资源描述
,实验基础,热点突破,随堂演练,实验,七,测,量,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。,误差分析,用图象法求,E,和,r,时作图不准确。,由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。,本实验中测量结果是：,E,测,E,真,r,测,r,真,。,热点一伏安法测电源电动势和内阻,【例,1,】,(2015,江苏单科,10),小明利用如图,1,所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。,图,1,(1),图,1,中电流表的示数为,_A,。,(2),调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下：,U,/V,1.45,1.36,1.27,1.16,1.06,I,/A,0.12,0.20,0.28,0.36,0.44,请根据表中的数据,在下面的方格纸上,(,如图,2),作出,U,I,图线。,图,2,由图线求得：电动势,E,_V,；内阻,r,_,。,(3),实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合。其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为,_,。,解析,(1),由实验装置图可知,电流表使用,0.6 A,量程,所以读数为,0.44 A,；,(2),描点画图,如图所示,根据,U,Ir,E,可得电动势为,E,1.6 V,；图线的斜率绝对值等于内阻,r,1.2;(3),干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大。,参考答案,(1)0.44,(2),U,I,图象见解析图,1.60(1.58,1.62,都算对,),1.2(1.18,1.26,都算对,),(3),干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大,【变式训练】,1,2015,四川理综,8(2),用实验测一电池的内阻,r,和一待测电阻的阻值,R,x,。已知电池的电动势约,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,A,1,(,量程,0,30 mA),；,电流表,A,2,(,量程,0,100 mA),；,电压表,V(,量程,0,6 V),；,滑动变阻器,R,1,(,阻值,0,5),；,滑动变阻器,R,2,(,阻值,0,300),；,开关,S,一个,导线若干条。,某同学的实验过程如下：,.,设计如图,3,所示的电路图,正确连接电路。,.,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,I,为横轴,得到如图,4,所示的图线。,图,3,图,4,.,断开开关,将,R,x,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,U,I,图线,图线与横轴,I,的交点坐标为,(,I,0,0),与纵轴,U,的交点坐标为,(0,U,0,),。,回答下列问题：,电流表应选用,_,滑动变阻器应选用,_,；,由图,4,的图线,得电源内阻,r,_,；,用,I,0,、,U,0,和,r,表示待测电阻的关系式,R,x,_,代入数值可得,R,x,；,若电表为理想电表,R,x,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,”,),热点二实验的拓展与创新,(,测定电源电动势和内阻的其他方法,),以本实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器设置题目,不脱离教材而又不拘泥教材,体现开放性、探究性、设计性等特点。,1.,实验方法、方案的拓展,(,一电表,一电阻箱法,),图象,2.,实验器材的灵活选用,如：,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,2,】,(2015,天津理综,9),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,内电阻约,30 k,D.,电压表：量程,6 V,内电阻约,60 k,E.,滑动变阻器：,0,1 000,额定电流,0.5 A,F.,滑动变阻器：,0,20,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),如图,5,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,),。,图,5,(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),本实验的实验电路应如图。,为了连接成如图的实验电路,还需要用导线将,a,与,d,c,与,g,f,与,h,相连。,(3),实验时,电流表不再使用,电阻箱代替滑动变阻器,实验电路图如图所示,【变式训练】,2.,为测定电源的电动势和内阻,实验室提供了如下器材：,图,6,A.,电源,(,电动势约为,9 V),B.,电压表,(,视为理想电压表,量程,0,3 V),C.,电阻箱,R,(0,999.9),D.,定值电阻,R,0,(,铭牌上的数字模糊,末位只显示数字,“0”),E.,开关、导线若干,解析,(1),欧姆挡为,“,1,”,故,R,0,10,1,10,。,(2),因电压表的量程为,3 V,R,0,只有,10,为保护,电路并完成测量,电压表测量,R,0,两端电压,电路,图设计如图所示。,参考答案,(1)10,(2),实验电路图如解析图所示,(3)9.0 V,2.0,1.,(2016,四川成都月考,),在研究性课题的研究中,小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容器、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件进行研究,一是电阻,R,x,(,阻值约,2 k),二是手机中常用的锂电池,(,电动势,E,的标称值为,3.4 V),。在操作台上还准备了如下实验器材：,A.,电压表,V(,量程,4 V,内阻,R,V,约,10 k),B.,电流表,A,1,(,量程,100 mA,内阻,R,A1,约,5),C.,电流表,A,2,(,量程,2 mA,内阻,R,A2,约,50),D.,滑动变阻器,R,(0,40,。额定电流,1 A),E.,电阻箱,R,0,(0,999.9),F.,开关,S,一只、导线若干,(1),小刚采用伏安法测定,R,x,的阻值,他使用的电源是待测的锂电池。图,9,是他连接的部分实验器材,请你完成实物连接。小刚选用的电流表应是,_(,填,“A,1,”,或,“A,2,”),；他用电压表的读数除以电流表的读数作为,R,x,的测量值,则测量值,_,真实值,(,填,“,大于,”,或,“,小于,”,),；,图,9,(2),小聪和小明设计了图,10,甲所示的电路图测量锂电池的电动势,E,和内阻,r,。,图,10,2.,(2015,安徽理综,21,),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,(0,999.9),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,11,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。,图,11,1,2,3,4,5,6,R,(),95.0,75.0,55.0,45.0,35.0,25.0,I,(mA),15.0,18.7,24.8,29.5,36.0,48.0,IR,(V),1.42,1.40,1.36,1.33,1.26,1.20,根据表中数据,图,12,中已描绘出四个点,请将第,5,、,6,两组数据也描绘在图,12,中,并画出,IR,I,图线；,图,12,根据图线可得电池的电动势,E,是,_V,内阻,r,是,_,。,解析,(1),要将电流表量程扩大,需要并联电阻,由并联电路特点：,I,g,R,g,(,I,I,g,),R,并,将,I,50 mA,I,g,100 A,R,g,2 500,代入解得,R,并,5.0,。,(2),作,IR,I,图线,如图所示。,根据实验电路知,IR,表示电源的路端电压,I,表示电路的电流,故,IR,I,图线的纵轴截距即为电池的电动势,则,E,1.53 V,图线斜率的绝对值减去改装后的电流表阻值即为电池的内阻,r,2.0,。,参考答案见解析,
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