高中物理復(fù)習實驗十三測量電源的電動勢和內(nèi)阻課件

實驗十三測量電源的電動勢和內(nèi)阻

素養(yǎng)目標1.理解測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗原理——閉合電路歐姆定律．2．掌握用電流表和電壓表測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方法．3．掌握實物圖連接的技巧．4．會用圖像處理實驗數(shù)據(jù)．必備知識·自主落實一、實驗思路與操作電路圖與思路操作要領(lǐng)思路：根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝U＋Ir，改變外電路電阻R，用電流表和電壓表測出U、I的兩組數(shù)據(jù)，列出兩個關(guān)于E、r的方程，從而解出E和r.(1)連接電路：按實驗電路圖連接好電路．(2)測量與記錄：閉合開關(guān)，改變滑動變阻器的阻值，讀出電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I，并填入事先繪制好的表格中．二、數(shù)據(jù)處理及分析1．計算方法

注意事項(1)電池選?。簯?yīng)選用內(nèi)阻較大的電池．(2)實驗操作：實驗中不宜將電流調(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)合理選擇標度：為使圖線分布空間大，如圖所示，縱坐標可以不從零開始，則圖線和橫軸的交點不再是短路電流．誤差分析(1)用圖像法求E和r時作圖不準確．(2)由于電流表或電壓表的分壓或分流存在系統(tǒng)誤差．(3)本實驗中測量結(jié)果：E測<E真，r測<r真．關(guān)鍵能力·分層突破考點一教材原型實驗例1[2023·湖北卷]某實驗小組為測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，設(shè)計了如圖(a)所示電路，所用器材如下：電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻很大)；電流表(量程0～0.6A)；電阻箱(阻值0～999.9Ω)；干電池一節(jié)、開關(guān)一個和導(dǎo)線若干．(1)根據(jù)圖(a)，完成圖(b)中的實物圖連線．(2)調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值，閉合開關(guān)．逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值R、相應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U.根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的U-I圖像如圖(c)所示，則干電池的電動勢為________V(保留3位有效數(shù)字)、內(nèi)阻為________Ω(保留2位有效數(shù)字)．1.580.63

2.5偏小

例2[2023·浙江6月]在“測量干電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中，(1)部分連線如圖1所示，導(dǎo)線a端應(yīng)連接到________(選填“A”“B”“C”或“D”)接線柱上．正確連接后，某次測量中電壓表指針位置如圖2所示，其示數(shù)為________V.(2)測得的7組數(shù)據(jù)已標在如圖3所示U-I坐標系上，用作圖法求干電池的電動勢E＝________V和內(nèi)阻r＝________Ω(計算結(jié)果均保留兩位小數(shù))．B1.201.501.04

考點二探索創(chuàng)新實驗考向1實驗方法方案的拓展(“電表＋電阻箱”法)實驗思路實驗原理E＝I1(R1＋r)E＝I2(R2＋r)圖像例3[2024·四川成都石室中學?？寄M預(yù)測]小明把一片銅片和一片鎂片平行靠近插入一個橙子中，組成了一個水果電池．(1)他先用多用電表測電池兩端的電壓，選擇了直流電壓2.5V擋，指針所在位置如圖甲所示，則其讀數(shù)為________V．小明認為這一讀數(shù)即為電池的電動勢，但小紅認為不對，其原因是________________________________，為測量水果電池的電動勢和內(nèi)阻，小紅再找來一個電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線若干，并選擇了多用電表的直流電流擋，便開始著手連線測量．試在圖乙方框中畫出測量水果電池電動勢和內(nèi)阻的電路圖．1.20電源有內(nèi)阻，路端電壓不等于電動勢解析：(1)小明選擇了直流電壓2.5V擋，則讀數(shù)為0.05×24V＝1.20V，由于電源有內(nèi)阻，且內(nèi)阻很大，故路端電壓不等于電動勢；電路圖如圖所示．(2)小紅不斷改變電阻箱的阻值，得到多組電阻箱阻值R和電流表的讀數(shù)I，通過數(shù)據(jù)處理，得到如圖丙所示的圖像(圖像中數(shù)據(jù)均取國際制單位)．由于作圖時漏寫了橫縱坐標表示的物理意義，但記得均在以下六個之中：I，I2，I－1，R，R2，R－1，請推理得出該水果電池的電動勢為________V(結(jié)果保留兩位小數(shù))，內(nèi)阻為________Ω.(3)利用這種方法測得的電動勢E測和內(nèi)阻r測與真實值E真和r真相比E測________E真，r測________r真(均填“大于”“等于”或“小于”)．1.681680等于大于

例4[2024·江蘇鎮(zhèn)江統(tǒng)考三模]某同學用如下器材來測量電壓表的內(nèi)阻．A．待測電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻為幾千歐)B．電池組(電動勢約3V，內(nèi)阻可忽略)C．電阻箱R(0～9999.9Ω)D．開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)按圖甲所示的電路測量，下圖為該同學正準備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時的實驗電路，請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處______________________________．開關(guān)未斷開，電阻箱阻值未調(diào)至最大解析：(1)在連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開，圖中開關(guān)未斷開；電阻箱阻值未調(diào)至最大．

R/kΩ0.61.52.03.04.05.00.400.500.560.670.780.881.602.9V2.9kΩ

(4)若實驗中電池組內(nèi)阻不可忽略，則以上電壓表內(nèi)阻RV的測量值________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)．偏大

考向2利用傳感器測定電源電動勢和內(nèi)阻例5[2024·浙江校聯(lián)考一模]小寶根據(jù)圖甲電路測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，(1)他用多用電表的直流電壓2.5V擋粗測干電池的電動勢和內(nèi)阻，紅表筆應(yīng)當連接電源________(選填“正極”或“負極”)；如圖乙所示的讀數(shù)是________V．他還想用歐姆擋直接粗測其內(nèi)阻，你認為________(選填“可以”或“不可以”)．正極1.45不可以解析：(1)用多用電表的直流電壓2.5V擋粗測干電池的電動勢和內(nèi)阻，紅表筆應(yīng)當連接電源正極；由圖乙可知，讀數(shù)為1.45V；歐姆擋測電阻時，外電路不能有電源，所以不可以用歐姆擋直接粗測干電池的內(nèi)阻．(2)小寶為了更精確測出電池電動勢和內(nèi)阻，采用器材如下：待測干電池一節(jié)，電壓傳感器(量程－20V～＋20V)，電流傳感器(－2A～＋2A)，滑動變阻器(0～20Ω，額定電流1A)，開關(guān)及若干導(dǎo)線．他已在實物連線圖丙中接了部分導(dǎo)線，請你幫他補畫剩下的兩條連線以完成實驗?zāi)康模?3)電路連接好后，在閉合電鍵前，滑動變阻器觸頭P應(yīng)置于__