屆高考物理核心要點突破系列課件：第章第十一節(jié)《實驗：測定電源電動勢和內(nèi)阻》人教選修

第十一節(jié)實驗：測定電源電動勢和內(nèi)阻

核心要點突破課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練第十一節(jié)課前自主學(xué)案目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握伏安法測電源的電動勢和內(nèi)阻的方法．2．能建立恰當(dāng)坐標(biāo)系處理實驗數(shù)據(jù)．重點難點：1.電壓表和電流表量程的選擇．2．伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻安培表內(nèi)、外接法的選擇．課前自主學(xué)案一、實驗?zāi)康挠秒娏鞅砗碗妷罕頊y出電流和電壓，再利用閉合電路的歐姆定律計算電源的電動勢和內(nèi)電阻．二、實驗原理圖14－11－1圖14－11－2為了減小偶然誤差，可以多測出幾組U、I數(shù)據(jù)，求出幾組E、r值，最后分別算出它們的平均值．(2)用圖象來處理也可以根據(jù)測出的幾組U、I值，畫出U－I圖象，如圖14－11－2所示．與U軸的交點的縱坐標(biāo)為電源的電動勢，直線的斜率的絕對值為電源內(nèi)阻．三、實驗器材電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙．四、實驗步驟1．確定電流表、電壓表的量程，按圖14－11－1所示電路把器材連接好．2．把變阻器的滑動片移到一端使阻值最大．3．閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)．記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣方法測量并記錄幾組I、U值．4．?dāng)嚅_電鍵，整理好器材．5．?dāng)?shù)據(jù)處理：用原理中方法計算或從U－I圖中找出E、r.五、數(shù)據(jù)處理1．公式法利用依次記錄的多組數(shù)據(jù)(一般6組)，分別記錄如下表所示：實驗序號123456I/AI1I2I3I4I5I6U外/VU1U2U3U4U5U62.圖14－11－3圖象法把測出的多組U、I值，在U－I圖中描點畫圖象，使U－I圖象的直線經(jīng)過大多數(shù)坐標(biāo)點或使各坐標(biāo)點大致分布在直線的兩側(cè)，如圖14－11－3所示，由U＝E－Ir可知，圖線與縱軸截距等于電動勢E，因此斜率的絕對值等于內(nèi)阻r，根據(jù)圖線縱截距和斜率找出E、r.六、注意事項1．為使電池的路端電壓有明顯變化，應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻較大的電壓表．2．實驗中不能將電流調(diào)得過大，且讀數(shù)要快，讀完后立即切斷電源，防止干電池大電流放電時內(nèi)阻r的明顯變化．3．用公式法求解時，要將測出的I、U數(shù)據(jù)分組，第1、4為一組，第2、5為一組，第3、6為一組，分別解出E、r值，再求平均值．4．畫出U－I圖象，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠的點可舍去不予考慮．這樣，就可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度．核心要點突破圖14－11－42．應(yīng)注意當(dāng)電池內(nèi)阻較小時，U的變化較小，圖象中描出的點呈現(xiàn)如圖14－11－5甲所示狀態(tài)，下面大面積空間得不到利用，所描得的點及做出的圖線誤差較大．為此，可使縱軸不從零開始，如圖乙所示，把縱坐標(biāo)比例放大，可使結(jié)果誤差小些．此時，圖線與縱軸的交點仍代表電源的電動勢，但圖線與橫軸的交點不再代表短路狀態(tài)，計算內(nèi)阻要在直線上選取兩個相距較遠的點，由它們的坐標(biāo)值計算出斜率的絕對值，即為內(nèi)阻r.圖14－11－5二、兩種實驗電路的誤差分析與選擇圖14－11－6在圖14－11－6甲中寒，由妙于電謀壓表寧的分監(jiān)流，筋電流笑表的煩測量崇值偏消小，牢而且U越大肺，電捐流表決的測復(fù)量值摩偏小遼越多托，當(dāng)U＝0時(當(dāng)電晶流表偷是理鉛想的堅才能偏做到U＝0)，電建壓表汽不再該分流濫，故摟這時剝電流滅表的外測量府值等涼于真故實值顫，據(jù)揮此作嬌出如勞圖14－11－7所示堡的真吸實的漂和測議量的U－I圖線待，由示圖線御不難疊看出期，E、r的測傭量值解均小公于真暗實值幟．圖14－11－7圖14－11－8圖14－11－6乙的鵲電路膊圖測E、r，由埋于電俯流表拐的分劣壓，訓(xùn)電壓胸表的部測量屋值偏令小，搖而且肆隨著I越大藏，電絹壓表索的測較量值緊偏小紹越多釣，當(dāng)I＝0時(當(dāng)電抹壓表隊是理搜想的威才能退做到)，電集流表黎不再虜分壓劣，故覽這時苗電壓猴表的霞測量積值等半于真桑實值酷．據(jù)參此作粉出圖14－11－8所示睜的真艙實的呢和測竹量的U－I圖線嶄后，贊由圖邁線不吵難看縫出，伶電動鍬勢E的測總量值慌等于晃真實斃值，懇內(nèi)阻r的測蹦量值跳大于豬真實艘值．若電茂壓表梢的內(nèi)遭阻遠送大于扶電源朵內(nèi)阻圾，電宜流表溫的內(nèi)籠阻與宣電源目內(nèi)阻企相差扭不大毅，因為此電肅壓表艷的內(nèi)濤阻影記響較衰小，申電流橫表的封內(nèi)阻鍋影響廚較大頑，故桑在實足際中靜，優(yōu)辣選圖14－11－6甲所耐示的幟電路閃圖，仿反之爬應(yīng)選謊擇圖扭乙所叮示電蠢路圖餓．三、賠測量E、r的其弊他方篇法圖14－11－9課堂互動講練為測路量一蒙電源宇的電換動勢萄及內(nèi)隆阻(1豆)在下寸列三垂個電溝壓表貿(mào)中選奪一個抬改裝角成量頂程為9留V的電燭壓表A．量廉程為1納V、內(nèi)千阻大陵約為1胞kΩ的電辛壓表V1B．量嶼程為2核V、內(nèi)蛾阻大夢約為2嬌kΩ的電歲壓表V2C．量到程為3鬧V、內(nèi)餡阻為3尿kΩ的電侄壓表V3選擇焦電壓灶表__礎(chǔ)__曲__出__串聯(lián)__苦__視__禽__米kΩ的電哀阻可隊以改辰裝成桃量程排為9淚V的電廟壓表芽．對伏安法測E、r原理的應(yīng)用例1(2糟)利用距一個且電阻訴箱、紀一只但開關(guān)媽、若古干導(dǎo)船線和猜改裝亡好的種電壓感表(此表元用符拔號V1、V2或V3與一桿個電轉(zhuǎn)阻串深聯(lián)來穴表示馬，且盜可視蝴為理寸想電增壓表)，畫芒出測跨量電撲源電腐動勢魂及內(nèi)孫阻的昏實驗愁原理已電路助圖．(3挖)根據(jù)肉以上代實驗宮原理餅電路娘圖進宮行實屆驗，章讀出匪電壓傅表示叮數(shù)為1.振50熊V時，削電阻貿(mào)箱的小阻值尤為15俊.0爽Ω；電存壓表哄示數(shù)旁為2.拜00拉V時，明電阻倘箱的見阻值飄為40翻.0彼Ω，則鏟電源饑的電去動勢E＝__君__役__貞__強V、內(nèi)謹阻r＝__軋__逗__鐮__她Ω.【答案】(1穩(wěn))C哈6(弄2)如圖14－11－11所示(3雖)7郊.5素10梨.0某同灣學(xué)利塑用電硬壓表束和電肝阻箱唱測定粉干電夾池的她電動仍勢和籮內(nèi)阻攏，使砌用的雀器材獸還包罷括定扯值電薦阻(R0＝5羽Ω)一個辦，開呆關(guān)兩蠻個，毫導(dǎo)線亞若干語，實犯驗原泛理如臨圖14－11－12甲．圖14－11－12對實驗原理的理解和遷移例2(1逼)在圖核乙的耗實物乏圖中豆，已讓正確升連接方了部堆分電渾路，賢請完扛成余指下電袍路的鄉(xiāng)豐連接煌．圖14－11－13(2曬)請完愈成下享列主閥要實怎驗步易驟：A．檢蜘查并瓣調(diào)節(jié)很電壓冤表指察針指呢零；止調(diào)節(jié)僻電阻盼箱，束示數(shù)瘡如圖14－11－13所示唇，讀券得電逃阻值從是__疤__嚇__殼__；B．將暖開關(guān)S1閉合憲，開歐關(guān)S2斷開煎，電聰壓表棋的示姻數(shù)是1.慘49恭V；C．將隱開關(guān)S2__醋__遇__剖__，電部壓表確的示誓數(shù)是1.驕16黑V；斷膠開開惱關(guān)S1.(3研)使用寧測得部的數(shù)揮據(jù)，性計算仔出干謹電池時的內(nèi)己阻是__插__杰__末__恨(計算尿結(jié)果云保留薯二位悟有效億數(shù)字)．(4砍)由于臺所用橡電壓龜表不尼是理述想電添壓表驗，