高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第七章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)9 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課件

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1、,恒定電流,第 七 章,,,,實(shí)驗(yàn)九測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,,,,,,欄目導(dǎo)航,,,,,,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1用電流表和電壓表測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 2進(jìn)一步加深對(duì)閉合電路歐姆定律的理解 3進(jìn)一步熟練掌握電壓表和電流表的使用方法 二、實(shí)驗(yàn)原理 1實(shí)驗(yàn)依據(jù)：閉合電路的歐姆定律 2實(shí)驗(yàn)電路：如圖所示,知識(shí)梳理 夯實(shí)基礎(chǔ),三、實(shí)驗(yàn)器材 電源，電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1按如圖所示電路圖連接電路，電流表量程取00.6 A，電壓表量程取03 V，將滑動(dòng)變阻器調(diào)到有效電阻最大處(圖中左端),2檢查電路無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，使電流表有明顯示數(shù)，記下一

2、組(I，U)值 3改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，用同樣的方法，再測(cè)出五組(I，U)數(shù)值然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，整理好儀器 4建立坐標(biāo)系、描點(diǎn)縱軸表示電壓，橫軸表示電流，取合適的標(biāo)度，使所描坐標(biāo)點(diǎn)絕大部分分布在坐標(biāo)紙上，必要時(shí)縱坐標(biāo)可以不從零開(kāi)始取值 5根據(jù)描出的坐標(biāo)點(diǎn)作出UI圖象，并延長(zhǎng)與兩坐標(biāo)軸相交,五、數(shù)據(jù)處理 本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的處理方法，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點(diǎn)畫(huà)圖法 方法一 取六組對(duì)應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足的關(guān)系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r、讓第1式和第4式聯(lián)立方程，第2式和第5式聯(lián)立方程，第3式和第6式聯(lián)立方程，這樣解得三組E、r取其平均值作為電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的大小,六、

3、誤差分析 1由讀數(shù)不準(zhǔn)和電表線性不良引起誤差 2用圖象法求E和r時(shí)，由于作圖不準(zhǔn)確造成誤差 3測(cè)量過(guò)程中通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或電流過(guò)大，都會(huì)引起E、r變化 4電壓表和電流表的內(nèi)阻影響造成誤差 七、注意事項(xiàng) 1為了使電源的路端電壓變化明顯，電源的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過(guò)一段時(shí)間的干電池) 2要測(cè)出不少于6組的(I，U)數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，然后用方程組求解，并求平均值,3畫(huà)UI圖線時(shí)，由于讀數(shù)的偶然誤差，描出的點(diǎn)不在一條直線上，在作圖時(shí)應(yīng)使直線通過(guò)盡可能多的點(diǎn)，并使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)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 4由于干電池的內(nèi)阻較小，路端

4、電壓U的變化也較小，這時(shí)畫(huà)UI圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開(kāi)始，而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開(kāi)始(橫坐標(biāo)I必須從零開(kāi)始)但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電源的電動(dòng)勢(shì)，圖線斜率的絕對(duì)值仍為內(nèi)電阻,考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)器材的選取 例1(2014北京卷)利用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差 (1)應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是下圖中的________(選填“甲”或“乙”),核心考點(diǎn) 分層突破,乙,(2)現(xiàn)有電流表(00.6 A)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材： A電壓表(015 V) B電壓表(03 V) C滑動(dòng)變阻器(050 ) D滑動(dòng)變阻器(0

5、500 ) 實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________；(選填相應(yīng)器材前的字母),B,C,(3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖丙的坐標(biāo)紙上，請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并畫(huà)出UI圖線.,(4)根據(jù)(3)中所畫(huà)圖線可得出于電池的電動(dòng)勢(shì)E________________V，內(nèi)電阻r_______________. (5)實(shí)驗(yàn)中，隨著滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會(huì)發(fā)生變化圖丁的各示意圖中正確反映PU關(guān)系的是_______,1.50(1.491.51),0.83(0.810.85),C,解析：(1)由于干電池內(nèi)電

6、阻很小，與電流表內(nèi)阻相差不大，若選甲圖，則測(cè)量值為電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻之和，誤差較大，故選乙圖 (2)干電池的電壓一般為1.5 V左右，為減小誤差，選擇量程與之接近的3 V的電壓表：實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器為限流接法，電源內(nèi)阻一般為幾歐姆，應(yīng)選擇最大阻值為50 的滑動(dòng)變阻器 (3)根據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)排列趨勢(shì)，可知圖線為直線，且第三個(gè)點(diǎn)誤差較大，應(yīng)該舍去. 畫(huà)圖時(shí)，應(yīng)使數(shù)據(jù)點(diǎn)盡可能均勻分布在所畫(huà)直線兩邊且盡可能靠近所畫(huà)的直線(見(jiàn)答案圖),考點(diǎn)2數(shù)據(jù)處理和誤差分析 例2(2015江蘇卷)小明利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量一干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 (1)圖中電流表的示數(shù)為_(kāi)_______A,0.44,(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變

7、阻器，電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下： 請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上作出UI圖線,由圖線求得：電動(dòng)勢(shì)E________________________V；內(nèi)阻r_______________________. (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明進(jìn)行了多次測(cè)量，花費(fèi)了較長(zhǎng)時(shí)間，測(cè)量期間一直保持電路閉合其實(shí)，從實(shí)驗(yàn)誤差考慮，這樣的操作不妥，因?yàn)開(kāi)_________________________ ____________________________________________________________________________________,1.61(1.591.63都算對(duì)),1.24(

8、1.221.26都算對(duì)),長(zhǎng)時(shí)間保持電路閉合，電池,會(huì)發(fā)熱，電池內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化，干電池長(zhǎng)時(shí)間放電，也會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)變化，導(dǎo)致實(shí),驗(yàn)誤差增大,考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新 測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的其他幾種方法： 1用一個(gè)電流表和電阻箱測(cè)量，電路如圖所示，測(cè)量原理為EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出E和r，此種方法使測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)無(wú)偏差，但內(nèi)阻偏大,例3(2015安徽卷)某同學(xué)為了測(cè)量一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，從實(shí)驗(yàn)室找到以下器材：一個(gè)滿偏電流為100 A、內(nèi)阻為2 500 的表頭，一個(gè)開(kāi)關(guān)，兩個(gè)電阻箱(0999.9 )和若干導(dǎo)線 (1)由于表頭量程偏小，該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為050 mA的

9、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_(kāi)______ .,并聯(lián),5.0,(2)接著該同學(xué)用改裝的電流表對(duì)電池的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，通過(guò)改變電阻R測(cè)相應(yīng)的電流I，且作相關(guān)計(jì)算后一并記錄如下表.,根據(jù)表中數(shù)據(jù)，圖中已描繪出四個(gè)點(diǎn)，請(qǐng)將第5,6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖乙中，并畫(huà)出IRI圖線 根據(jù)圖線可得電池的電動(dòng)勢(shì)E是________V，內(nèi)阻r是________.,1.53,2.0,解析：(1)電表改裝為大量程的電流表需并聯(lián)一個(gè)電阻，由并聯(lián)知識(shí)可知，R(50103100 106)1001062 500，解得R5.0 . (2)描點(diǎn)連線后如圖所示 由圖線縱軸截距得到電池的電動(dòng)勢(shì)為1.53 V，由圖線斜率求得的電阻值減去改裝后的電流表阻值可得到電池內(nèi)阻為2.0 .,對(duì)應(yīng)演練 遷移運(yùn)用,