高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)十 測定電源的電動勢和內(nèi)阻課件.ppt

實(shí)驗(yàn)十測定電源的電動勢和內(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 因此 實(shí)驗(yàn)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 圖2 誤差分析1 用圖象法求e和r時作圖不準(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)中測量結(jié)果是 e測 e真 r測 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所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)器材 待測電源 電動勢約3v 內(nèi)阻約2 保護(hù)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(dǎo)線若干 實(shí)驗(yàn)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(biāo) i為橫坐標(biāo) 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 圖3 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(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是 a 兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱b 兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱c 一條導(dǎo)線接在滑動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表示待測電源的電動勢e和內(nèi)阻r的表達(dá)式e r 代入數(shù)值可得e和r的測量值 答案 1 ac 2 c 3 kak r2 2 由電路分析可知 若滑動變阻器的滑片向右滑動時電壓表示數(shù)變大 則滑動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(shí)驗(yàn)器材有 圖4 a 電流表 量程0 300ma 內(nèi)阻不計 b 電流表 量程0 3a 內(nèi)阻不計 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 滑動變阻器r 阻值0 100 開關(guān)s一個 導(dǎo)線若干 該實(shí)驗(yàn)過程如下 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 將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大 閉合開關(guān) 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(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 斷開開關(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 電源的電動勢約為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 用一個電流表和電阻箱測量 電路如圖6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 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 湖北省襄陽市高三調(diào)研 如圖9所示為某興趣小組測量電池組的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)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(guān)和導(dǎo)線若干 圖9 1 如果要準(zhǔn)確測量電源的電動勢和內(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)測得的電動勢與真實(shí)值相比 選填 偏大 偏小 或 不變 內(nèi)阻的測量值與真實(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 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 滑動變阻器r1 0 20 d 滑動變阻器r2 0 1k e 開關(guān) 導(dǎo)線若干f 電源e 電動勢約10v 1 要完成實(shí)驗(yàn) 首先需測量電流表g的內(nèi)阻 測量電流表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定電源的電動勢和內(nèi)阻 他們找來了如下器材 將下述實(shí)驗(yàn)過程補(bǔ)充完整 a 選擇器材 滑動變阻器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 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甲所示電路測量電源的電動勢e和內(nèi)阻r 可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材有 待測電源 電動勢約6v 內(nèi)阻約1 定值電阻ra 阻值10 和rb 阻值1 滑動變阻器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 開關(guān)s 導(dǎo)線若干 請回答下列問題 圖13 1 圖13甲為該同學(xué)設(shè)計的電路圖的一部分 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(dá)式 a b 代入相應(yīng)數(shù)值即可得e和r的測量值 解析 1 利用電壓表和電流表測量電源電動勢和內(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(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)部斷開的導(dǎo)線 為了確定哪一條導(dǎo)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(dǎo)線斷開 若讀數(shù)為零 則一定是 導(dǎo)線斷開 圖14 排除故障后 該小組順利完成實(shí)驗(yàn) 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 圖15 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(dǎo)線斷開 若讀數(shù)為零 則說明電路仍未被接通 電路