《2022年高考物理一轮总复习 第七章 恒定电流 第5节（课时2）破解高考实验题的方法技巧：测定电池的电动势和内阻优质课件 鲁科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考物理一轮总复习 第七章 恒定电流 第5节（课时2）破解高考实验题的方法技巧：测定电池的电动势和内阻优质课件 鲁科版（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验探究实验探究：测定电池的电动势和内阻测定电池的电动势和内阻1.基础知识基础知识2.典例剖析典例剖析3.创新实验创新实验第七章第七章 恒定电流恒定电流4.真题演练真题演练一、基础知识一、基础知识1.基础知识基础知识实验实验九测定电池的电动势和内阻九测定电池的电动势和内阻 实验目的实验目的1.掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路欧姆定律的方法；进一步理解闭合电路欧姆定律2.掌握用图象法求电动势和内阻的方法掌握用图象法求电动势和内阻的方法第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A注意事项注意事项1选用旧电池选用旧电池：为
2、了使电路的路端电压变化明显，电池的内阻宜大：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些，可选用已使用过一段时间的1号干电池号干电池2电流不要过大，读数要快电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势：干电池在大电流放电时，电动势E会会明显下降，内阻明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间，短时间放电不宜超过放电不宜超过0.5A因此，实验中不要将因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，调得过大，读电表要快，每次读完立即断电每次读完立即断电3计算法求计算法求E、r：要测出不少于：要测出不少于6组组I、
3、U数据，且变化范围要大些，数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第数据中，第1和第和第4为一组、第为一组、第2和和第第5为一组、第为一组、第3和第和第6为一组，为一组，分别解出分别解出E、r值再求平均值值再求平均值4合理选择标度合理选择标度：为使图线分布空间：为使图线分布空间大，如右图所示，纵坐标可以不从零大，如右图所示，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，电源的内阻不能用路电流，电源的内阻不能用rE/I短短确定，应根据确定，应根据r|U/I|确定确定 二、典例剖析二、典例剖析2.典例剖析典
4、例剖析热点一伏安法测电源电动势和内阻热点一伏安法测电源电动势和内阻【例例1】2015四四川川理理综综，8(2)用用实实验验测测一一电电池池的的内内阻阻r和和一一待待测测电电阻阻的的阻阻值值Rx。已已知知电电池池的的电电动动势势约约6V，电电池池内内阻阻和和待待测测电电阻阻阻阻值值都为数十欧。可选用的实验器材有：都为数十欧。可选用的实验器材有：电流表电流表A1(量程量程030mA)；电流表电流表A2(量程量程0100mA)；电压表电压表V(量程量程06V)；滑动变阻器滑动变阻器R1(阻值阻值05)；滑动变阻器滑动变阻器R2(阻值阻值0300)；开关开关S一个，导线若干条。一个，导线若干条。某同学
5、的实验过程如下：某同学的实验过程如下：.设计如图的电路图设计如图的电路图,正确连接电路正确连接电路.将将R的阻值调到最大，闭合开关，逐的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小次调小R的阻值，测出多组的阻值，测出多组U和和I的值，的值，并记录。以并记录。以U为纵轴，为纵轴，I为横轴，得到如为横轴，得到如图所示的图线图所示的图线.断断开开开开关关，将将Rx改改接接在在B、C之之间间，A与与B直直接接相相连连，其其他他部部分分保保持持不不变变。重重复复的的步步骤骤，得得到到另另一一条条UI图图线线，图图线线与与横横轴轴I的的交交点点坐标为坐标为(I0，0)，与纵轴，与纵轴U的交点坐标为的交点坐标为(0，U
6、0)。回答下列问题：回答下列问题：电流表应选用电流表应选用_，滑动变阻器应选用，滑动变阻器应选用_；由图由图4的图线，得电源内阻的图线，得电源内阻r_；用用I0、U0和和r表表示示待待测测电电阻阻的的关关系系式式Rx_，代代入入数数值值可可得得Rx；若电表为理想电表，若电表为理想电表，Rx接在接在B、C之间与接在之间与接在A、B之间，滑动变阻之间，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数变化范围_，电压表示数变化范围，电压表示数变化范围_。(选填选填“相同相同”或或“不同不同”)A2R225U0
7、/I0r相同相同不同不同转解析转解析【变式训练变式训练1】实验室中现有器材如实物图甲所示，有：实验室中现有器材如实物图甲所示，有：电池电池E，电动势约，电动势约10V，内阻约，内阻约1；电流表电流表A1，量程约，量程约10A，内阻，内阻r1约约0.2；电流表电流表A2，量程，量程300mA，内阻，内阻r2约约5；电流表电流表A3，量程，量程250mA，内阻，内阻r3约约5；电阻箱电阻箱R1，最大阻值，最大阻值999.9，最小阻值改变量为，最小阻值改变量为0.1；滑动变阻器滑动变阻器R2，最大阻值，最大阻值100；开关；开关S，导线若干。，导线若干。要求用图乙所示的电路测量图中某电流表要求用图乙
8、所示的电路测量图中某电流表A的内阻。的内阻。(1)在所给的三个电流表中在所给的三个电流表中,哪几个可以用此电路精确测出其内阻？哪几个可以用此电路精确测出其内阻？答：答：_。(2)在在可可测测的的电电流流表表中中任任选选一一个个作作为为测测量量对对象象，在在实实物物图图甲甲上上连连成成测测量电路。量电路。(3)你你要要读读出出的的物物理理量量是是_。用用这这些些物物理理量量表表示示待待测测内内阻阻的的计计算公式是算公式是_。见解析见解析转解析转解析见解析见解析见解析见解析误差分析误差分析误差分析误差分析规律方法规律方法 用图象法求用图象法求E和和r时作图不准确时作图不准确由于电流表或电压表的分压
9、或分由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差流存在系统误差.本实验中测量结果是：本实验中测量结果是：E测测E真真，r测测r真真1实验方法、方案的拓展实验方法、方案的拓展(一电表，一电阻箱法一电表，一电阻箱法)图象：图象：主要仪器：一个电压表和电阻箱主要仪器：一个电压表和电阻箱测量原理：测量原理：EU1U1r/R1 EU2U2r/R2 联立可求联立可求r测测和和E测测E测测E真真r测测r真真伏阻法伏阻法1实验方法、方案的拓展实验方法、方案的拓展(一电表，一电阻箱法一电表，一电阻箱法)图象：图象：用一只电压表粗测电动势，直接将用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似电压表接在
10、电源两端，所测值近似认为是电源电动势认为是电源电动势,需满足需满足RVr.粗测法粗测法E测测E真真用两个电压表可测得电源的电动势用两个电压表可测得电源的电动势.测量方法为：断开测量方法为：断开S，测得，测得V1、V2的示数分别的示数分别为为U1、U2，此时，此时，EU1U2U1r/RV，RV为为V1的内阻；再闭合的内阻；再闭合S，V1的示数为的示数为U1，此，此时时EU1U1r/RV，解方程组可求得，解方程组可求得E和和r.双伏法双伏法2.2.实验器材的灵活选用实验器材的灵活选用如：如：定值电阻可以作为保护电阻定值电阻可以作为保护电阻定值电阻可以当电压表使用定值电阻可以当电压表使用定值电阻可以
11、当电流表使用定值电阻可以当电流表使用内阻已知的电压表可以当小量程的电流表使用内阻已知的电压表可以当小量程的电流表使用【例例2】(2015天天津津理理综综，9)用用电电流流表表和和电电压压表表测测定定由由三三节节干干电电池池串串联联组组成成的的电电池池组组(电电动动势势约约4.5V，内内电电阻阻约约1)的的电电动动势势和和内内电电阻阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A电流表：量程电流表：量程0.6A，内电阻约，内电阻约1B电流表：量程电流表：量程3A，内电阻约，内电阻约0.2C电压表：量程电压表：量程3V，内电阻约，内电阻约30k
12、D电压表：量程电压表：量程6V，内电阻约，内电阻约60kE滑动变阻器：滑动变阻器：01000，额定电流，额定电流0.5AF滑动变阻器：滑动变阻器：020，额定电流，额定电流2AA(1)为为了了使使测测量量结结果果尽尽量量准准确确，电电流流表表应应选选用用_，电电压压表表应应选选用用_，滑动变阻器应选用，滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号均填仪器的字母代号)。DF解析显隐解析显隐(2)如图为正确选择仪器后如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连好的部分电路。为了使测量误差尽可能小能小,还需在电路中用导线将还需在电路中用导线将_和和_相连、相连、_和和_相连、相连、_和和_相
13、连相连(均填仪器上接线柱的字母代号均填仪器上接线柱的字母代号)。转解析转解析adcgfh(3)实实验验时时发发现现电电流流表表坏坏了了，于于是是不不再再使使用用电电流流表表，剩剩余余仪仪器器中中仅仅用用电电阻阻箱箱替替换换掉掉滑滑动动变变阻阻器器，重重新新连连接接电电路路，仍仍能能完完成成实实验验。实实验验中中读读出出几几组组电电阻阻箱箱的的阻阻值值R和和对对应应电电压压表表的的示示数数U。用用图图象象法法处处理理采采集集到到的的数数据据，为为在在直直角角坐坐标标系系中中得得到到的的函函数数图图象象是是一一条条直直线线，则则可可以以_为为纵纵坐坐标标，以以_为横坐标。为横坐标。利用实验图象求未
14、知量的注意点利用实验图象求未知量的注意点规律方法规律方法在利用作出的图象求解未知量时，应特别注意在利用作出的图象求解未知量时，应特别注意直线的斜率、截距直线的斜率、截距为了明确斜率、截距的意义，要先写出两个量为了明确斜率、截距的意义，要先写出两个量的函数关系，然后从数学表达式中找到斜率、截距的函数关系，然后从数学表达式中找到斜率、截距的意义的意义【变变式式训训练练2】为为测测定定电电源源的的电电动动势势和和内内阻阻,实实验验室室提提供供了了如下器材：如下器材：A电源电源(电动势约为电动势约为9V)B电电压压表表(视视为为理理想想电电压压表表，量程量程03V)C电阻箱电阻箱R(0999.9)D定
15、定值值电电阻阻R0(铭铭牌牌上上的的数数字字模糊，末位只显示数字模糊，末位只显示数字“0”)E开关、导线若干开关、导线若干(1)用用欧欧姆姆表表(1)测测定定定定值值电电阻阻R0，欧欧姆姆表表的的指指针针如如图图所所示示，则则R0_；(2)为为达达到到测测定定的的目目的的，请请将将图图所所示示仪仪器器连连成成一一个个完完整整的的实实验电路；验电路；100转解析转解析9.0V2.0【备选备选】(2013安徽卷，安徽卷，21)根据闭合电路欧姆定律根据闭合电路欧姆定律,用图甲中用图甲中所示电路可以测定电池的电动势和内电阻所示电路可以测定电池的电动势和内电阻.图中图中R0是定值电阻是定值电阻,通通过改
16、变过改变R的阻值的阻值,测出测出R0两端的对应电压两端的对应电压U12,对所得的实验数据进对所得的实验数据进行处理行处理,就可以实现测量目的就可以实现测量目的.根据实验数据在根据实验数据在1/U12R坐标系中坐标系中描出坐标点描出坐标点,如图乙所示如图乙所示.已知已知R0150,请完成以下数据分析和请完成以下数据分析和处理处理.(1)图乙中电阻为图乙中电阻为_的的数据点应剔除；数据点应剔除；80.0解析显隐解析显隐(3)图线的斜率是图线的斜率是:_(V11),由此可得电池电动势由此可得电池电动势:Ex_V.(1)根据描点画直线根据描点画直线,使尽使尽可能多的点处在直线上可能多的点处在直线上.(2)在图线上取两点在图线上取两点,确定确定其各自坐标值其各自坐标值,求斜率求斜率.(3)将斜率值代入将斜率值代入1/U12R函数关系式中的对应斜率函数关系式中的对应斜率表示式，即可求得电池电表示式，即可求得电池电动势动势.审题析疑审题析疑(180,1.51)(0,0.70)4.441031.50转解析转解析【备选备选】用用DIS测量干电池的电动势和内电阻的实验电路如图甲测量干电池的电动势和内电阻的
