高三物理一輪復(fù)習(xí)實驗測量電源電動勢和內(nèi)阻

1、實驗九測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗九測定電源的電動勢和內(nèi)阻01主干回顧固基礎(chǔ)【實驗?zāi)康摹俊緦嶒災(zāi)康摹?. 測定電源的電動勢和內(nèi)阻測定電源的電動勢和內(nèi)阻2. 掌握用圖象法求電動勢和內(nèi)阻掌握用圖象法求電動勢和內(nèi)阻【實驗原理】【實驗原理】1. 實驗依據(jù)閉合電路歐姆定律實驗依據(jù)閉合電路歐姆定律2. 實驗電路：如圖實驗電路：如圖注意：電流表相注意：電流表相對電源外接，滑對電源外接，滑動變阻器串聯(lián)動變阻器串聯(lián)3. E和和r的求解：由的求解：由UEIr4. 作圖法數(shù)據(jù)處理，如圖所示：作圖法數(shù)據(jù)處理，如圖所示：圖線與縱軸交點為電動勢圖線與縱軸交點為電動勢E.【實驗器材】【實驗器材】 電池電池(被測電源被測電源)

2、、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙、鉛筆導(dǎo)線、坐標(biāo)紙、鉛筆【實驗步驟】【實驗步驟】 (1)電流表用電流表用0.6 A量程，電壓表用量程，電壓表用3 V量程，按圖所示連接量程，按圖所示連接好電路好電路 (2)把滑動變阻器的滑片移動到使接入電路的阻值最大的一把滑動變阻器的滑片移動到使接入電路的阻值最大的一端端 (3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)錄一組數(shù)據(jù)(I1，U1)用同樣方法測量幾組用同樣方法測量幾組I、U值，填入表格中值，填入表格中.(4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材

3、斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材第第1組組第第2組組第第3組組第第4組組第第5組組第第6組組U/VI/A【數(shù)據(jù)處理】【數(shù)據(jù)處理】 1. 公式法公式法取上表六組對應(yīng)的取上表六組對應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足關(guān)系式數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足關(guān)系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r讓第讓第1式和第式和第4式聯(lián)立方程，第式聯(lián)立方程，第2式和第式和第5式聯(lián)立方程，第式聯(lián)立方程，第3式和第式和第6式聯(lián)立方程，這樣解得三組式聯(lián)立方程，這樣解得三組E、r，取其平均值作為電池的電動勢，取其平均值作為電池的電動勢E和內(nèi)阻和內(nèi)阻r的大小的大小【注意事項】【注意事項】 (1)為了使電池的路端電壓變化明顯，為了使電池的路端電壓變化

4、明顯，電池的內(nèi)阻應(yīng)選的大電池的內(nèi)阻應(yīng)選的大些些(選用已使用過一段時間的干電池選用已使用過一段時間的干電池) (2)在實驗中不要將在實驗中不要將I調(diào)得過大，每次讀完調(diào)得過大，每次讀完U和和I的數(shù)據(jù)后應(yīng)的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即斷開電源，以免干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象嚴(yán)重，使立即斷開電源，以免干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象嚴(yán)重，使得得E和和r明顯變化明顯變化 (3)測出不少于測出不少于6組組I和和U的數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方的數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，類似于逐差法，要將測出的程組求解時，類似于逐差法，要將測出的UI數(shù)據(jù)中，第數(shù)據(jù)中，第1和第和第4組為一組，第組為一組，第2和第和第5組為一組，

5、第組為一組，第3和第和第6組為一組，分別解出組為一組，分別解出E、r值再求平均值值再求平均值(4)在畫在畫UI圖線時，要使盡可能多的點落在這條直線上，圖線時，要使盡可能多的點落在這條直線上，不在直線上的點應(yīng)對稱分布在直線兩側(cè)，不要顧及個別離開直不在直線上的點應(yīng)對稱分布在直線兩側(cè)，不要顧及個別離開直線較遠(yuǎn)的點，以減小偶然誤差線較遠(yuǎn)的點，以減小偶然誤差(5)干電池內(nèi)阻較小時，干電池內(nèi)阻較小時，U的變化較小，此時，坐標(biāo)圖中數(shù)的變化較小，此時，坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)點將呈現(xiàn)如圖甲所示的狀況，使下部大面積空間得不到利據(jù)點將呈現(xiàn)如圖甲所示的狀況，使下部大面積空間得不到利用為此，用為此，可使縱坐標(biāo)不從零開始而是根據(jù)測

6、得的數(shù)據(jù)從某一可使縱坐標(biāo)不從零開始而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始恰當(dāng)值開始(橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)I必須從零開始必須從零開始)，如圖乙所示，并且把縱坐，如圖乙所示，并且把縱坐標(biāo)的比例放大，可使結(jié)果的誤差減小此時圖線與橫軸交點不標(biāo)的比例放大，可使結(jié)果的誤差減小此時圖線與橫軸交點不表示短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢表示短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢 【誤差分析】【誤差分析】1. 偶然誤差偶然誤差(1)由讀數(shù)不準(zhǔn)和電表線性不良引起誤差由讀數(shù)不準(zhǔn)和電表線性不良引起誤差(2)用圖象法求用圖象法求E和和r時，由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差時，由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差(3)測量過程中通電時間過長或電流過

7、大，都會引起測量過程中通電時間過長或電流過大，都會引起E、r變變化化2. 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 由于電壓表和電流表內(nèi)阻影響而導(dǎo)致的誤差由于電壓表和電流表內(nèi)阻影響而導(dǎo)致的誤差 (1)如圖甲所示，在理論上如圖甲所示，在理論上EU(IVIA)r，其中電壓表示，其中電壓表示數(shù)數(shù)U是準(zhǔn)確的電源兩端電壓而實驗中忽略了通過電壓表的電流是準(zhǔn)確的電源兩端電壓而實驗中忽略了通過電壓表的電流IV而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大，而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大，IV越大越大結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)電壓表示數(shù)為零時，當(dāng)電壓表示數(shù)為零時，IV0，IAI短短，短路電流測量值，短路電流測量值真實值真實值 E測測E真真 (2)若采用如圖甲所示

8、的電路，若采用如圖甲所示的電路，IA為電源電流真實值，理論為電源電流真實值，理論上有上有EUUAIAr，其中，其中UA不可知，而造成誤差，而且電流不可知，而造成誤差，而且電流表示數(shù)越大，表示數(shù)越大，UA越大，當(dāng)電流為零時，越大，當(dāng)電流為零時，UA0，電壓為準(zhǔn)確值，電壓為準(zhǔn)確值，等于等于E.結(jié)論：結(jié)論：E為真實值為真實值I短測短測I短真短真第第19頁頁主干回顧固基礎(chǔ)主干回顧固基礎(chǔ)高考模擬提能訓(xùn)高考模擬提能訓(xùn)典例突破知規(guī)律典例突破知規(guī)律金版教程金版教程 高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 新課標(biāo)新課標(biāo) 物理物理第七章 恒定電流 【它案設(shè)計】【它案設(shè)計】 以上測量方法一般稱為伏安法，測電源的電動勢和內(nèi)阻還

9、以上測量方法一般稱為伏安法，測電源的電動勢和內(nèi)阻還有以下幾種方法：有以下幾種方法：1. 安阻法安阻法 用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖甲所示，測量原理用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖甲所示，測量原理為：為：EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出，由此可求出E和和r，此種方法，此種方法使測得的電動勢無偏差，但內(nèi)阻偏大使測得的電動勢無偏差，但內(nèi)阻偏大第第20頁頁主干回顧固基礎(chǔ)主干回顧固基礎(chǔ)高考模擬提能訓(xùn)高考模擬提能訓(xùn)典例突破知規(guī)律典例突破知規(guī)律金版教程金版教程 高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 新課標(biāo)新課標(biāo) 物理物理第七章 恒定電流 2. 伏阻法伏阻法02典例突破知規(guī)律考點考點1儀器選擇與

10、誤差分析儀器選擇與誤差分析典例透析典例透析用如圖所示電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻電池用如圖所示電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻用一個定值電阻R0起保護(hù)作用除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供起保護(hù)作用除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實驗器材還有：使用的實驗器材還有：(a)電流表電流表(量程量程0.6 A、3 A)；(b)電壓表電壓表(量程量程3 V、15 V)；(c)定值電阻定值電阻(阻值阻值1 、額定功率、額定功率5 W)；(d)定值電阻定值電阻(阻值阻值10 、額定功

11、率、額定功率10 W)；(e)滑動變阻器滑動變阻器(阻值范圍阻值范圍010 、額定電流、額定電流2 A)；(f)滑動變阻器滑動變阻器(阻值范圍阻值范圍0100 、額定電流、額定電流1 A)那么：那么：(1)要正確完成實驗，電壓表的量程應(yīng)選擇要正確完成實驗，電壓表的量程應(yīng)選擇_V，電，電流表的量程應(yīng)選擇流表的量程應(yīng)選擇_A；R0應(yīng)選擇應(yīng)選擇_的定值電的定值電阻，阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是應(yīng)選擇阻值范圍是_的滑動變阻器的滑動變阻器(2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是_.嘗試解答嘗試解答(1)3 0.61 010 (2)見解析見解析(1)由于一節(jié)干電池的電動勢為由于一節(jié)干電

12、池的電動勢為1.5 V，故選量程為，故選量程為3 V的電壓的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾歐左右，加上保表；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾歐左右，加上保護(hù)電阻，最大電流在護(hù)電阻，最大電流在0.5 A左右，所以選量程為左右，所以選量程為0.6 A的電流表；的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，保護(hù)電阻太大，會使得電流表、電壓表取由于電池內(nèi)阻很小，保護(hù)電阻太大，會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大，故取阻值為值范圍小，造成的誤差大，故取阻值為1 的定值電阻；滑動變的定值電阻；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，故取阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，故取010

13、的的滑動變阻器滑動變阻器(2)系統(tǒng)誤差一般是由測量工具和測量方法造成的，一般具系統(tǒng)誤差一般是由測量工具和測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小本實驗中由于電壓表的分流作有傾向性，總是偏大或者偏小本實驗中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成E測測E真真，r測測r真真變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練在測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，實驗電路圖在測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，實驗電路圖如圖所示如圖所示(1)(多選多選)實驗過程中，應(yīng)選用哪個電流表和滑動變阻器實驗過程中，應(yīng)選用哪個電流表和滑動變阻器_(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)

14、的字母)A. 電流表電流表A1(量程量程0.6 A，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約0.8 )B. 電流表電流表A2(量程量程3 A，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約0.5 )C. 滑動變阻器滑動變阻器R1(010 )D. 滑動變阻器滑動變阻器R2(0200 )(2)實驗中要求電流表測量通過電池的電流，電壓表測量電實驗中要求電流表測量通過電池的電流，電壓表測量電池兩極的電壓根據(jù)圖示的電路，電流表的示數(shù)池兩極的電壓根據(jù)圖示的電路，電流表的示數(shù)_(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)通過電池的電流通過電池的電流(3)若測量的是新干電池，其內(nèi)阻比較小當(dāng)在較大范圍內(nèi)若測量的是新干電池，其內(nèi)阻比較小當(dāng)在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動變阻器

15、時，電壓表示數(shù)變化調(diào)節(jié)滑動變阻器時，電壓表示數(shù)變化_(填填“明顯明顯”或或“不明顯不明顯”)解析：解析：實驗時，干電池的放電電流不能太大，電流表選擇實驗時，干電池的放電電流不能太大，電流表選擇量程量程0.6 A的的A1，滑動變阻器選擇，滑動變阻器選擇010 的的R1.根據(jù)題圖所示的根據(jù)題圖所示的電路，由于電壓表的分流作用，電流表的示數(shù)小于通過電池的電路，由于電壓表的分流作用，電流表的示數(shù)小于通過電池的電流若測量的是新干電池，則電池內(nèi)阻比較小，畫出的電流若測量的是新干電池，則電池內(nèi)阻比較小，畫出的UI圖線的斜率較小，當(dāng)在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動變阻器時，電壓表圖線的斜率較小，當(dāng)在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動變阻

16、器時，電壓表示數(shù)變化不明顯示數(shù)變化不明顯答案：答案：(1)AC(2)小于小于(3)不明顯不明顯考點考點2對實驗原理及數(shù)據(jù)處理的考查對實驗原理及數(shù)據(jù)處理的考查典例透析典例透析2013浙江高考浙江高考采用如圖所示的電路采用如圖所示的電路“測定電池的電動勢測定電池的電動勢和內(nèi)阻和內(nèi)阻”(1)除了選用照片中的部分器材外，除了選用照片中的部分器材外，_(填選項填選項)；A還需要電壓表還需要電壓表B還需要電流表還需要電流表C還需要學(xué)生電源還需要學(xué)生電源 D不再需要其他器材不再需要其他器材(2)測量所得數(shù)據(jù)如下：測量所得數(shù)據(jù)如下：用作圖法求得電池的內(nèi)阻用作圖法求得電池的內(nèi)阻r_；(3)根據(jù)第根據(jù)第5次所測得

17、的實驗數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻次所測得的實驗數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻RA_.測量次數(shù)測量次數(shù)物理量物理量123456R/1.21.00.80.60.40.2I/A0.600.700.800.891.001.20U/V0.900.780.740.670.620.43嘗試解答嘗試解答(1)A (2)見解析見解析 (3)0.22(1)由電路圖可知為伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實驗，因由電路圖可知為伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實驗，因此還需要電壓表，應(yīng)選此還需要電壓表，應(yīng)選A. (2)作圖如下，由作圖如下，由UEIr可知圖線的斜率為內(nèi)阻，即可知圖線的斜率為內(nèi)阻，即r(0.750.10) 考點考點3用電阻箱、伏特表和電阻箱電流用電阻箱、伏特表和電阻箱電流表測電源的電動勢和內(nèi)阻表測電源的電動勢和內(nèi)阻變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練某同學(xué)通過查找資料自己動手制作了一個電池該同學(xué)想某同學(xué)通過查找資料自己動手制作了一個電池該同學(xué)想測量一下這個電池的電動勢測量一下這個電池的電動勢E和內(nèi)電阻和內(nèi)電阻r，但是從實驗室只借到，但是從實驗室只借到一個開關(guān)、一個電阻箱一個開關(guān)、一個電阻箱(最大阻值為最大阻值為999.9 ，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用用)、一