高考物理一輪復習 實驗9 測定電源的電動勢和內阻課件.ppt

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必考部分 第七章恒定電流 實驗九測定電源的電動勢和內阻 網控基礎點讀讀有底氣 重視實驗操作提高實驗技巧 一 實驗步驟1 電流表用0 6A量程 電壓表用3V量程 按圖所示連接好電路 2 把滑動變阻器的滑片移動到使接入電路的阻值最大的一端 3 閉合開關 調節(jié)滑動變阻器 使電流表有明顯示數并記錄一組數據 I1 U1 用同樣方法測量幾組I U值 填入表格中 4 斷開開關 拆除電路 整理好器材 三 注意事項1 電池選取 為了使電池的路端電壓變化明顯 電池的內阻宜大些 選用已使用過一段時間的干電池 2 實驗操作 干電池在大電流放電時 電動勢E會明顯下降 內阻r會明顯增大 因此 實驗中不宜將電流調得過大 電表讀數要快 每次讀完數后立即斷開開關 3 數據要求 要測出不少于6組的 I U 數據 且變化范圍要大些 4 描點畫圖 畫U I圖線時 由于讀數的偶然誤差 描出的點不在一條直線上 在作圖時應使圖線通過盡可能多的點 并使不在直線上的點均勻分布在直線的兩側 個別偏離直線太遠的點可舍去 這樣就可使偶然誤差得到部分抵消 從而提高精確度 5 縱軸標度的確定 由于干電池的內阻較小 路端電壓U的變化也較小 畫U I圖線時 縱軸的刻度可以不從零開始 而是依據測得的數據從某一恰當值開始 橫坐標I必須從零開始 但這時圖線和橫軸的交點不再是短路電流 而圖線與縱軸的截距仍為電源電動勢 圖線斜率的絕對值仍為內阻 四 誤差分析1 偶然誤差 1 由于電表讀數不準引起誤差 2 用圖象法求E和r時 由于作圖不準確造成的誤差 3 測量過程中通電時間過長或電流過大 都會引起E r變化 2 系統誤差 1 原因 由于電壓表分流導致電流表讀數不等于閉合電路的總電流 如圖甲 2 圖象法分析誤差 根據測量數據作出電源的U I圖線如圖線 所示 當電壓表示數為零時 IV 0 IA I短 短路電流測量值 真實值 如圖乙 當電壓表示數不為零時 IV 0 I總 IA IV IA 對圖線修正如圖線 所示 兩圖線對比可得E測 E真 r測 r真 研細核心點練透實驗題 調研1 用如圖所示電路測一節(jié)干電池的電動勢E和內電阻r 所給的器材有 A 電壓表V 0 3V和0 15V兩個量程B 電流表A 0 0 6A和0 3AC 滑動變阻器R1 最大電阻為20 D 滑動變阻器R2 最大電阻為100 E 開關S和導線若干 考點一 實驗原理與操作 試題調研 1 電流表應選用 量程 電壓表應選用 量程 滑動變阻器應選 填 R1 或 R2 2 如圖所示U I圖上是根據實驗測得的7組數據標出的點 請你畫出圖線 并由圖線求出E V r 解析 1 因為電源的電動勢接近1 5V 則電壓表應該選擇0 3V量程 電池的內阻一般為幾歐 則電流表應該選擇0 0 6A量程 同時為了方便調節(jié) 滑動變阻器應該選擇阻值較小的 故選R1 2 將實驗過程中描出的點用直線連接起來 連接時要使盡量多的點在直線上 不在直線上的點盡量分布在直線的兩側 由得到的直線可知 電源電動勢為1 5V 在直線上取一點 代入E U Ir 可以求出電源的內阻為0 5 答案 1 0 0 6A0 3VR1 2 圖線如圖所示1 50 5 測定電源的電動勢和內阻的其他方法 1 安阻法 用一個電流表和電阻箱測量 電路如圖所示 測量原理為 E I1 R1 r E I2 R2 r 由此可求出E和r 此種方法使測得的電動勢無偏差 但內阻偏大 名師歸納點題破疑 1 1 用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢E和內阻r 所給的器材有 A 電壓表V 0 10VB 電流表A 0 0 6AC 滑動變阻器R1 總阻值20 D 定值電阻R2 阻值10 E 定值電阻R3 阻值4 F 定值電阻R4 阻值3 G 單刀雙擲開關S和導線若干 類題練熟 1 根據以上器材 在誤差盡可能小的情況下 組成一個測量電路 在方框中畫出測量電路的原理圖 要求電路中各器材用題中給定的符號標出 2 用已知的量和實驗中測得的量表示待測干電池的電動勢E 內阻r 答案 見解析 調研2 用電流表和電壓表測一節(jié)干電池的電動勢和內阻 圖甲 乙是給出的兩個供選用的電路圖 考點二 數據處理與誤差分析 試題調研 答案 1 乙如圖 a 所示 2 如圖 b 所示1 450 69 3 34 a b 圖象法處理數據總結 名師歸納點題破疑 2 1 2015 云南第一次統一檢測 在 測量電源的電動勢和內電阻 的實驗中 因找不到合適的電流表 某同學設計了如圖所示的測量電路 圖中器材規(guī)格如下 電源E 電動勢約為3V 內阻未知 電壓表V1 量程0 3V 內阻約3k 電壓表V2 量程0 3V 內阻很大 滑動變阻器R 0 20 定值電阻R0 2 類題練熟 3 根據圖線可求得電源電動勢E V 內電阻r 結果保留3位有效數字 答案 1 實物連線如圖所示 2 如圖所示 3 2 98 2 96 3 04均正確 1 02 0 980 1 08均正確 解析 1 2 見答案 3 在U1 U2圖中 縱軸截距為電源電動勢E 2 98V 圖線斜率大小與R0的乘積為r 1 02 調研3 2014 新課標全國卷 利用如圖 a 所示電路 可以測量電源的電動勢和內阻 所用的實驗器材有 待測電源 電阻箱R 最大阻值999 9 電阻R0 阻值為3 0 電阻R1 阻值為3 0 電流表 量程為200mA 內阻為RA 6 0 開關S 考點三 實驗改進與創(chuàng)新 試題調研 a 2 實驗得到的部分數據如下表所示 其中電阻R 3 0 時電流表的示數如圖 b 所示 讀出數據 完成下表 答 b 3 在圖 c 的坐標紙上將所缺數據點補充完整并作圖 根據圖線求得斜率k A 1 1 截距b A 1 4 根據圖線求得電源電動勢E V 內阻r c 實物圖連接的技巧實物圖連接是一類考查學生實驗技能和操作能力較為有效的題型 連線前一定要畫出實驗電路圖 然后按圖連線 且必須注意以下四點 1 連線不能交叉 2 必須把線接在接線柱上 3 電流應從電表正接線柱流入 從負接線柱流出 4 變阻器應處在有效控制狀態(tài) 在實際操作中 畫電路圖時 各元件的相對位置應盡量與實物圖相吻合 連實物圖時 應先串后并 先連控制電路后連測量電路 要特別注意變阻器的分壓連接 把變阻器的全電阻 開關 電源串連成干路 取變阻器的部分電阻與測量電路并聯即可 名師歸納點題破疑 3 1 2015 山西四校聯考 我們都有這樣的體驗 手電筒里的兩節(jié)干電池用久了以后 燈絲發(fā)紅 這就是我們常說的 電池沒電了 有人為了 節(jié)約 在手電筒里裝一節(jié)新電池和一節(jié)舊電池搭配使用 為了檢驗此人的做法是否合理 某同學設計了下面的實驗 類題練熟 甲乙 1 用圖甲所示的電路分別測量新 舊電池的電動勢和內阻 并把測量結果描繪成圖乙所示的圖象 由圖象可知 新電池的電動勢E1 V 內阻r1 舊電池的電動勢E2 V 內阻r2 2 已知小燈泡上標有 3V 2W 若把新 舊干電池各一節(jié)串聯做電源 則電源的效率 保留兩位有效數字 3 在 2 中 新 舊電池提供的電功率分別是 W和 W 舊電池本身所消耗的電功率是 W 小燈泡實際消耗的電功率是 W 4 你認為新 舊電池搭配使用的做法是否合理 簡述理由 答案 1 1 50 31 24 2 51 3 0 460 370 380 42 4 不合理 從上述計算可知 由于舊電池內阻太大 使得舊電池本身消耗的電功率大于它所提供的電功率 而小燈泡實際消耗的電功率遠小于它的額定功率 解析 在電池的U I圖象中縱截距表示電源電動勢 斜率絕對值表示電源內阻 根據閉合電路的歐姆定律 求出電路中的電流 用燈泡消耗的功率除以電源的總功率即為電源的效率 用電源電動勢乘以電流得電源提供的電功率 用電流的二次方乘以舊電池的內阻為舊電池本身消耗的電功率 用電流的二次方乘以燈泡的電阻為燈泡實際消耗的功率