高考物理一轮复习 实验9 测定电源的电动势和内阻课件.ppt

必考部分 第七章恒定电流 实验九测定电源的电动势和内阻 网控基础点读读有底气 重视实验操作提高实验技巧 一 实验步骤1 电流表用0 6A量程 电压表用3V量程 按图所示连接好电路 2 把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值最大的一端 3 闭合开关 调节滑动变阻器 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 填入表格中 4 断开开关 拆除电路 整理好器材 三 注意事项1 电池选取 为了使电池的路端电压变化明显 电池的内阻宜大些 选用已使用过一段时间的干电池 2 实验操作 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 实验中不宜将电流调得过大 电表读数要快 每次读完数后立即断开开关 3 数据要求 要测出不少于6组的 I U 数据 且变化范围要大些 4 描点画图 画U I图线时 由于读数的偶然误差 描出的点不在一条直线上 在作图时应使图线通过尽可能多的点 并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧 个别偏离直线太远的点可舍去 这样就可使偶然误差得到部分抵消 从而提高精确度 5 纵轴标度的确定 由于干电池的内阻较小 路端电压U的变化也较小 画U I图线时 纵轴的刻度可以不从零开始 而是依据测得的数据从某一恰当值开始 横坐标I必须从零开始 但这时图线和横轴的交点不再是短路电流 而图线与纵轴的截距仍为电源电动势 图线斜率的绝对值仍为内阻 四 误差分析1 偶然误差 1 由于电表读数不准引起误差 2 用图象法求E和r时 由于作图不准确造成的误差 3 测量过程中通电时间过长或电流过大 都会引起E r变化 2 系统误差 1 原因 由于电压表分流导致电流表读数不等于闭合电路的总电流 如图甲 2 图象法分析误差 根据测量数据作出电源的U I图线如图线 所示 当电压表示数为零时 IV 0 IA I短 短路电流测量值 真实值 如图乙 当电压表示数不为零时 IV 0 I总 IA IV IA 对图线修正如图线 所示 两图线对比可得E测 E真 r测 r真 研细核心点练透实验题 调研1 用如图所示电路测一节干电池的电动势E和内电阻r 所给的器材有 A 电压表V 0 3V和0 15V两个量程B 电流表A 0 0 6A和0 3AC 滑动变阻器R1 最大电阻为20 D 滑动变阻器R2 最大电阻为100 E 开关S和导线若干 考点一 实验原理与操作 试题调研 1 电流表应选用 量程 电压表应选用 量程 滑动变阻器应选 填 R1 或 R2 2 如图所示U I图上是根据实验测得的7组数据标出的点 请你画出图线 并由图线求出E V r 解析 1 因为电源的电动势接近1 5V 则电压表应该选择0 3V量程 电池的内阻一般为几欧 则电流表应该选择0 0 6A量程 同时为了方便调节 滑动变阻器应该选择阻值较小的 故选R1 2 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 不在直线上的点尽量分布在直线的两侧 由得到的直线可知 电源电动势为1 5V 在直线上取一点 代入E U Ir 可以求出电源的内阻为0 5 答案 1 0 0 6A0 3VR1 2 图线如图所示1 50 5 测定电源的电动势和内阻的其他方法 1 安阻法 用一个电流表和电阻箱测量 电路如图所示 测量原理为 E I1 R1 r E I2 R2 r 由此可求出E和r 此种方法使测得的电动势无偏差 但内阻偏大 名师归纳点题破疑 1 1 用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r 所给的器材有 A 电压表V 0 10VB 电流表A 0 0 6AC 滑动变阻器R1 总阻值20 D 定值电阻R2 阻值10 E 定值电阻R3 阻值4 F 定值电阻R4 阻值3 G 单刀双掷开关S和导线若干 类题练熟 1 根据以上器材 在误差尽可能小的情况下 组成一个测量电路 在方框中画出测量电路的原理图 要求电路中各器材用题中给定的符号标出 2 用已知的量和实验中测得的量表示待测干电池的电动势E 内阻r 答案 见解析 调研2 用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内阻 图甲 乙是给出的两个供选用的电路图 考点二 数据处理与误差分析 试题调研 答案 1 乙如图 a 所示 2 如图 b 所示1 450 69 3 34 a b 图象法处理数据总结 名师归纳点题破疑 2 1 2015 云南第一次统一检测 在 测量电源的电动势和内电阻 的实验中 因找不到合适的电流表 某同学设计了如图所示的测量电路 图中器材规格如下 电源E 电动势约为3V 内阻未知 电压表V1 量程0 3V 内阻约3k 电压表V2 量程0 3V 内阻很大 滑动变阻器R 0 20 定值电阻R0 2 类题练熟 3 根据图线可求得电源电动势E V 内电阻r 结果保留3位有效数字 答案 1 实物连线如图所示 2 如图所示 3 2 98 2 96 3 04均正确 1 02 0 980 1 08均正确 解析 1 2 见答案 3 在U1 U2图中 纵轴截距为电源电动势E 2 98V 图线斜率大小与R0的乘积为r 1 02 调研3 2014 新课标全国卷 利用如图 a 所示电路 可以测量电源的电动势和内阻 所用的实验器材有 待测电源 电阻箱R 最大阻值999 9 电阻R0 阻值为3 0 电阻R1 阻值为3 0 电流表 量程为200mA 内阻为RA 6 0 开关S 考点三 实验改进与创新 试题调研 a 2 实验得到的部分数据如下表所示 其中电阻R 3 0 时电流表的示数如图 b 所示 读出数据 完成下表 答 b 3 在图 c 的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图 根据图线求得斜率k A 1 1 截距b A 1 4 根据图线求得电源电动势E V 内阻r c 实物图连接的技巧实物图连接是一类考查学生实验技能和操作能力较为有效的题型 连线前一定要画出实验电路图 然后按图连线 且必须注意以下四点 1 连线不能交叉 2 必须把线接在接线柱上 3 电流应从电表正接线柱流入 从负接线柱流出 4 变阻器应处在有效控制状态 在实际操作中 画电路图时 各元件的相对位置应尽量与实物图相吻合 连实物图时 应先串后并 先连控制电路后连测量电路 要特别注意变阻器的分压连接 把变阻器的全电阻 开关 电源串连成干路 取变阻器的部分电阻与测量电路并联即可 名师归纳点题破疑 3 1 2015 山西四校联考 我们都有这样的体验 手电筒里的两节干电池用久了以后 灯丝发红 这就是我们常说的 电池没电了 有人为了 节约 在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用 为了检验此人的做法是否合理 某同学设计了下面的实验 类题练熟 甲乙 1 用图甲所示的电路分别测量新 旧电池的电动势和内阻 并把测量结果描绘成图乙所示的图象 由图象可知 新电池的电动势E1 V 内阻r1 旧电池的电动势E2 V 内阻r2 2 已知小灯泡上标有 3V 2W 若把新 旧干电池各一节串联做电源 则电源的效率 保留两位有效数字 3 在 2 中 新 旧电池提供的电功率分别是 W和 W 旧电池本身所消耗的电功率是 W 小灯泡实际消耗的电功率是 W 4 你认为新 旧电池搭配使用的做法是否合理 简述理由 答案 1 1 50 31 24 2 51 3 0 460 370 380 42 4 不合理 从上述计算可知 由于旧电池内阻太大 使得旧电池本身消耗的电功率大于它所提供的电功率 而小灯泡实际消耗的电功率远小于它的额定功率 解析 在电池的U I图象中纵截距表示电源电动势 斜率绝对值表示电源内阻 根据闭合电路的欧姆定律 求出电路中的电流 用灯泡消耗的功率除以电源的总功率即为电源的效率 用电源电动势乘以电流得电源提供的电功率 用电流的二次方乘以旧电池的内阻为旧电池本身消耗的电功率 用电流的二次方乘以灯泡的电阻为灯泡实际消耗的功率