2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)十 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課件.ppt

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實(shí)驗(yàn)十測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 注意事項(xiàng)1 可選用舊電池 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(guò)一段時(shí)間的1號(hào)干電池 2 電流不要過(guò)大 讀數(shù)要快 干電池在大電流放電時(shí) 電動(dòng)勢(shì)E會(huì)明顯下降 內(nèi)阻r會(huì)明顯增大 因此 實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過(guò)大 讀電表要快 每次讀完立即斷電 3 計(jì)算法求E r 要測(cè)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(shí) 要將測(cè)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 圖2 誤差分析1 用圖象法求E和r時(shí)作圖不準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)中測(cè)量結(jié)果是 E測(cè) E真 r測(cè) r真 熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn) 例1 2016 四川理綜 8 用如圖3所示電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)器材 待測(cè)電源 電動(dòng)勢(shì)約3V 內(nèi)阻約2 保護(hù)電阻R1 阻值10 和R2 阻值5 滑動(dòng)變阻器R 電流表A 電壓表V 開(kāi)關(guān)S 導(dǎo)線若干 實(shí)驗(yàn)主要步驟 將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大 閉合開(kāi)關(guān) 逐漸減小滑動(dòng)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(biāo) I為橫坐標(biāo) 作U I圖線 U I都用國(guó)際單位 求出U I圖線斜率的絕對(duì)值k和在橫軸上的截距a 回答下列問(wèn)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 圖3 2 滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng) 發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大 兩導(dǎo)線與滑動(dòng)變阻器接線柱連接情況是 A 兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端的接線柱B 兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿兩端的接線柱C 一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿左端接線柱 另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱D 一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿右端接線柱 另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱 3 選用k a R1和R2表示待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E r 代入數(shù)值可得E和r的測(cè)量值 答案 1 AC 2 C 3 kak R2 2 由電路分析可知 若滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)電壓表示數(shù)變大 則滑動(dòng)變阻器接入電路部分阻值增大 選項(xiàng)C符合題意 變式訓(xùn)練1 某興趣小組利用圖4所示電路測(cè)定一組干電池的內(nèi)阻r和一待測(cè)電阻的阻值Rx 已知電池組的電動(dòng)勢(shì)約為6V 電池組內(nèi)阻和待測(cè)電阻的阻值都約為10 且不超過(guò)10 可供選用的實(shí)驗(yàn)器材有 圖4 A 電流表 量程0 300mA 內(nèi)阻不計(jì) B 電流表 量程0 3A 內(nèi)阻不計(jì) C 電壓表 量程0 6V 內(nèi)阻很大 D 電壓表 量程0 15V 內(nèi)阻很大 E 滑動(dòng)變阻器R 阻值0 100 開(kāi)關(guān)S一個(gè) 導(dǎo)線若干 該實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下 1 在連接電路前 先選擇合適的器材 電流表應(yīng)選用 電壓表應(yīng)選用 填所選器材前的字母 2 按圖4正確連接好電路后 將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大 閉合開(kāi)關(guān) 逐次調(diào)小其接入電路的阻值 測(cè)出多組U和I的值 并記錄相應(yīng)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(kāi)開(kāi)關(guān)S 將Rx改接在B C之間 A與B用導(dǎo)線直接相連 其他部分保持不變 重復(fù)步驟 2 得到另一條U I圖線 其斜率的絕對(duì)值為k 4 根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)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(cè)電阻的關(guān)系式為Rx 圖5 解析 1 由圖5可知 電流最大為300mA 為了保證實(shí)驗(yàn)的安全和準(zhǔn)確 電流表應(yīng)選擇A 電源的電動(dòng)勢(shì)約為6V 故電壓表應(yīng)選擇6V量程的C 答案 1 AC 4 10k r 熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新方法1安 阻法實(shí)驗(yàn)原理 用一個(gè)電流表和電阻箱測(cè)量 電路如圖6所示 測(cè)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(cè)得的電動(dòng)勢(shì)無(wú)偏差 內(nèi)阻偏大 若已知電流表A的阻值可消除測(cè)內(nèi)阻的系統(tǒng)誤差 圖6 方法2伏 阻法 1 實(shí)驗(yàn)原理 圖7 2 圖象法處理數(shù)據(jù) 如圖8所示 圖8 例2 2017 湖北省襄陽(yáng)市高三調(diào)研 如圖9所示為某興趣小組測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理圖 已知電池組的電動(dòng)勢(shì)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(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干 圖9 1 如果要準(zhǔn)確測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 電壓表V應(yīng)選擇 選填 B 或 C 定值電阻R0應(yīng)選擇 選填 E 或 F 3 該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)與真實(shí)值相比 選填 偏大 偏小 或 不變 內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比 選填 偏大 偏小 或 不變 圖10 解析 1 電壓表V1的量程太大 使得電壓表指針的偏角太小 測(cè)量誤差太大 R2 1000 的定值電阻太大 使得電壓表指針的偏角太小 且在改變電阻箱阻值時(shí) 電壓表的示數(shù)變化不明顯 故電壓表選擇C 定值電阻選擇E 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(dòng)變阻器R1 0 20 D 滑動(dòng)變阻器R2 0 1k E 開(kāi)關(guān) 導(dǎo)線若干F 電源E 電動(dòng)勢(shì)約10V 1 要完成實(shí)驗(yàn) 首先需測(cè)量電流表G的內(nèi)阻 測(cè)量電流表G內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路如圖11所示 變式訓(xùn)練2 2017 山東省濰坊市高三統(tǒng)考 某興趣小組要精確測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 他們找來(lái)了如下器材 將下述實(shí)驗(yàn)過(guò)程補(bǔ)充完整 a 選擇器材 滑動(dòng)變阻器R 應(yīng)該選取 選填 R1 或 R2 b 連接好電路 R 的滑片應(yīng)調(diào)到 選填 a 或 b 端 c 斷開(kāi)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(dāng)R 10 時(shí) 電流表G的示數(shù)為20mA 如果認(rèn)為閉合S2前后干路上電流不變 則電流表G的內(nèi)阻Rg 圖11 圖12 答案 1 R2a5 2 940 1 某同學(xué)利用如圖13甲所示電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r 可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材有 待測(cè)電源 電動(dòng)勢(shì)約6V 內(nèi)阻約1 定值電阻RA 阻值10 和RB 阻值1 滑動(dòng)變阻器R 最大阻值10 電流表 量程為0 0 6A 內(nèi)阻約1 電壓表 量程為0 5V 內(nèi)阻約10k 開(kāi)關(guān)S 導(dǎo)線若干 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 圖13 1 圖13甲為該同學(xué)設(shè)計(jì)的電路圖的一部分 將電路圖補(bǔ)充完整 2 圖13甲中的R1應(yīng)選 填 RA 或 RB 3 改變滑動(dòng)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(yīng)電流表的示數(shù)I 以U為縱坐標(biāo) I為橫坐標(biāo) 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(qǐng)選用待測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)E 內(nèi)阻r 定值電阻R1和R2 寫出a b的表達(dá)式 a b 代入相應(yīng)數(shù)值即可得E和r的測(cè)量值 解析 1 利用電壓表和電流表測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn) 電流表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻相差不大 所以要把電流表內(nèi)接 電路圖如答圖 2 由于滑動(dòng)變阻器最大阻值只有10 電流表量程只有0 6A 所以需要串聯(lián)的電阻R1應(yīng)該選擇阻值為10 的定值電阻RA 2 2017 天津理綜 9 3 某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖14所示的電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)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(gè)R0 3 0 的電阻 按圖示電路進(jìn)行連接后 發(fā)現(xiàn)aa bb 和cc 三條導(dǎo)線中 混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開(kāi)的導(dǎo)線 為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開(kāi)的 將電鍵S閉合 用多用電表的電壓擋先測(cè)量a b 間電壓 讀數(shù)不為零 再測(cè)量a a 間電壓 若讀數(shù)不為零 則一定是 導(dǎo)線斷開(kāi) 若讀數(shù)為零 則一定是 導(dǎo)線斷開(kāi) 圖14 排除故障后 該小組順利完成實(shí)驗(yàn) 通過(guò)多次改變滑動(dòng)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(dòng)勢(shì)E V 內(nèi)阻r 圖15 解析 用多用電表的電壓擋檢測(cè)電路故障 電壓表的表頭是電流計(jì) 原電路有斷路 回路中無(wú)電流 將電壓表接在a b 間后有示數(shù) 說(shuō)明電路被接通 即a b 間有斷路故障 再測(cè)量a a 間電壓 電壓表讀數(shù)不為零 說(shuō)明斷路故障的范圍被縮小到a a 間 則一定是aa 導(dǎo)線斷開(kāi) 若讀數(shù)為零 則說(shuō)明電路仍未被接通 電路故障一定是bb 導(dǎo)線斷開(kāi) 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(jiǎn)化為E I1 R1 r1 I2 R0 r 讀出兩點(diǎn)坐標(biāo) 60mA 0 12mA 和 260mA 0 05mA 代入方程解得電動(dòng)勢(shì)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