4、U真與U測的差越大。其U-I圖象如丁圖所示。 結(jié)論:E測=E真,r測=r真。,【注意事項】 1.為了使電池的路端電壓變化明顯,應(yīng)選內(nèi)阻大些的電池(選用已使用過一段時間的干電池)。 2.在實驗中不要將I調(diào)得過大,每次讀完U和I的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即斷開電源,以免干電池在大電流放電時,E和r明顯變化。,3.要測出不少于6組的(I、U)數(shù)據(jù),且變化范圍要大些。 4.畫U-I圖線時,縱軸的刻度可以不從零開始,而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始(橫坐標I必須從零開始),但這時圖線與橫軸的交點不再是短路電流,而圖線與縱軸的交點仍為電源電動勢,圖線斜率的絕對值仍為內(nèi)阻。,熱點一實驗原理的理解 【典例1】(2016四
5、川高考)用如圖 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3 V,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(guān)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(guān)。 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(yīng)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:導學號04450189,(1)電壓表最好選用;電流表最好選用。 A.電壓表(03 V,內(nèi)阻約15 k) B.電壓表(03 V,內(nèi)阻
6、約3 k) C.電流表(0200 mA,內(nèi)阻約2 ) D.電流表(030 mA,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接線柱 B.兩導線接在滑動變阻器金屬桿兩端接線柱 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。,【規(guī)范解答】(1)本實驗誤差在于電壓表的分流, 內(nèi)阻越大越好,故選A
7、;電路中能達到的最大電流 I= 180 mA,電流表最好選C。,(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,說明外電路的電阻變大,滑動變阻器的電阻變大,則兩導線與滑動變阻器接線柱連接情況是一條導線接在滑動變阻器金屬桿左端或右端接線柱,另一條導線接在電阻絲左端接線柱,選C。,(3)在U-I圖象中縱截距等于電源的電動勢,則E=ka;斜率等于內(nèi)阻與R2的和,故r=k-R2。 答案:(1)AC(2)C(3)kak-R2,【強化訓練】 利用如圖所示的電路測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,要求盡量減小實驗誤差。供選擇的器材有:,A.電流表A(00.6 A) B.電壓表V1(03 V) C.
8、電壓表V2(015 V) D.滑動變阻器R1(020 ) E.滑動變阻器R2(0200 ) F.定值電阻R0=1 G.開關(guān)一個,導線若干,(1)實驗中電壓表應(yīng)選用,滑動變阻器應(yīng)選用。(選填相應(yīng)器材前的字母) (2)閉合開關(guān),電壓表和電流表均有示數(shù),但是無論怎么移動滑動變阻器的滑片,電壓表的讀數(shù)變化都非常小。同學們討論后,在原電路的基礎(chǔ)上又加了一個定值電阻R0,問題得到解決。請你在虛線框內(nèi)畫出改進后的電路圖。,,某位同學記錄了6組數(shù)據(jù),對應(yīng)的點已經(jīng)標在坐標紙 上。請在坐標紙上畫出U-I圖線,并根據(jù)所畫圖線可 得出干電池的電動勢E=V,內(nèi)電阻r= 。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),【解析】(1)由于干
9、電池的電動勢為1.5 V,所以應(yīng)選電壓表B,C的量程太大,誤差太大;選用小的滑動變阻器便于操作,故選D。,(2)電路圖如圖甲所示,U-I圖線如圖乙所示,圖象的縱截距表示電源電動勢,故有E=1.5 V,所以 內(nèi)阻為r= -1 0.14 。 答案:(1)BD (2)見解析圖1.50.14(0.130.18),【反思歸納】測量電源電動勢和內(nèi)阻的其他方法 (1)安阻法:用一個電流表和電阻箱測量,測量原理: E=I1(R1+r),E=I2(R2+r)。 (2)伏阻法:用一個電壓表和電阻箱測量,,(3)粗測法:即用一個電壓表粗測電動勢。 (4)其他方法:從原則上說只要能建立可測量與待求量E、r之間的關(guān)系
10、式,并使關(guān)系式的有效個數(shù)等于未知量的個數(shù),就可以根據(jù)可測量計算電源的電動勢和內(nèi)阻。,熱點二實驗數(shù)據(jù)的處理 【典例2】用實驗測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx。已知電池的電動勢約6 V,電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐?？蛇x用的實驗器材有: 電流表A1(量程030 mA); 電流表A2(量程0100 mA); 電壓表V(量程06 V);,滑動變阻器R1(阻值05 ); 滑動變阻器R2(阻值0300 ); 開關(guān)S一個,導線若干條。,某同學的實驗過程如下: .設(shè)計如圖所示的電路圖,正確連接電路。,.將R的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān),逐次調(diào)小R的阻值,測出多組U和I的值,并記錄。以U為縱軸,I為橫軸,
11、得到如圖所示的圖線。,.斷開開關(guān),將Rx改接在B、C之間,A與B直接相連,其他部分保持不變。重復的步驟,得到另一條U-I圖線,圖線與橫軸I的交點坐標為(I0,0),與縱軸U的交點坐標為(0,U0)。,回答下列問題:導學號04450190 (1)電流表應(yīng)選用,滑動變阻器應(yīng)選用。 (2)由U-I圖線,得電源內(nèi)阻r= 。 (3)用I0、U0和r表示待測電阻的關(guān)系式Rx=,代入數(shù)值可得Rx。,(4)若電表為理想電表,Rx接在B、C之間與接在A、B之間,滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置,兩種情況相比,電流表示數(shù)變化范圍,電壓表示數(shù)變化范圍。(均選填“相同”或“不同”),【規(guī)范解答】(1)因為
12、電源電動勢約為6 V,待測電阻以及電源的內(nèi)阻都數(shù)十歐,估算出電流約為幾百毫安,因此電流表選擇A2;由于滑動變阻器的接法為限流式,因此應(yīng)選擇較大的滑動變阻器,或者根據(jù)題圖中(20 mA, 5.5 V)來判斷此時內(nèi)阻分壓約為0.5 V,那么根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系,此時滑動變阻器和定值電阻阻值和為幾百歐姆,因此選R2。,(2)電源內(nèi)阻r=k=25 。 (3)根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+I(Rx+r),可得函數(shù)圖象 的斜率表示的物理意義為-(Rx+r),而函數(shù)圖象的斜率 根據(jù)題意為 因此有:-(Rx+r)= 故Rx=,(4)由于電表為理想電表,因此待測電阻無論放在B、C 間或者A、B間,對總電阻沒
13、有變化,因此電流不變,在滑 動變阻器變化范圍相同的情況下,電流表示數(shù)變化范圍 相同。由于待測部分的電阻阻值變化,因此會影響待測 部分的分壓,因此電壓表示數(shù)變化范圍會不同。 答案:(1)A2R2(2)25(3) (4)相同不同,【強化訓練】 某同學準備利用下列器材測量干電池的電動勢和內(nèi)阻。 A.待測干電池一節(jié),電動勢約為1.5 V,內(nèi)阻約為幾歐姆 B.直流電壓表V,量程為3 V,內(nèi)阻非常大,C.定值電阻R0=150 D.電阻箱R E.導線和開關(guān) 根據(jù)如圖甲所示的電路連接圖進行實驗操作。多次改 變電阻箱的阻值,記錄每次電阻箱的阻值R和電壓表的 示數(shù)U。在 -R坐標系中描出的坐標點如圖乙所示。,(
14、1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻,則 與R的 關(guān)系式為。 (2)在圖乙坐標紙上畫出 -R關(guān)系圖線。 (3)根據(jù)圖線求得斜率k=V-1 -1,截距 b=V-1。(均保留兩位有效數(shù)字) (4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E= V,內(nèi)阻 r= 。(均保留三位有效數(shù)字),【解析】(1)由閉合電路歐姆定律可知: E=U+ (R+r), 整理可知,(2)作圖如圖所示。,(3)根據(jù)圖線求得斜率k= -1 4.410-3 V-1 -1,截距b=0.70 V-1。 (4)由(1)中直線方程可知 =k=4.410-3 V-1 -1, =b=0.70 V-1, 解得E1.52 V;r9.09 。,答案:(1
15、) (2)見解析圖 (3)4.410-3(4.210-34.610-3) 0.70(0.690.71) (4)1.52(1.451.55)9.09(7.5010.5),【反思歸納】應(yīng)用線性圖象處理實驗數(shù)據(jù)的一般方法和步驟 (1)根據(jù)物理規(guī)律寫出物理方程。 (2)把物理方程轉(zhuǎn)換成線性方程的數(shù)學函數(shù)式。 (3)把數(shù)學函數(shù)式與線性圖象相結(jié)合,在圖中提取斜率、截距、面積等信息。,(4)有的實驗所要求的問題應(yīng)用到的圖象是曲線,就不能再利用斜率來求解問題,而要用到作圖法找出交點,再根據(jù)交點的物理意義來處理問題。,熱點三實驗拓展與創(chuàng)新 【典例3】(2015天津高考)用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串
16、聯(lián)組成的電池組(電動勢約4.5 V,內(nèi)電阻約1 )的電動勢和內(nèi)電阻,除待測電池組、電鍵、導線外,還有下列器材供選用:導學號04450191,A.電流表:量程0.6 A,內(nèi)電阻約1 B.電流表:量程3 A,內(nèi)電阻約0.2 C.電壓表:量程3 V,內(nèi)電阻約30 k D.電壓表:量程6 V,內(nèi)電阻約60 k E.滑動變阻器:01 000 ,額定電流0.5 A F.滑動變阻器:020 ,額定電流2 A,(1)為了使測量結(jié)果盡量準確,電流表應(yīng)選用, 電壓表應(yīng)選用,滑動變阻器應(yīng)選用_________ (均填儀器的字母代號)。,(2)如圖為正確選擇儀器后,連好的部分電路。為了使 測量誤差盡可能小,還需在電路
17、中用導線將和 相連、和相連、 和相連(均填儀器上接線柱的 字母代號)。,(3)實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了,于是不再使用電流表,剩 余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器,重新連接電 路,仍能完成實驗,實驗中讀出幾組電阻箱的阻值R和 對應(yīng)電壓表的示數(shù)U。用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù),為 在直角坐標系中得到的函數(shù)圖象是一條直線,則可以 為縱坐標,以為橫坐標。,【創(chuàng)新方向分析】 (1)原理創(chuàng)新:測定電源電動勢和內(nèi)阻原理離不開閉合電路歐姆定律,但器材不同表達式會有所不同。要根據(jù)所給器材,找到內(nèi)、外電壓,根據(jù)E=U外+U內(nèi)列出表達式。本題由U-I法變?yōu)閁-R法。,(2)處理實驗數(shù)據(jù)創(chuàng)新:利用圖象法處理數(shù)據(jù),根據(jù)表 達
18、式選取合適坐標,對應(yīng)圖象為直線,根據(jù)直線斜率或 截距能得到電動勢和內(nèi)阻即可。本題由U-I圖象變?yōu)? 圖象。,【規(guī)范解答】(1)為了使測量結(jié)果準確,電流表應(yīng)選用小量程的,故電流表應(yīng)選用A;電池組的電動勢約為4.5 V,故電壓表應(yīng)選量程6 V,即選D;滑動變阻器E的最大阻值太大,故應(yīng)選F。 (2)電壓表負接線柱已畫好,正接線柱應(yīng)接電源正極,故用導線將a和d相連、c和g相連、f和h相連。,(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律有I= 根據(jù)部分電路 歐姆定律有U=IR,解得U= 經(jīng)整理可得 可以 為縱坐標,以 為橫坐標,則在直角坐標系中 得到的函數(shù)圖象是一條直線。,答案:(1) AD F(2)adcgfh (
19、3),【反思歸納】利用圖象處理數(shù)據(jù) (1)如果器材是電流表和電阻箱,I-R法,電路原理圖如圖1所示。,由閉合電路歐姆定律得:E=I(R+r+RA) 將式轉(zhuǎn)化變?yōu)?R+RA=E -r, 即要求作出(R+RA)- 圖線,如圖2所示,此直線的斜率為 電源電動勢E,對應(yīng)縱軸截距的絕對值為電源的內(nèi)阻r。,(2)如果器材是電壓表和電阻箱,U-R法,電路原理圖 如圖3所示。 由閉合電路歐姆定律得:E= 將式轉(zhuǎn)化變?yōu)?,即要求作出 圖線,如圖4所示,此直線對 應(yīng)縱軸截距的絕對值的倒數(shù)為電源的內(nèi)阻r,該直線的 斜率除以對應(yīng)縱軸截距的絕對值為電源電動勢E。,【強化訓練】 1.某同學為了測量一節(jié)電池的電
20、動勢和內(nèi)阻,從實驗室找到以下器材:一個滿偏電流為100 A,內(nèi)阻為2 500 的表頭,一個開關(guān),兩個電阻箱(0999.9 )和若干導線。,(1)由于表頭量程偏小,該同學首先需將表頭改裝成 量程為50 mA的電流表,則應(yīng)將表頭與電阻箱 (選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”),并將該電阻 箱阻值調(diào)為。,(2)接著該同學用改裝的電流表對電池 的電動勢及內(nèi)阻進行測量,實驗電路如 圖甲所示,通過改變電阻R測相應(yīng)的電流 I,且作相關(guān)計算后一并記錄如下表。,根據(jù)表中數(shù)據(jù),圖乙中已描繪出四個點,請將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖乙中,并畫出IR-I圖線。,根據(jù)圖線可得電池的電動勢E是V,內(nèi)阻r是。,【解析】(1)電流表擴大量
21、程的原理是并聯(lián)分流,所以 表頭應(yīng)與電阻箱并聯(lián),則IgRg=(I-Ig)R,所以R= = 2 500 =5.0 。,(2)描點連線如圖所示,由E=IR+Ir可知本實驗的原理公式為IR=-Ir+E,所以直線與縱軸的截距為電動勢,大小為1.53 V,斜率大小為電源內(nèi)阻,大小為6.7 。,答案:(1)并聯(lián)5.0 (2)見解析圖1.536.7,2.根據(jù)閉合電路歐姆定律,用圖甲所示電路可以測定電 池的電動勢和內(nèi)電阻。圖中R0兩端的對應(yīng)電壓U12,對所 得的實驗數(shù)據(jù)進行處理,就可以實現(xiàn)測量目的。根據(jù)實 驗數(shù)據(jù)在 -R坐標系中描出坐標點,如圖乙所示。已 知R0=150 ,請完成以下數(shù)據(jù)分析和處理。,(1
22、)圖乙中電阻為 的數(shù)據(jù)點應(yīng)剔除。 (2)在坐標紙上畫出 -R關(guān)系圖線。 (3)圖線的斜率是(V-1 -1),由此可得電池電動勢E= V。(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字),【解析】(1)由題圖乙發(fā)現(xiàn)在擬合的過程中,80.0 的數(shù)據(jù)點誤差太大,故應(yīng)剔除。 (2)作圖如圖所示。,(3)用較遠的兩點計算得到圖線斜率 k= -1=0.004 44 V-1-1 由閉合電路歐姆定律E=U+Ir可得 E=U12+I(R+r)即E=U12+ (R+r) 可得 所以斜率k= 代入上一問中求得的k值以及已知 的R0值,就可解得E1.50 V。,答案:(1)80.0(2)見解析圖 (3)4.44(4.384.56)10-31.50(1.461.52),
（全國通用版）2019版高考物理一輪復習 實驗十 測定電源的電動勢和內(nèi)阻課件.ppt
