高考物理总复习 78实验 测定电源电动势和内阻课件 新人教版

第第8单元单元 实验实验 测定电源电动势和内阻测定电源电动势和内阻 一、实验目的 1用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻 2进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解 3进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方法 二、实验原理 在中学物理实验室里，测定电动势E和内阻r的方法有多种，可以用一只电压表和一只电流表，也可以用一只电流表和一只电阻箱，或者用一只电压表和一只电阻箱，它们的测量原理都是闭合电路欧姆定律 基本方法：伏安法测电源电动势和内阻实验电路图如图所示，只要测出两组U、I的值，就能算出电动势E和内阻r.根据闭合电路欧姆定律，其测量的原理方程为：EUIr，其中U、I分别是电压表和电流表的示数，通过调节滑动变阻器，改变路端电压和电流，这样就得到多组数据，每两组数据就可以求出电动势和内阻 三、实验器材 电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸 四、实验步骤 1连接电路 电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图连接好电路 2测量与记录 (1)把变阻器的滑片移动到使用阻值最大的一端 (2)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)用同样方法测量几组I、U值 3数据处理、整理器材 (1)断开开关，拆除电路，整理好器材 测量电源电动势和内阻的三种常用方法为伏安法、伏阻法、安阻法 一、伏阻法 【例1】(2012福建)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E. (1)先直接用多用电表测定该电池电动势，在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为_V. (2)然后，用电压表V 、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势 根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路 闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表V 相应示数U，该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的1/R与1/U的值请用表中数据在坐标纸上描点，并作出1/U1/R图线.R()166.771.450.033.325.020.0U(V)8.35.94.84.23.22.91/R(1021)0.601.402.003.004.005.001/U(V1)0.120.170.210.240.310.35 从图线中可求得E_ V.【答案【答案】(1)9.4 (2)如图所示： 如图所示：9.511.1 二、安阻法 【例2】某研究性学习小组利用图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图乙所示的R图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E_ V，r_ .【答案【答案】2.90.9 【学法指导【学法指导】图象与函数一一对应，从函数表达式中找斜图象与函数一一对应，从函数表达式中找斜率和截距的物理意义率和截距的物理意义 一、理解伏安法测电动势和内阻的方法 【例1】测量电源的电动势E及内阻r(E约为4.5 V，r约为1.5 ) 器材： 量程3 V的理想电压表V 量程0.5 A的电流表A (具有一定内阻) 固定电阻R4 滑动变阻器R 开关S，导线若干 画出实验电路原理图 实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2.则可以求出E_，r_.(用I1、I2、U1、U2及R表示) 【解析】本题实际上是在课本实验测定电源的电动势和内电阻的基础上改编而成的，因本题电压表的量程只有3 V，而电源电动势E约为4.5 V，故不能直接用电压表测量电源的路端电压，应把待测电源与固定电阻串联等效为一个新电源 实验电路原理图如图所示 二、水果电池 【例2】(2012重庆)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响实验器材如图所示 测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式_，利用测量数据作出UI图象，得出E和r. 将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路 实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的UI图象如图中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势_(填“增大”“减小”或“不变”)，电源内阻_(填“增大”“减小”或“不变”). 曲线(c)对应的电源电动势E_ V，内阻r_ ，当外电路总电阻为2 500 时，该电源的输出功率P_ mW.(均保留三位有效数字) 【解析】由闭合电路欧姆定律，可知UEIr；比较由绘制的图线可知，当两电极距离减小时，果汁电池电动势不变，斜率变大，内电阻变大；由(c)图线斜率及纵轴截距，可得E0.975 V，r478 ，当外电阻为2 500 时，电源的输出功率PI2R()22 500 W0.268 mW. 【答案】UEIr 如下图所示 不变增大0.9754780.268 【学法指导】本题UI图线纵轴起点为0.5 V，即图线与横轴截距并非短路电流；为绘制更加精确的UI图线，一般纵轴起点并不从0开始，处理内阻一定注意用图线的斜率，以免错解电源电动势及内阻