2019-2020年高三物理一轮复习 06 测电源电动势和内电阻导学案.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 06 测电源电动势和内电阻导学案【课题】测电源的电动势和内电阻【目标】1、掌握用伏安法测定电源的电动势和内阻的方法、数据处理；2、学会用其他方法测量电源的电动势和内电阻。【导入】一、测定电源的电动势和内阻的实验原理：利用如图所示电路，只要改变外电路R的阻值，测出两组I、U的数值，代人方程组： 就可以求出电动势E和内阻r或多测几组I、U数据，求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值 此外还可以用作图法来处理实验数据，求出E、r的值在标坐纸上，I为横坐标，U为纵坐标，测出几组U、I值，画出UI图像，根据闭合电路的欧姆定律U=EIr，可知U是I的一次函数，这个图像应该是一条直线如图所示，这条直线跟纵轴的交点表示电源电动势，这条直线的斜率的绝对值，即为内阻r的值。二、测定电源的电动势和内阻的实验的技巧 1、在电键S闭合前，变阻器滑片应使变阻器连入的阻值最大；要测出不少于6组I、U数据，且变化范围大些，用方程组求解时，1与4、2与5、3与6为一组，分别求出E、r的值再求平均值 2、为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些 3、画UI图线时纵轴刻度可以不从零开始，此时图线和横轴交点不再是短路电流 4、实验中不要将I调得过大，不宜超过03A。读表要快，读完立即断电。 5、此实验还可以改用一个电阻箱和一个电流表或一个电压表和一个电阻箱来测定【导研】 例1某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈。现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R0（约为2k），二是手机中常用的锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）。在操作台上还准备了如下实验器材：R0ESVA1R1 A电压表V（量程4V，电阻RV 约为4.0k）B电流表A1（量程100mA，电阻RA1 约为5）C电流表A2（量程2mA，电阻RA2 约为50）D滑动变阻器R1（020，额定电流1A）E电阻箱R2（0999.9，最小分度值0.1）F开关S一只、导线若干（1）为了测定电阻R0的阻值，小组的一位成员，设计了如图所示的电路原理图并选取了相应的器材（电源用待测的锂电池），其设计或器材选取中有不妥之处，你认为应该怎样调整？ 。（2）在实际操作过程中，发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r。请你在方框中画出实验电路图（标注所用器材符号）为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式 。例2在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A待测的干电池（电动势约为1. 5 V，内电阻小于1. 0)B电流表G（满偏电流3 mA，内阻Rg=10)C电流表A(00. 6 A，内阻0.1)D滑动变阻器R1(020,10 A) E.滑动变阻器R2(0200,l A)F定值电阻R0 (990) G开关和导线若干（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示中甲的（a)、 (b)两个参考实验电路，其中合理的是 图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选 （填写器材前的字母代号）（2）图乙为该同学根据（1)中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I1I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得被测电池的电动势E= V，内阻r= 。例3现要测电阻R0阻值和干电池组的电动势E及内阻r。给定的器材有：两个理想电压表（量程均为3V），理想电流表（量程为0.6A），滑动变阻器R，待测的电阻R0，两节串联的电池，电键S及导线若干。某同学设计一个如图（a）所示的电路同时测电阻R0阻值和电池组的电动势及内阻，调节变阻器，两电压表和电流表分别测得多组U1、U2、I的读数，并作出U1I图（图线1）和U2I图（图线2），见图（b）。（1）由图可知得出电阻R0阻值为_（2）电池组E的电动势为_V，内阻为_。例4现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为40，已知该电池允许输出的最大电流为50mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围09999，R0是定值电阻，可防止操作不当损坏电池，起保护电路的作用。（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：A10 2.5 W B100 1.0 W C200 1.0 W D2000 5.0 W本实验应选哪一种规格？答 。（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关K，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，计录多组数据，作出了如图乙所示的图线。则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为 V，内阻r为 。【导练】1、如图所示，是一种内电阻可调的化学电池，可用来验证闭合电路欧姆定律。 A、B为电池的正、负极，C、D为靠近正、负极板的两个探极，目的是为了测量电池的内部电压，向电池内打气，可以改变电解质溶液液面的高低，从而改变电池的内电阻。现在要验证闭合电路中内电压和外电压之和等于电源电动势，除该电池以外，还备有理想电流表和理想电压表各一个、一个定值电阻R5、电键S和导线若干。正确连接电路以后，得到表中实验数据。 （1）上右图是该化学电池的俯视示意图，请用器材符号在下面方框内画出实验电路原理图；（2）该电池的电动势E_V；第2次操作时该电池的内阻r_。2在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路。（1）试验时，应先将电阻箱的电阻调到_。（选填“最大值” 或“最小值”）（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值=10的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是_。（选填1或2）（3）根据实验数据描点，绘出的图像是一条直线。若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E= ，内阻r= （用k、b和R0表示）3、某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为9.999，可当标准电阻用） 一只电流表（量程=0.6A，内阻）和若干导线。（1）请根据测定电动势E内电阻的要求，设计图4中器件的连接方式，画线把它们连接起来。（2）接通开关，逐次改变电阻箱的阻值,读出与对应的电流表的示数I，并作记录当电阻箱的阻值时，其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时首先计算出每个电流值I 的倒数;再制作R-坐标图，如图6所示，图中已标注出了（）的几个与测量对应的坐标点，请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6中上。（3）在图6上把描绘出的坐标点绘成图线。（4）根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= V，内电阻 。