阻R0，问题得到解决.请你在方框
7、内画出改进后的电路图.,答案,解析,某位同学记录了6组数据，对应的点已经标在坐标纸上.在图5坐标纸上画出UI图线，根据所画图线可得出干电池的电动势E V，内电阻r .(结果均保留两位有效数字),图5,答案 见解析图,1.5,0.14(0.130.18均可),解析 电路图如图甲所示，UI图线如图乙所示,图象的纵截距表示电源电动势，故有E1.5 V， 所以内阻为r 1 0.14 ,变式2 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻.要求尽量减小实验误差. (1)应该选择的实验电路是图6中的 (选填“甲”或“乙”).,答案,解析,图6,甲,解析 干电池内阻相对一般电流表内阻而言较小，为减小电流表
8、分压带来的系统误差，故应选甲.,(2)现有电流表(00.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材： A.电压表(015 V) B.电压表(03 V) C.滑动变阻器(050 ) D.滑动变阻器(0500 ) 实验中电压表应选用 ；滑动变阻器应选用 .(选填相应器材前的字母),答案,解析,B C,解析 干电池电动势约为1.5 V，电压表选B可减小读数误差.滑动变阻器应选C，若选D，由于总阻值较大，则滑片滑动时移动范围小，不便调节.,(3)某位同学记录的6组数据如表所示，其中5组数据的对应点已经标在图7，请标出余下一组数据的对应点，并画出UI图线.,答案,解析,图7,答案 如图所示,解析 图线应为直
9、线，作图时使尽量多的点在线上，不在线上的点应均匀分布在线的两侧，误差较大的点舍去.,(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E_ V，内电阻r_.,答案,解析,1.50(1.491.51均可),0.83(0.810.85均可),解析 由UEIr可得图象上的纵轴截距E1.50 V，斜率的绝对值r0.83 .,(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化.下列示意图中正确反映PU关系的是 .,答案,解析,变式3 手机、电脑等电器已经普及到人们的日常生活中，这些电器都要用到蓄电池.某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻.蓄电池的电动势约为3 V
10、. A.量程是0.6 A，内阻约为0.5 的电流表； B.量程是3 V，内阻是6 k的电压表； C.量程是15 V，内阻是30 k的电压表； D.阻值为01 k，额定电流为0.5 A的滑动变阻器； E.阻值为010 ，额定电流为2 A的滑动变阻器； F.定值电阻4 ，额定功率4 W； G.开关S一个，导线若干.,(1)为了减小实验误差，电压表应选择 (填器材代号)，图8中的导线应连接到 处(填“”或“”)，改变滑动变阻器阻值的时候，为了使电压表和电流表的读数变化比较明显，滑动变阻器应选择 (填器材代号).,答案,解析,图8,B,E,解析 蓄电池的电动势约为3 V，电压表C的量程太大，选电压表B
11、.导线接处，与电池串联的定值电阻阻值已知，有利于准确测出电池的内阻.电流表量程为0.6 A，由R 得回路中的总电阻不能小于5 ，滑动变阻器D总阻值太大，操作不方便，滑动变阻器选E.,(2)用(1)问中的实验电路进行测量，读出电压表和电流表的读数，画出对应的UI图线如图9所示，由图线可得该蓄电池的电动势E V，内阻r .(结果保留两位有效数字),答案,解析,图9,3.2,1.3,解析 由图线在纵轴上的截距可得蓄电池的电动势E3.2 V，图线斜率的绝对值|k|5.3 ，减去与电池串联的定值电阻的阻值4 ，可得电池的内阻r1.3 .,例2 (2017天津理综9(3)某探究性学习小组利用如图10所示的
12、电路测量电池的电动势和内阻.其中电流表A1的内阻r11.0 k，电阻R19.0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个R03.0 的电阻.,答案,解析,命题点二 实验拓展创新,能力考点 师生共研,图10,按图示电路进行连接后，发现aa、bb和cc三条导线中，混进了一条内部断开的导线.为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b间电压，读数不为零，再测量a、a间电压，若读数不为零，则一定是 导线断开；若读数为零，则一定是 导线断开.,aa,bb,解析 用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
13、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.,排除故障后，该小组顺利完成实验.通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图11.由I1I2图象得到电池的电动势E_ _V，内阻r_.,答案,解析,图11,1.41(1.361.44,0.5(0.40.6均可),解析 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.
14、12 mA)和(260 mA,0.05 mA)，代入方程解得：电动势E1.41 V，内阻r0.5 .,均可),变式4 某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内阻. A.待测干电池一节，电动势约为1.5 V，内阻约为几欧姆 B.直流电压表V，量程为3 V，内阻非常大 C.定值电阻R0150 D.电阻箱R E.导线和开关,根据如图12甲所示的电路连接图进行实验操作.多次改变电阻箱的阻值，记录每次电阻箱的阻值R和电压表的示数U.在 R坐标系中描出的坐标点如图乙所示.,图12,(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则 与R的关系式为.,答案,解析,(2)在图乙坐标纸上画出 R关系图线.,答案,解析,答案 见解析图,解析 作图如图所示.,(3)根据图线求得斜率k V11，截距b V1(保留两位有效数字).,
