《2020高考物理一轮总复习 第八章 实验十 测定电源的电动势和内阻讲义（含解析）新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高考物理一轮总复习 第八章 实验十 测定电源的电动势和内阻讲义（含解析）新人教版（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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，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确定，应根据r确定
2、 误差分析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真热点一实验原理与操作典例赏析典例1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为6 V，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030 mA)；电流表A2(量程0100 mA)；电压表V(量程06 V)；滑动变阻器R1(阻值05 )；滑动变阻器R2(阻值0300 )；开关S一个，导线若干条某同学的实验过程如下：.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路甲.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，
3、I为横轴，得到如图乙所示的图线乙.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UI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：(1)电流表应选用_，滑动变阻器应选用_.(2)由图乙的图线，得电源内阻r_ .(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx_，代入数值可得Rx.(4)若电表为理想电表，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”)解析(1)由UI图线可知电流表量程应为0100
4、 mA，故选A2.路端电压大于5.5 V，而电源电动势E6 V，故R外r，则滑动变阻器选R2.(2)由题图得：r25 .(3)Rxr，Rxr.(4)电流I，rRx一定，R从300 变到某同一阻值，电流变化范围相同Rx接AB间时，U(RRx)，Rx接BC间时，UR，故两种情况下电压变化不同答案(1)A2R2(2)25(3)r(4)相同不同题组巩固1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4.5 V，内电阻约1 )的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A电流表：量程0.6 A，内电阻约1 B电流表：量程3 A，内电阻约0.2 C电压表：量程3 V，内电
5、阻约30 kD电压表：量程6 V，内电阻约60 kE滑动变阻器：01 000 ，额定电流0.5 AF滑动变阻器：020 ，额定电流2 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)(2)下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)(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，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
6、数图象是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标解析：(1)因三节干电池的电动势约为4.5 V，故电压表应选D；因干电池放电电流不宜超过0.5 A，故电流表应选A；由电压表和电流表的测量范围可知滑动变阻器选用F即可(2)本实验的实验电路如图甲所示所以还需要用导线将a与d相连，c与g相连，f与h相连(3)电阻箱代替滑动变阻器，实验电路图如图乙所示根据闭合电路欧姆定律得UrE，整理可得三种情况：，以为纵坐标，为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线；UEr，以U为纵坐标，为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线；R，以为纵坐标，R为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线答案：(1)ADF(2)adcgf
7、h (3)2某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材：待测电池，电动势约为1.5 V(小于1.5 V)电流表，量程3 mA电流表，量程0.6 A电压表，量程1.5 V电压表，量程3 V滑动变阻器，020 开关一个，导线若干(1)请选择实验中需要的器材_(选填标号)(2)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来(3)小组由实验数据作出的UI图象如图乙所示，由图象可求得电源电动势为_V，内电阻为_ .解析：(1)电流表量程3 mA不能满足实验需要，故选量程为0.6 A的电流表；电动势小于1.5 V，故选量程为1.5 V的电压表其他都是电路必需器材，故所需器材为：.(2)如图
8、所示(3)根据图象得：E1.40 V，r2.8 .答案：(1)(2)图见解析(3)1.402.8热点二数据处理及误差分析典例赏析典例2硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件某同学利用图甲所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系图中定值电阻R02 ，电压表、电流表均可视为理想电表(1)用笔画线代替导线，根据电路图，将图乙中的实物电路补充完整(2)实验一：用一定强度的光照射硅光电池，闭合开关S，调节可调电阻R的阻值，通过测量得到该电池的UI曲线a(见图丙)则由图象可知，当电流小于200 mA时，该硅光电池的电动势为_ V，内阻为_ .(3)实验二：减小光照强度，重复实验，通过测量得到该电池
9、的UI曲线b(见图丙)当可调电阻R的阻值调到某值时，若该电路的路端电压为1.5 V，由曲线b可知，此时可调电阻R的电功率约为_ W(结果保留两位有效数字)解析(1)分析题图甲所示实验原理图，根据原理图连接实物电路图，如图所示(2)在硅光电池的UI图象中，当I0时，UE，图线斜率的绝对值表示内阻由图线a可知E2.9 V，在电流小于200 mA的情况下，此电池的内阻r4.0 .(3)由图线b可知，在实验二中当路端电压为1.5 V时，电路电流I60 mA0.06 A，由欧姆定律可知，此时外电阻R外25 ，可调电阻阻值RR外R025 2 23 ，可调电阻消耗的电功率PI2R(0.06 A)223 0.
10、083 W.答案(1)图见解析(2)2.94.0(3)0.083题组巩固3(2017天津卷)某探究性学习小组利用如图所示的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(1)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(2)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A
11、1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图由I1I2图象得到电池的电动势E_V，内阻r_.解析：(1)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ab间后有示数，说明电路被接通，即ab间有断路故障，再测量aa间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到aa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，断路故障的范围被确定在bb间(2)根据闭合电路的欧姆定律：EI1(R1r1)(I1I2)(R0r)，读出两点坐标：(60,0.12)和(260,0.05)，代入方程解得：电动势E1.4 V，内阻r0.5 .答案：(1)aabb(2)1.
12、4(1.361.44均可)0.5(0.40.6均可)4某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100 A，内阻为2 500 的表头，一个开关，两个电阻箱(0999.9 )和若干导线(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表，则应将表头与电阻箱_(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为_ .(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如下表123456R/95.075.055.045.035.025.0I/mA15.018.724.829.5
13、36.048.0IR/V1.421.401.361.331.261.20根据表中数据，下图中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图中，并画出IRI图线根据图线可得电池的电动势E是_ V，内阻r是_ .解析：(1)Ig100 A，Rg2 500 ，量程I50 mA，根据并联分流原理，改装成大量程电流表需并联的电阻R5.0 ；(2)根据闭合电路欧姆定律，EIRIr，即IREIr，所以IRI图象的纵轴截距即等于电池的电动势E的大小，斜率的绝对值即等于电池内阻r的大小，由图象可求出E1.53 V，r2.0 .答案：(1)并联5.0(2)作图略1.532.0热点三拓展创新实验核心提炼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)安阻法伏阻法R纵轴截距为，斜率为纵轴截距为，斜率为E测E真，r测r真E测E真，r测r真伏伏法：用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所示测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，EU1U2r，RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示数为U1，此时EU1
