2019-2020年高考物理一轮复习 测定电源的电动势和内阻学案.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 测定电源的电动势和内阻学案自主学习一考纲解读1. 理解测定电源的电动势和内阻的基本原理.2. 学会用解析法和图象法求解电动势和内阻.二双基回扣 1.实验原理： 本实验的依据是闭合电路的欧姆定律,实验电路如图1所示. （1）公式法:改变变阻器的阻值,从电流表、电压表中读出几组U、I值,由U=E-Ir可得E=U1+I1r,E=U2+I2r,解得E=、r=,多测几组数据,分别求出几组E和r的值,然后求出它们的平均值.图1 图2 图1（2） 图象法:改变R的阻值,多测几组U、I值.实验中至少测出6组U、I值,且变化范围要大些,然后在U-I坐标系中描点作图,所得直线与纵轴的交点即为电动势值,图线斜率的绝对值即为内阻r的值.如图2所示.2. 系统误差.由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差.(1) 如图5甲所示,在理论上E=U+(IV+IA)r,其中电压表示数U是准确的电源两端电压,而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差,而且电压表示数越大,IV越大.图5结论: 当电压表示数为零时,IV=0,IA=I短,短路电流测量值=真实值. E测E真. 因为r测=,所以r测r真.从电路的角度看,电压表应看成内电路的一部分,故实际测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势(r测和E测),如图5乙所示,因为电压表和电池并联,所以r测小于电池内阻r真,因为外电阻R断开时,a、b两点间电压Uab等于电动势E测,此时电源与电压表构成回路,所以UabE真,即E测E真.(2) 若采用如图6甲所示的电路,IA为电源电流真实值,理论上有E=U+UA+IAr,其中UA不可知,而造成误差,而且电流表示数越大,UA越大,当电流为零时,UA=0,电压为准确值,等于E,如图6乙所示. 图6结论: E为真实值. I短测r真,r测为r真和RA的串联值,由于通常情况下电池的内阻较小,所以这时r测的测量误差非常大.要点导学要点一：对实验的理解与应用 例1：(xx徐州三模)某同学利用以下器材测量电源电动势、内阻和定值电阻的阻值.A. 待测电源(电动势约3V,内阻约1)B. 一个阻值未知的电阻C. 电压表两块(内阻很大,量程3V)D. 电流表(内阻约为5,量程0.6A)E. 滑动变阻器A(030,3A)F. 滑动变阻器B(0200,0.2A)G. 开关一个,导线若干该同学设计了如图甲所示的电路,用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数.将滑动变阻器的滑片移到不同位置时,得到下表所示数据:I/A0.100.200.250.300.400.45U1/V2.912.802.762.692.582.55U2/V2.401.811.491.210.600.29甲乙根据题中所给信息,回答下列问题:(1) 滑动变阻器应选择(填“A”或“B”).(2) 根据图甲用笔画线代替导线把图乙中的实物图补充完整.(3) 该同学根据表中数据在图丙中已经画出了U3-I(U3=U1-U2)图线,请你在图中画出U2-I图线.丙(4) 根据图线,求出电源电动势E=V,内阻r=,定值电阻R0=.小结：练习1.(xx韶关二模)某同学要测量一节干电池的电动势和内阻,此干电池的工作电流不能超过0.6A,他根据老师提供的以下器材,画出了如图所示的原理图(图甲、乙).A. 电压表V(量程3V,内阻RV=10k)B. 电流表G(量程3mA,内阻Rg=100)C. 单量程电流表A(量程3A,内阻约为0.5)D. 滑动变阻器R1(020,2A) 甲E. 滑动变阻器R2(0100,1A)F. 定值电阻R3=0.5G. 开关S和导线若干 乙丙(1) 最后该同学没有选用接单量程电流表A的电路(即图甲所示电路),原因是?(2) 该同学选用图乙所示电路,该电路将电流表G与定值电阻R3并联,然后用这个并联电路替代电流表,达到测量电流之目的,它能测量的最大电流是A.(3) 为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是(填写器材编号).(4) 该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表G的读数为横坐标,以电压表V的读数为纵坐标绘出了如图丙所示的图线,根据图线可求出电源的电动势E=V(保留三位有效数字),电源的内阻r=(保留两位有效数字).要点二：测电动势和内阻的其他方法 例2(xx苏锡常镇三模)同学用电阻箱、多用电表、开关和导线测一节旧干电池的电动势和内阻.(1) 他先用多用电表电压挡直接接在电源两极,读数如图甲所示,则电源电动势约为V.甲(2) 为了更准确地测量电源的电动势和内阻,他用多用电表的“直流100mA”挡设计了如图乙所示的测量电路.为了电表安全,请估算开关闭合前电阻箱的最小取值为.乙 丙 (3) 将多用电表的选择开关从“OFF”挡旋转至“直流100mA”挡,调节电阻箱到合适的值并记录其读数R,合上开关,从多用电表上读出相应的示数I.(4) 重复(3)获得多组数据,根据数据作出了如图丙所示的R-图线.(5) 由图线得干电池的电动势E=V(保留三位有效数字),内阻r=(取整数),多用电表的内阻对(填“E”、“r”或“E和r”)的测量结果有影响.小结：练习2.(xx南师附中)某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻,实验室准备了下列器材:A. 待测干电池E(电动势约为1.5 V,内阻约为1 )B. 电流表G(满偏电流3.0 mA,内阻为100 )C. 电流表A(量程00.6 A,内阻约为1 )D. 滑动变阻器R1(010 ,额定电流为2 A)E. 滑动变阻器R2(01 k,额定电流为1 A)F. 定值电阻R0(阻值为900 )G. 开关一个,导线若干甲乙(1) 为了能比较准确地进行测量,同时还要考虑操作的方便,实验中滑动变阻器应选.丙(2) 根据题意在图甲中画出该实验所需要的电路图.(3) 根据电路图,将实物图乙连接起来,组成完整的电路.(4) 如图丙所示是某同学据正确的实验得到的数据作出的图线,其中,纵坐标I1为电流表G的示数,横坐标I2为电流表A的示数,由图可知,被测干电池的电动势为V,内阻为 (保留两位有效数字).要点三: 对实验电路故障的分析与创新例3. 某同学测量一节干电池的电动势和内阻时,用aa、bb、cc、dd、de和fb共6根导线连成如图甲所示的实验电路图.甲乙丙(1) 根据电路图,请在图乙的实物图中完成余下电路的连线.(2) 如果这6根导线中仅有一根内部断开,其他器材及连接均完好,现闭合开关,发现电流表、电压表的示数均为零,由此可以肯定内部没有断开的导线是de、fb和.(3) 闭合开关的情况下,要求用多用电表对每根导线进行排查并找出断导线,正确的操作是:将选择开关旋转至(填“10”、“直流电压2.5V”或“直流电流10mA”)挡,把(填“红”或“黑”)表笔固定在a点,另一支表笔依次接a、b、c、d、,如果某次检测时,表盘指针如图丙所示,则其读数为.小结：练习3.(xx盐城三模)某实验桌上有下列器材:A. 定值电阻R0(约2k)B. 电源(电动势约3V,内阻约0.5)C. 电压表V(量程3V,内阻约4k)D. 电流表A1(量程0.6A,内阻约0.5)E. 电流表A2(量程100mA,内阻约50)F. 电流表A3(量程2mA,内阻约50)G. 滑动变阻器R1(040,额定电流1A)(1) 为了测定R0的阻值,电流表应选(填“A1”、“A2”或“A3”).(2) 小明设计的测定R0的阻值的电路实物图如图甲所示,用笔画线代替导线将实物图补充完整.甲乙(3) 小华选择了一组器材,连接成如图乙所示的电路,想测量该电源的电动势和内阻,对于电路的设计,不合理的是 .(4) 小华操作时,发现滑动变阻器滑片在右端略向左移动时电流表就满偏,造成这种现象的主要原因是? .