高考物理总复习 第10章 实验十四测定电源的电动势和内阻课件 大纲版

实验十四测定电源的电动势实验十四测定电源的电动势和内阻和内阻实验十四实验十四测定电源的电动势和内阻测定电源的电动势和内阻知识要点归纳知识要点归纳过程分析导引过程分析导引实验典例精析实验典例精析知能优化演练知能优化演练知识要点归纳知识要点归纳实验目的实验目的1掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路的欧姆定律内阻的方法；进一步理解闭合电路的欧姆定律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实验原理实验原理1实验依据：闭合电路欧姆定律实验依据：闭合电路欧姆定律2实验电路：如图实验电路：如图1061所示所示图图1061图图1062实验器材实验器材电池电池(被测电源被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔开关、导线、坐标纸、铅笔过程分析导引过程分析导引一、实验步骤一、实验步骤1电流表用电流表用0.6 A量程，电压表用量程，电压表用3 V量程，按图量程，按图1061连接好电路连接好电路2把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数记录一组电流表和电压表的示数，用同样方数记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组法测量并记录几组I、U值，并填入表格中值，并填入表格中4断开开关，拆除电路，整理好器材断开开关，拆除电路，整理好器材二、数据处理二、数据处理本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法的公式法，二是描点画图法第第1组组 第第2组组 第第3组组 第第4组组 第第5组组 第第6组组U/VI/A法一：取六组对应的法一：取六组对应的U、I数据，数据满足的关系数据，数据满足的关系式式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r让第让第1式和第式和第4式联立方程，第式联立方程，第2式和第式和第5式联立方程，式联立方程，第第3式和第式和第6式联立方程，这样解得三组式联立方程，这样解得三组E、r，取，取其平均值作为电池的电动势其平均值作为电池的电动势E和内阻和内阻r的大小的大小三、误差分析三、误差分析1由读数误差和电表线性不良引起误差由读数误差和电表线性不良引起误差2用图象法求用图象法求E和和r时，由于作图不准确造成的时，由于作图不准确造成的误差误差3本实验采用的图本实验采用的图1061所示的测量电路是所示的测量电路是存在系统误差的，这是由于电压表的分流存在系统误差的，这是由于电压表的分流IV引起引起的，使电流表的示数的，使电流表的示数I测测小于电池的输出电流小于电池的输出电流I真真因为因为I真真I测测IV，而，而IVU/RV，U越大，越大，IV越越大，大，U趋近于零时，趋近于零时，IV也趋近于零所以此种情也趋近于零所以此种情况下图线与横轴的交点为真实的短路电流，而图况下图线与横轴的交点为真实的短路电流，而图线与纵轴的交点为电动势的测量值，比真实值偏线与纵轴的交点为电动势的测量值，比真实值偏小修正后的图线如图小修正后的图线如图1063所示，显然，所示，显然，E、r的测量值都比真实值偏小，的测量值都比真实值偏小，r测测r真真、E测测r真真图图1064图图1065四、注意事项四、注意事项1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些阻应选的大些(选用已使用过一段时间的干电选用已使用过一段时间的干电池池)2在实验中不要将在实验中不要将I调得过大，每次读完调得过大，每次读完U、I读读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，使得象过重，使得E、r明显变化明显变化3测出不少于测出不少于6组组I、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，类似于逐差法，要将测出的用方程组求解时，类似于逐差法，要将测出的I、U数据中，第数据中，第1和第和第4组为一组，第组为一组，第2和第和第5组为一组为一组，第组，第3和第和第6组为一组，分别解出组为一组，分别解出E、r值再求平值再求平均值均值4在画在画UI图线时，要使较多的点落在这条直图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差5干电池内阻较小时，干电池内阻较小时，U的变化较小，此时，坐的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如图标图中数据点将呈现如图1066甲所示的状况，甲所示的状况，使下部大面积空间得不到利用，为此，可使纵坐使下部大面积空间得不到利用，为此，可使纵坐标不从零开始而是根据测得的数据从某一恰当值标不从零开始而是根据测得的数据从某一恰当值开始开始(横坐标横坐标I必须从零开始必须从零开始)，图图1066五、实验创新五、实验创新1安安阻法阻法用一个电流表和电阻箱测量，电路如图用一个电流表和电阻箱测量，电路如图1067，测量原理为：测量原理为：EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此，由此可求出可求出E和和r，此种方法使测得的电动势无偏差，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大但内阻偏大图图10672伏伏阻法阻法图图1068实验典例精析实验典例精析器材选择和数据处理器材选择和数据处理 (2011年长沙市一中月考年长沙市一中月考)用如图用如图1069所示电路测一节干电池的电动势所示电路测一节干电池的电动势E和内电阻和内电阻r，所，所给的器材有：给的器材有：A电压表电压表V：03 V和和015 V两个量程两个量程B电流表电流表A：00.6 A和和03 AC滑动变阻器滑动变阻器R1(最大电阻为最大电阻为20 )D滑动变阻器滑动变阻器R2(最大电阻为最大电阻为100 )E开关开关S和导线若干和导线若干(1)电流表应选用电流表应选用_量程；电压表应选用量程；电压表应选用_量程；滑动变阻器应选量程；滑动变阻器应选_(选填选填“R1”或或“R2”)(2)如图如图10610所示所示UI图上是根据实验测得图上是根据实验测得的的7组数据标出的点请你画出图线，并由图线组数据标出的点请你画出图线，并由图线求出求出E_V，r_.图图1069【解析解析】(1)因为电源的电动势接近因为电源的电动势接近1.5 V，则，则电压表应该选择电压表应该选择03 V量程，电池的内阻一般为量程，电池的内阻一般为几欧，则电流表应该选择几欧，则电流表应该选择00.6 A量程；同时为量程；同时为了方便调节，滑动变阻器应该选择阻值较小的，了方便调节，滑动变阻器应该选择阻值较小的，故选故选R1.(2)将实验过程中描出的点用直线连接起来，连接将实验过程中描出的点用直线连接起来，连接时要使尽量多的点在直线上，不在直线上的点尽时要使尽量多的点在直线上，不在直线上的点尽量分布在直线的两侧由得到的直线可知，电源量分布在直线的两侧由得到的直线可知，电源电动势为电动势为1.5 V，在直线上取一点，代入，在直线上取一点，代入EUIr，可以求出电源的内阻为，可以求出电源的内阻为0.5 .图图10610【答案答案】(1)00.6 A03 VR1(2)图线如图图线如图10611所示所示1.50.5图图10611 (2010年高考江苏卷年高考江苏卷)在测量电源的电动势在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电视为理想电压表压表)的量程较小，某同学设计了如图的量程较小，某同学设计了如图10612所示的实物电路所示的实物电路实验创新实验创新图图10612(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到实验时，应先将电阻箱的电阻调到_(选填选填“最大值最大值”、“最小值最小值”或或“任意值任意值”)(2)改变电阻箱的阻值改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值，分别测出阻值R010 的定值电阻两端的电压的定值电阻两端的电压U.下列两组下列两组R的取值方案的取值方案中，比较合理的方案是中，比较合理的方案是_(填选填选“1”或或“2”)方案编号方案编号电阻箱的阻值电阻箱的阻值R/1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0