高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)9 測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻課件.ppt

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必考部分 第七章恒定電流 實(shí)驗(yàn)九測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 網(wǎng)控基礎(chǔ)點(diǎn)讀讀有底氣 重視實(shí)驗(yàn)操作提高實(shí)驗(yàn)技巧 一 實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到使接入電路的阻值最大的一端 3 閉合開關(guān) 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù) I1 U1 用同樣方法測量幾組I U值 填入表格中 4 斷開開關(guān) 拆除電路 整理好器材 三 注意事項(xiàng)1 電池選取 為了使電池的路端電壓變化明顯 電池的內(nèi)阻宜大些 選用已使用過一段時(shí)間的干電池 2 實(shí)驗(yàn)操作 干電池在大電流放電時(shí) 電動(dòng)勢E會明顯下降 內(nèi)阻r會明顯增大 因此 實(shí)驗(yàn)中不宜將電流調(diào)得過大 電表讀數(shù)要快 每次讀完數(shù)后立即斷開開關(guān) 3 數(shù)據(jù)要求 要測出不少于6組的 I U 數(shù)據(jù) 且變化范圍要大些 4 描點(diǎn)畫圖 畫U I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)使圖線通過盡可能多的點(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 5 縱軸標(biāo)度的確定 由于干電池的內(nèi)阻較小 路端電壓U的變化也較小 畫U I圖線時(shí) 縱軸的刻度可以不從零開始 而是依據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始 橫坐標(biāo)I必須從零開始 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電動(dòng)勢 圖線斜率的絕對值仍為內(nèi)阻 四 誤差分析1 偶然誤差 1 由于電表讀數(shù)不準(zhǔn)引起誤差 2 用圖象法求E和r時(shí) 由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差 3 測量過程中通電時(shí)間過長或電流過大 都會引起E r變化 2 系統(tǒng)誤差 1 原因 由于電壓表分流導(dǎo)致電流表讀數(shù)不等于閉合電路的總電流 如圖甲 2 圖象法分析誤差 根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出電源的U I圖線如圖線 所示 當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí) IV 0 IA I短 短路電流測量值 真實(shí)值 如圖乙 當(dāng)電壓表示數(shù)不為零時(shí) 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(xì)核心點(diǎn)練透實(shí)驗(yàn)題 調(diào)研1 用如圖所示電路測一節(jié)干電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r 所給的器材有 A 電壓表V 0 3V和0 15V兩個(gè)量程B 電流表A 0 0 6A和0 3AC 滑動(dòng)變阻器R1 最大電阻為20 D 滑動(dòng)變阻器R2 最大電阻為100 E 開關(guān)S和導(dǎo)線若干 考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理與操作 試題調(diào)研 1 電流表應(yīng)選用 量程 電壓表應(yīng)選用 量程 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 填 R1 或 R2 2 如圖所示U I圖上是根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的7組數(shù)據(jù)標(biāo)出的點(diǎn) 請你畫出圖線 并由圖線求出E V r 解析 1 因?yàn)殡娫吹碾妱?dòng)勢接近1 5V 則電壓表應(yīng)該選擇0 3V量程 電池的內(nèi)阻一般為幾歐 則電流表應(yīng)該選擇0 0 6A量程 同時(shí)為了方便調(diào)節(jié) 滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇阻值較小的 故選R1 2 將實(shí)驗(yàn)過程中描出的點(diǎn)用直線連接起來 連接時(shí)要使盡量多的點(diǎn)在直線上 不在直線上的點(diǎn)盡量分布在直線的兩側(cè) 由得到的直線可知 電源電動(dòng)勢為1 5V 在直線上取一點(diǎn) 代入E U Ir 可以求出電源的內(nèi)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(dòng)勢和內(nèi)阻的其他方法 1 安阻法 用一個(gè)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(dòng)勢無偏差 但內(nèi)阻偏大 名師歸納點(diǎn)題破疑 1 1 用伏安法測一節(jié)干電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r 所給的器材有 A 電壓表V 0 10VB 電流表A 0 0 6AC 滑動(dòng)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(guān)S和導(dǎo)線若干 類題練熟 1 根據(jù)以上器材 在誤差盡可能小的情況下 組成一個(gè)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(biāo)出 2 用已知的量和實(shí)驗(yàn)中測得的量表示待測干電池的電動(dòng)勢E 內(nèi)阻r 答案 見解析 調(diào)研2 用電流表和電壓表測一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 圖甲 乙是給出的兩個(gè)供選用的電路圖 考點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理與誤差分析 試題調(diào)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(shù)據(jù)總結(jié) 名師歸納點(diǎn)題破疑 2 1 2015 云南第一次統(tǒng)一檢測 在 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻 的實(shí)驗(yàn)中 因找不到合適的電流表 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的測量電路 圖中器材規(guī)格如下 電源E 電動(dòng)勢約為3V 內(nèi)阻未知 電壓表V1 量程0 3V 內(nèi)阻約3k 電壓表V2 量程0 3V 內(nèi)阻很大 滑動(dòng)變阻器R 0 20 定值電阻R0 2 類題練熟 3 根據(jù)圖線可求得電源電動(dòng)勢E V 內(nèi)電阻r 結(jié)果保留3位有效數(shù)字 答案 1 實(shí)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(dòng)勢E 2 98V 圖線斜率大小與R0的乘積為r 1 02 調(diào)研3 2014 新課標(biāo)全國卷 利用如圖 a 所示電路 可以測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 所用的實(shí)驗(yàn)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(nèi)阻為RA 6 0 開關(guān)S 考點(diǎn)三 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新 試題調(diào)研 a 2 實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示 其中電阻R 3 0 時(shí)電流表的示數(shù)如圖 b 所示 讀出數(shù)據(jù) 完成下表 答 b 3 在圖 c 的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖 根據(jù)圖線求得斜率k A 1 1 截距b A 1 4 根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢E V 內(nèi)阻r c 實(shí)物圖連接的技巧實(shí)物圖連接是一類考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和操作能力較為有效的題型 連線前一定要畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 然后按圖連線 且必須注意以下四點(diǎn) 1 連線不能交叉 2 必須把線接在接線柱上 3 電流應(yīng)從電表正接線柱流入 從負(fù)接線柱流出 4 變阻器應(yīng)處在有效控制狀態(tài) 在實(shí)際操作中 畫電路圖時(shí) 各元件的相對位置應(yīng)盡量與實(shí)物圖相吻合 連實(shí)物圖時(shí) 應(yīng)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(guān) 電源串連成干路 取變阻器的部分電阻與測量電路并聯(lián)即可 名師歸納點(diǎn)題破疑 3 1 2015 山西四校聯(lián)考 我們都有這樣的體驗(yàn) 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(yàn)此人的做法是否合理 某同學(xué)設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn) 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(dòng)勢和內(nèi)阻 并把測量結(jié)果描繪成圖乙所示的圖象 由圖象可知 新電池的電動(dòng)勢E1 V 內(nèi)阻r1 舊電池的電動(dòng)勢E2 V 內(nèi)阻r2 2 已知小燈泡上標(biāo)有 3V 2W 若把新 舊干電池各一節(jié)串聯(lián)做電源 則電源的效率 保留兩位有效數(shù)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(shí)際消耗的電功率是 W 4 你認(rèn)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(jì)算可知 由于舊電池內(nèi)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(shí)際消耗的電功率遠(yuǎn)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(dòng)勢 斜率絕對值表示電源內(nèi)阻 根據(jù)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(dòng)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(nèi)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(shí)際消耗的功率