【走向高考】高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 第5講 實(shí)驗(yàn)（三）測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)課件.ppt

實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)原理如圖甲所示 改變r(jià)的阻值 從電壓表和電流表中讀出幾組i u值 利用閉合電路的歐姆定律求出幾組e r值 最后分別算出它們的平均值 此外還可以用圖象法來處理數(shù)據(jù) 即在坐標(biāo)紙上以i為橫坐標(biāo) u為縱坐標(biāo) 用測(cè)出的幾組i u值畫出u i圖象 圖乙所得直線跟縱軸交點(diǎn)即為電動(dòng)勢(shì)的值 圖線的斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)阻r的值 實(shí)驗(yàn)器材電壓表 電流表 滑動(dòng)變阻器 干電池 電鍵 導(dǎo)線 實(shí)驗(yàn)步驟1 選擇好電流表 電壓表量程 按圖甲連接好電路 2 把變阻器的滑動(dòng)片移到一端 使接入電路的阻值最大 3 閉合電鍵 調(diào)節(jié)變阻器 使電流表有明顯示數(shù) 記錄一組數(shù)據(jù) i1 u1 用同樣的方法測(cè)量幾組i u值 4 斷開電鍵時(shí) 整理器材 5 處理數(shù)據(jù) 用公式法和圖象法求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的值 注意事項(xiàng)1 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 電池在大電流放電時(shí)極化現(xiàn)象較嚴(yán)重 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)得過大 讀數(shù)要快 每次讀完立即斷電 3 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 分別求出e r值再求平均值 4 畫u i圖線時(shí) 要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(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)可舍去不考慮 以減小偶然誤差 5 干電池內(nèi)阻較小時(shí) u的變化較小 此時(shí)坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)點(diǎn)將集中在上部 呈現(xiàn)下部分大面積空間得不到利用 為此 可使縱坐標(biāo)不從零開始 如圖所示 把坐標(biāo)的比例放大 可使結(jié)果的誤差減小 此時(shí)圖線與橫軸交點(diǎn)不表示短路電流 仍可用r u i 計(jì)算出電池的內(nèi)阻r 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)習(xí)使用多用電表的一般使用方法 2 練習(xí)用多用電表探測(cè)黑箱內(nèi)的電學(xué)元件 3 了解晶體二極管的單向?qū)щ娦约胺?hào) 實(shí)驗(yàn)原理1 多用電表一般可以用來測(cè)電壓 電流和電阻等 而且每一種測(cè)量都有幾個(gè)量程 其外形如圖所示 上半部分為表頭 表盤上有電流 電壓 電阻等各種量程的刻度 下半部分為選擇開關(guān) 它的四周刻著各種測(cè)量項(xiàng)目和量程 另外 還有歐姆表的調(diào)零旋鈕 機(jī)械調(diào)零旋鈕和測(cè)試筆的插孔 3 晶體二極管是半導(dǎo)體材料制成的 它有兩個(gè)極 一個(gè)叫正極 一個(gè)叫負(fù)極 它的符號(hào)如圖甲所示 晶體二極管具有單向?qū)щ娦?符號(hào)上的箭頭表示允許電流通過的方向 當(dāng)給二極管加正向電壓時(shí) 它的電阻很小 電路導(dǎo)通 如圖乙所示 當(dāng)給二極管加反向電壓時(shí) 它的電阻很大 電路截止 如圖丙所示 實(shí)驗(yàn)器材多用電表 電學(xué)黑箱 干電池 導(dǎo)線 晶體二極管 電阻 開關(guān) 小燈泡 實(shí)驗(yàn)步驟1 認(rèn)識(shí)二極管 首先熟悉圖甲中的二極管的符號(hào) 然后按照?qǐng)D乙 丙所示電路了解二極管的導(dǎo)電特性 2 將多用電表的選擇開關(guān)旋至直流電壓擋 用兩表筆分別與如圖所示的黑箱上的a b c三個(gè)接點(diǎn)中的兩個(gè)接點(diǎn)相連 判斷黑箱內(nèi)有無內(nèi)電源 3 將多用電表的選擇開關(guān)旋至歐姆擋 使兩表筆分別與三個(gè)接點(diǎn)中的兩個(gè)接點(diǎn)相連 讀出歐姆表上示數(shù)的大小 將表筆反接后 看歐姆表示數(shù)有無變化 以分析黑箱內(nèi)是否有二極管 4 根據(jù)歐姆定律 串并聯(lián)電路特點(diǎn) 二極管的導(dǎo)電性等知識(shí)分析多用電表探測(cè)的結(jié)果 并得出黑箱內(nèi)元件名稱和連接方式 5 結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí) 將多用電表選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋 注意事項(xiàng)1 紅表筆代表歐姆表內(nèi)部電源的負(fù)極 黑表筆代表內(nèi)部電源的正極 2 與使用電壓表 電流表一樣 多用電表在使用前要進(jìn)行機(jī)械調(diào)零 即觀察指針是否指在刻度線左端的零刻度處 若不指零 可用小螺絲刀旋轉(zhuǎn)定位螺絲 3 使用歐姆擋測(cè)電阻時(shí) 還要進(jìn)行 歐姆調(diào)零 方法是 將選擇開關(guān)置于歐姆擋 適當(dāng)量程 將兩表筆短接 調(diào)整電阻調(diào)零旋鈕 使指針指在電阻刻度的零位置上 注意 每變換一次歐姆擋的量程 都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零 4 關(guān)于歐姆擋量程的選擇 使用歐姆擋測(cè)電阻時(shí) 指針指示在表盤中值電阻左右讀數(shù)較準(zhǔn)確 如某多用電表歐姆擋r中 15 當(dāng)待測(cè)電阻約為2k 時(shí) 應(yīng)選用 100 擋 讀數(shù)不要忘記乘以相應(yīng)的倍率 5 測(cè)量時(shí) 待測(cè)電阻要與電源以及其他電阻斷開 且不能用手接觸表筆 6 測(cè)量完畢后 要把表筆從測(cè)試孔中撥出 并將選擇開關(guān)置于 off 擋或交流電流最高擋 7 當(dāng)黑箱內(nèi)有電源時(shí)不能用歐姆擋測(cè)量 命題規(guī)律根據(jù)題目所給條件及要求 設(shè)計(jì)合理電路并利用u i圖象處理數(shù)據(jù) 考例1 用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)e和內(nèi)阻r所用的電路如圖所示 一位同學(xué)測(cè)得的六組數(shù)據(jù)如下表中所示 1 試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在下圖中作出u i圖線 2 根據(jù)圖線得出電池的電動(dòng)勢(shì)e v 根據(jù)圖線得出的電池內(nèi)阻r 3 若不作出圖線 只選用其中兩組u和i數(shù)據(jù) 可利用公式e u1 i1r和e u2 i2r算出e和r 這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果 選用第 組和第 組的數(shù)據(jù) 求得e和r誤差最大 解析 1 根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)所畫的u i圖線如圖所示 3 選用第3組和第4組數(shù)據(jù)求得的e和r誤差最大 不需要利用所給的6組數(shù)據(jù)分別進(jìn)行計(jì)算 利用作圖就可看出這一點(diǎn) 選用這兩組數(shù)據(jù)求e和r相當(dāng)于過圖中3和4兩點(diǎn)作一直線 利用此直線求出e和r 而此直線與所畫的直線偏離最大 實(shí)際上 第4組數(shù)據(jù)不合理 應(yīng)排除 答案 1 見解析 2 1 460 72 3 34 在 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 的實(shí)驗(yàn)中 1 現(xiàn)備有以下器材 a 干電池1節(jié)b 滑動(dòng)變阻器 0 50 c 滑動(dòng)變阻器 0 10k d 電壓表 0 3v e 電壓表 0 15v f 電流表 0 0 6a g 電流表 0 3a h 開關(guān) 導(dǎo)線若干其中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 電流表應(yīng)選 電壓表應(yīng)選 2 為了最大限度的減小實(shí)驗(yàn)誤差 請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出該實(shí)驗(yàn)最合理的電路圖 3 某同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示 試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中畫出u i圖線 根據(jù)圖線得到被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)e v 內(nèi)電阻r 答案 1 bfd 2 如下圖 左 3 u i圖線如上圖 右 1 48 1 500 90 0 96 命題規(guī)律根據(jù)題目所給器材和要求 設(shè)計(jì)合理電路 求電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 考例2 有兩只電壓表a和b 量程已知 內(nèi)阻不知 另有一干電池 它的內(nèi)阻不能忽略 但大小未知 只有這兩只電壓表 開關(guān)和一些連接導(dǎo)線 要求通過測(cè)量計(jì)算出干電池的電動(dòng)勢(shì) 已知電動(dòng)勢(shì)不超過電壓表的量程 1 畫出測(cè)量時(shí)所用的電路圖 2 以測(cè)量的量為已知量 導(dǎo)出計(jì)算電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式 解析 1 測(cè)量時(shí)所用電路圖如下圖甲 乙所示 2 將任一只電壓表 如表a 與電源連通 記下電壓表所示的電壓值ua 再將兩只電壓表與電源串聯(lián) 記下每只電壓表所示的電壓值 設(shè)為ua ub 設(shè)表a的內(nèi)阻的ra 表b的內(nèi)阻為rb 電源內(nèi)阻為r 電動(dòng)勢(shì)為e 由閉合電路歐姆定律得 2010 江蘇物理 在測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中 由于所用電壓表 視為理想電壓表 的量程較小 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)物電路 1 實(shí)驗(yàn)時(shí) 應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到 選填 最大值 最小值 或 任意值 2 改變電阻箱的阻值r 分別測(cè)出阻值r0 10 的定值電阻兩端的電壓u 下列兩組r的取值方案中 比較合理的方案是 選填 1 或 2 解析 1 電阻箱與電阻串聯(lián)在電源上 故實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將其調(diào)到最大值 2 方案1中電阻箱的阻值太大 線路中的電流過小 定值電阻兩端的電壓u過小 誤差較大 命題規(guī)律利用多用電表測(cè)電阻的方法和注意事項(xiàng) 讀多用電表的示數(shù) 考例3 2010 江蘇南京模擬 1 多用電表是實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)實(shí)際中常用的儀器 圖 a 多用電表的示意圖 其中s k t為三個(gè)可調(diào)節(jié)的部件 現(xiàn)用此電表測(cè)量一阻值約為20 30 的定值電阻 測(cè)量的某些操作步驟如下 1 調(diào)節(jié)可調(diào)部件 使電表指針停在 位置 調(diào)節(jié)可調(diào)部件k 使它的尖端指向 位置 將紅 黑表筆分別插入 插孔 筆尖相互接觸 調(diào)節(jié)可調(diào)部件 使電表指針指向 位置 2 在某次實(shí)驗(yàn)中使用多用電表進(jìn)行了兩次測(cè)量 指針?biāo)傅奈恢梅謩e如圖 b 中a b所示 若選擇開關(guān)處在 10 的電阻擋時(shí)指針位于a 則被測(cè)電阻的阻值是 若選擇開關(guān)處在 直流電壓2 5v 擋時(shí)指針位于b 則被測(cè)電壓是 v 解析 1 多用電表在使用前首先要進(jìn)行 機(jī)械調(diào)零 則調(diào)節(jié)表盤下中間部位的調(diào)零螺絲 即圖中的可調(diào)部件 s 使指針停在刻度盤左端的 0 位置 測(cè)量電阻應(yīng)將圖中的選擇開關(guān)k旋至歐姆擋的適當(dāng)擋位 由圖可以看出 該歐姆表的表盤中值約為 20 又待測(cè)電阻的阻值為20 30 所以應(yīng)選 1擋 這樣測(cè)量時(shí)就可使指針指在中間部位了 選好擋位后就要進(jìn)行歐姆擋的調(diào)零 且每次換擋后都要重新進(jìn)行調(diào)零 調(diào)零時(shí)將紅 黑表筆接觸 調(diào)節(jié)圖中的 歐姆調(diào)零 旋鈕t 使指針指在表盤右端電阻刻度的 0 位置 2 選擇開關(guān)處在 10 的電阻擋時(shí)讀數(shù)為50 所以電阻值為r 50 10 500 選擇開關(guān)處在 直流電壓2 5v 擋時(shí)指針位于b 則被測(cè)電壓是2 0v 答案 1 s左端的 0 1擋 旋鈕t電阻刻度的 0 2 5002 0 某同學(xué)利用多用電表測(cè)量一個(gè)未知電阻的阻值 由于第一次選擇的歐姆擋不夠合適 又改換另一歐姆擋測(cè)量 兩次測(cè)量時(shí)電表指針?biāo)傅奈恢萌鐖D所示 下面列出這兩次測(cè)量中的有關(guān)操作 a 將兩表筆連接 并調(diào)零 b 將兩表筆分別跟被測(cè)電阻的兩端接觸 觀察指針的位置 c 記下電阻值 d 將多用電表面板上旋鈕旋到r 100擋 e 將多用電表面板上旋鈕旋到r 10擋 f 將多用電表面板上旋鈕旋到off擋 1 根據(jù)上述有關(guān)操作將兩次的合理實(shí)驗(yàn)步驟按順序?qū)懗鰹?用上述操作項(xiàng)目前面的字母表示 且可以重復(fù)使用 2 該電阻的阻值是 答案 eabdabcf1 8 103 解析 用多用電表測(cè)未知電阻的阻值 要先估測(cè) 估測(cè)時(shí) 可任選一擋 然后調(diào)零 調(diào)零后測(cè)其電阻 因指針指在中央時(shí) 測(cè)量結(jié)果較精確 故若發(fā)現(xiàn)電表指針不是指在刻度盤中央 而出現(xiàn)偏大或偏小時(shí) 要換擋使其指針能指到中央附近 但換擋后必須重新調(diào)零 再進(jìn)行測(cè)量 使用完畢 將旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋至off擋 所以實(shí)驗(yàn)步驟為eabdabcf 且該電阻的阻值為1 8 103 命題規(guī)律會(huì)使用多用電表測(cè)電壓 電流 電阻值 會(huì)讀數(shù) 知道使用多用電表的注意事項(xiàng) 考例4 多用電表表頭的示意圖如下圖所示 在正確操作的情況下 1 若選擇開關(guān)的位置如灰箭頭所示 則測(cè)量的物理量是 測(cè)量結(jié)果為 2 若選擇開關(guān)的位置如白箭頭所示 則測(cè)量的物理量是 測(cè)量結(jié)果為 3 若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示 則測(cè)量的物理量是 測(cè)量結(jié)果為 4 若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示 正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小 那么接下來的正確操作步驟應(yīng)該依次為 5 全部測(cè)量結(jié)束后 應(yīng)將選擇開