2019版高考物理總復習 第八章 恒定電流 8-3-3 實驗十 測定電源的電動勢和內(nèi)阻課件.ppt

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實驗十測定電源的電動勢和內(nèi)阻 01 02 03 04 實驗基礎梳理 實驗目的1 掌握用電壓表和電流表測定電源電動勢和內(nèi)阻的方法 進一步理解閉合電路歐姆定律 2 掌握用圖象法求電動勢和內(nèi)阻的方法 實驗基礎梳理 實驗基礎梳理 實驗基礎梳理 1 選用舊電池 為了使電路的路端電壓變化明顯 電池的內(nèi)阻宜大些 可選用已使用過一段時間的1號干電池 2 電流不要過大 讀數(shù)要快 干電池在大電流放電時 電動勢E會明顯下降 內(nèi)阻r會明顯增大 故長時間放電不宜超過0 3A 短時間放電不宜超過0 5A 因此 實驗中不要將I調(diào)得過大 讀電表要快 每次讀完立即斷電 3 計算法求E r 要測出不少于6組I U數(shù)據(jù) 且變化范圍要大些 用方程組求解時 要將測出的I U數(shù)據(jù)中 第1和第4為一組 第2和第5為一組 第3和第6為一組 分別解出E r值再求平均值 4 合理選擇標度 為使圖線分布空間大 如右圖所示 縱坐標可以不從零開始 則圖線和橫軸的交點不再是短路電流 電源的內(nèi)阻不能用r E I短確定 應根據(jù)r U I 確定 注意事項 實驗基礎梳理 誤差分析1 用圖象法求E和r時作圖不準確 2 由于電流表或電壓表的分壓或分流存在系統(tǒng)誤差 本實驗中測量結(jié)果是 E測 E真 r測 r真 實驗熱點突破 熱點一教材原型實驗 轉(zhuǎn)到下頁 例1 2016 四川理綜 8 用如圖3所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻 實驗器材 待測電源 電動勢約3V 內(nèi)阻約2 保護電阻R1 阻值10 和R2 阻值5 滑動變阻器R 電流表A 電壓表V 開關S 導線若干 實驗主要步驟 將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大 閉合開關 逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值 記下電壓表的示數(shù)U和相應電流表的示數(shù)I 以U為縱坐標 I為橫坐標 作U I圖線 U I都用國際單位 求出U I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a 回答下列問題 1 電壓表最好選用 電流表最好選用 A 電壓表 0 3V 內(nèi)阻約15k B 電壓表 0 3V 內(nèi)阻約3k C 電流表 0 200mA 內(nèi)阻約2 D 電流表 0 30mA 內(nèi)阻約2 2 滑動變阻器的滑片從左向右滑動 發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大 兩導線與滑動變阻器接線柱連接情況是 A 兩導線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱B 兩導線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱C 一條導線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱 另一條導線接在電阻絲左端接線柱D 一條導線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱 另一條導線接在電阻絲右端接線柱 3 選用k a R1和R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達式E r 代入數(shù)值可得E和r的測量值 實驗熱點突破 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)回原題 變式訓練1某興趣小組利用圖4所示電路測定一組干電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx 已知電池組的電動勢約為6V 電池組內(nèi)阻和待測電阻的阻值都約為10 且不超過10 可供選用的實驗器材有 A 電流表A1 量程0 30mA B 電流表A2 量程0 100mA C 電壓表V 量程0 6V D 滑動變阻器R1 阻值0 5 E 滑動變阻器R2 阻值0 300 開關S一個 導線若干條 該實驗過程如下 1 在連接電路前 先選擇合適的器材 電流表應選用 電壓表應選用 填所選器材前的字母 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)到下頁 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)到解析 轉(zhuǎn)到上頁 2 按圖4正確連接好電路后 將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大 閉合開關 逐次調(diào)小其接入電路的阻值 測出多組U和I的值 并記錄相應的數(shù)據(jù) 以U為縱軸 I為橫軸 得到圖5所示的圖線 3 斷開開關S 將Rx改接在B C之間 A與B用導線直接相連 其他部分保持不變 重復步驟 2 得到另一條U I圖線 其斜率的絕對值為k 4 根據(jù)上面實驗數(shù)據(jù)結(jié)合圖5可得 電池組的內(nèi)阻r 用k和r表示待測電阻的關系式為Rx 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)回原題 實驗熱點突破 熱點二實驗拓展創(chuàng)新 方法1安 阻法 1 實驗原理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 內(nèi)阻偏大 若已知電流表A的阻值可消除測內(nèi)阻的系統(tǒng)誤差 2 圖象法處理數(shù)據(jù) 實驗熱點突破 實驗熱點突破 例2 2017 湖北省襄陽市高三調(diào)研 如圖所示為某興趣小組測量電池組的電動勢和內(nèi)阻的實驗原理圖 已知電池組的電動勢約3V 內(nèi)阻約2 現(xiàn)提供的器材如下 A 電池組B 電壓表V1 量程0 10V 內(nèi)阻約10000 C 電壓表V2 量程0 3V 內(nèi)阻約10000 D 電阻箱R 0 99 9 E 定值電阻R1 20 F 定值電阻R2 1000 H 開關和導線若干 1 如果要準確測量電源的電動勢和內(nèi)阻 電壓表V應選擇 選填 B 或 C 定值電阻R0應選擇 選填 E 或 F 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)到解析 轉(zhuǎn)到上頁 2 改變電阻箱的阻值R 記錄對應電壓表的讀數(shù)U 作出的圖象如圖所示 圖線與橫 縱坐標軸的截距分別為 b a 定值電阻的阻值用R0表示 則可得該電池組的電動勢為 內(nèi)阻為 3 該實驗測得的電動勢與真實值相比 選填 偏大 偏小 或 不變 內(nèi)阻的測量值與真實值相比 選填 偏大 偏小 或 不變 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)回原題 轉(zhuǎn)到下頁 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)回原題 轉(zhuǎn)到上頁 實驗熱點突破 變式訓練2 2017 山東省濰坊市高三統(tǒng)考 某興趣小組要精確測定電源的電動勢和內(nèi)阻 他們找來了如下器材 A 電流表G 量程為30mA 內(nèi)阻未知 B 電阻箱R 0 999 9 C 滑動變阻器R1 0 20 D 滑動變阻器R2 0 1k E 開關 導線若干F 電源E 電動勢約10V 1 要完成實驗 首先需測量電流表G的內(nèi)阻 測量電流表G內(nèi)阻的實驗電路如圖11所示 將下述實驗過程補充完整 轉(zhuǎn)到下頁 a 選擇器材 滑動變阻器R 應該選取 選填 R1 或 R2 b 連接好電路 R 的滑片應調(diào)到 選填 a 或 b 端 c 斷開S2 閉合S1 調(diào)節(jié)R 使電流表G滿偏 d 保持R 不變 閉合S2 調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值 當R 10 時 電流表G的示數(shù)為20mA 如果認為閉合S2前后干路上電流不變 則電流表G的內(nèi)阻Rg 2 在測出電流表內(nèi)阻Rg后 測定該電源的電動勢和內(nèi)阻的電路如圖甲所示 閉合開關S 調(diào)整電阻箱R 讀取相應的電流表示數(shù)I 記錄多組數(shù)據(jù) R I 得到如圖乙所示的 R圖線 則電源的電動勢E V 內(nèi)阻r 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)到解析 轉(zhuǎn)到上頁 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)回原題 高考模擬演練 轉(zhuǎn)到下頁 高考模擬演練 轉(zhuǎn)到解析 轉(zhuǎn)到上頁 1 圖甲為該同學設計的電路圖的一部分 將電路圖補充完整 2 圖甲中的R1應選 填 RA 或 RB 3 改變滑動變阻器接入電路的阻值 分別記下幾組電壓表的示數(shù)U和相應電流表的示數(shù)I 以U為縱坐標 I為橫坐標 作U I圖線如圖乙所示 并求出U I圖線在橫軸上的截距a和在縱軸上的截距b 請選用待測電源電動勢E 內(nèi)阻r 定值電阻R1和R2 寫出a b的表達式 a b 代入相應數(shù)值即可得E和r的測量值 高考模擬演練 轉(zhuǎn)回原題 高考模擬演練 轉(zhuǎn)到解析 2 2017 天津理綜 9 3 某探究性學習小組利用如圖14所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻 其中電流表A1的內(nèi)阻r1 1 0k 電阻R1 9 0k 為了方便讀數(shù)和作圖 給電池串聯(lián)一個R0 3 0 的電阻 按圖示電路進行連接后 發(fā)現(xiàn)aa bb 和cc 三條導線中 混進了一條內(nèi)部斷開的導線 為了確定哪一條導線內(nèi)部是斷開的 將電鍵S閉合 用多用電表的電壓擋先測量a b 間電壓 讀數(shù)不為零 再測量a a 間電壓 若讀數(shù)不為零 則一定是 導線斷開 若讀數(shù)為零 則一定是 導線斷開 排除故障后 該小組順利完成實驗 通過多次改變滑動變阻器觸頭位置 得到電流表A1和A2的多組I1 I2數(shù)據(jù) 作出圖象如圖15 由I1 I2圖象得到電池的電動勢E V 內(nèi)阻r 解析 用多用電表的電壓擋檢測電路故障 電壓表的表頭是電流計 原電路有斷路 回路中無電流 將電壓表接在a b 間后有示數(shù) 說明電路被接通 即a b 間有斷路故障 再測量a a 間電壓 電壓表讀數(shù)不為零 說明斷路故障的范圍被縮小到a a 間 則一定是aa 導線斷開 若讀數(shù)為零 則說明電路仍未被接通 電路故障一定是bb 導線斷開 根據(jù)閉合電路的歐姆定律得E I1 R1 r1 I1 I2 R0 r I1 I2 上式可簡化為E I1 R1 r1 I2 R0 r 讀出兩點坐標 60mA 0 12mA 和 260mA 0 05mA 代入方程解得電動勢E 1 41V 內(nèi)阻r 0 5 答案 aa bb 1 41 1 36 1 44均可 0 5 0 4 0 6均可 高考模擬演練 轉(zhuǎn)回原題 備選訓練 備選訓練 為了測定電源電動勢E 內(nèi)電阻r的大小并同時描繪出小燈泡的伏安特性曲線 某同學設計了如圖甲所示的電路 閉合開關 調(diào)節(jié)電阻箱的阻值 同時記錄電阻箱的阻值R 電壓表V1的示數(shù)U1 電壓表V2的示數(shù)U2 根據(jù)記錄數(shù)據(jù)計算出流過電阻箱的電流I 分別描繪了a b兩條U I圖線 如圖乙所示 請回答下列問題 1 寫出流過電阻箱的電流I的表達式 利用歐姆定律可求電流I 等效電路 轉(zhuǎn)到下頁 備選訓練 2 小燈泡兩端電壓隨電流變化的圖象是 選填 a 或 b 3 根據(jù)圖乙可以求得電源的電動勢E V 內(nèi)電阻r 該電路中小燈泡消耗的最大功率為 W 提示 小燈泡兩端的電壓隨電流的增大而增大 提示 圖線a與縱軸的交點為電源的電動勢 圖線a的斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻 轉(zhuǎn)到解析 轉(zhuǎn)到上頁 備選訓練 轉(zhuǎn)回原題