《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)10 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課件 新人教版.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)10 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課件 新人教版.ppt（47頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

實(shí)驗(yàn)10測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 二 實(shí)驗(yàn)原理 三 實(shí)驗(yàn)器材電池 被測(cè)電源 電壓表 電流表 滑動(dòng)變阻器 開關(guān) 導(dǎo)線 坐標(biāo)紙 鉛筆 四 實(shí)驗(yàn)步驟1 按實(shí)驗(yàn)電路圖所示連接電路 2 把變阻器的滑片移動(dòng)到使接入電路阻值最大的一端 3 閉合開關(guān) 調(diào)節(jié)變阻器 記錄幾組I U值 填入表格中 4 斷開開關(guān) 拆除電路 整理好器材 五 數(shù)據(jù)處理方法一 列方程組求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的大小 根據(jù)以上三組方程分別求出E r 再取其平均值作為電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r 方法二 用作圖法處理數(shù)據(jù) 如圖所示 1 圖線與縱軸交點(diǎn)為E 六 誤差分析1 偶然誤差 1 電表讀數(shù)不準(zhǔn)引起誤差 2 圖象法求E和r時(shí)作圖不準(zhǔn)確 2 系統(tǒng)誤差 1 若采取電流表外接法 由于電壓表分流造成電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均偏小 2 若采取電流表內(nèi)接法 由于電流表分壓 造成內(nèi)阻的測(cè)量值偏大 七 注意事項(xiàng)1 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(shí)間的電池 2 電流不要過大 讀數(shù)要快 干電池在大電流放電時(shí) 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 讀電表要快 每次讀完立即斷電 3 逐差法求E r 要測(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 分別解出E r值再求平均值 4 合理選擇標(biāo)度 為使圖線分布空間大 如圖所示 縱坐標(biāo)可以不從零開始 則圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流 電源的內(nèi)阻不能 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 實(shí)驗(yàn)原理與操作例1 2016 四川卷 用如圖所示電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)器材 待測(cè)電源 電動(dòng)勢(shì)約3V 內(nèi)阻約2 保護(hù)電阻R1 阻值10 和R2 阻值5 滑動(dòng)變阻器R 電流表A 電壓表V 開關(guān)S 導(dǎo)線若干 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 實(shí)驗(yàn)主要步驟 將滑動(dòng)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(dòng)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(duì)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 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 2 滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng) 發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大 兩導(dǎo)線與滑動(dòng)變阻器接線柱連接情況是 A 兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端的接線柱B 兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿兩端的接線柱C 一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)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(dòng)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(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)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(cè)量值 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 答案 1 AC 2 C 3 kak R2解析 1 因電源電動(dòng)勢(shì)為3V 且電壓表內(nèi)阻越大 系統(tǒng)誤差越小 所以電壓表選A 通過電流表的最大電流約為 176 5mA 所以電流表選C 2 滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng) 發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大 說明滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻絲長度在增長 故滑片P左側(cè)電阻絲連入電路 所以一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱 另一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿兩端中的任意一端接線柱都可 選項(xiàng)C正確 3 由閉合電路歐姆定律E U I r R2 可得U E I r R2 由題意U 0時(shí) I a 且r R2 k 所以得E ka r k R2 思維點(diǎn)撥此實(shí)驗(yàn)是教材上的測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)實(shí)驗(yàn) 與教材實(shí)驗(yàn)不同的地方就是加了兩個(gè)保護(hù)電阻 儀器的選擇要考慮實(shí)驗(yàn)的誤差因素 比如此實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的是電壓表的分流作用 故選擇電壓表時(shí)要盡量用內(nèi)阻較大的電壓表 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 數(shù)據(jù)處理與誤差分析例2小明利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量一干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 甲 1 圖甲中電流表的示數(shù)為A 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 2 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下 請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù) 在圖乙的方格紙上作出U I圖線 乙 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 由圖線求得 電動(dòng)勢(shì)E V 內(nèi)阻r 3 實(shí)驗(yàn)時(shí) 小明進(jìn)行了多次測(cè)量 花費(fèi)了較長時(shí)間 測(cè)量期間一直保持電路閉合 其實(shí) 從實(shí)驗(yàn)誤差考慮 這樣的操作不妥 因?yàn)?答案 1 0 44 2 U I圖線見解析1 61 1 59 1 63都算對(duì) 1 24 1 22 1 26都算對(duì) 3 通電時(shí)間較長會(huì)使干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻發(fā)生變化 導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大解析 1 電流表選用量程為0 0 6A 分度值為0 02A 則其讀數(shù)為0 44A 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 2 坐標(biāo)系選擇合適的標(biāo)度 根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)作出的U I圖線如圖所示 圖線與縱軸交點(diǎn)為1 61V 故E 1 61V 由圖線的斜率 1 24知 電池內(nèi)阻為1 24 注意此處不要用圖象與縱軸交點(diǎn)值除以與橫軸交點(diǎn)值 3 長時(shí)間保持電路閉合 電池會(huì)發(fā)熱 電池內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化 干電池長時(shí)間放電 也會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)變化 導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是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E U IV IA r 其中電壓表示數(shù)U是準(zhǔn)確的電源兩端電壓 而實(shí)驗(yàn)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 IV越大 當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí) IV 0 IA I短 短路電流測(cè)量值 真實(shí)值 如圖乙所示 可知E測(cè) E真 r測(cè) r真 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 2 若采用如圖丙所示的電路 IA為電源電流真實(shí)值 理論上有E U UA IAr 其中UA不可知而造成誤差 而且電流表示數(shù)越大 UA越大 當(dāng)電流為零時(shí) UA 0 電壓為準(zhǔn)確值 等于E 如圖丁所示 可知E測(cè) E真 r測(cè) r真 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)的其他方法方法1安 阻法 1 實(shí)驗(yàn)原理用一個(gè)電流表和電阻箱測(cè)量 電路如圖所示 測(cè)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(cè)得的電動(dòng)勢(shì)無偏差 內(nèi)阻偏大 若已知電流表A的阻值可消除測(cè)內(nèi)阻的系統(tǒng)誤差 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 2 圖象法處理數(shù)據(jù) 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 例3某同學(xué)通過查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池 該同學(xué)想測(cè)量一下這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r 但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開關(guān) 一個(gè)電阻箱 最大阻值為999 9 可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用 一只電流表 量程Ig 0 6A 內(nèi)阻rg 0 1 和若干導(dǎo)線 1 請(qǐng)根據(jù)測(cè)定電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的要求 設(shè)計(jì)圖甲中器材的連接方式 把它們連接起來 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 2 閉合開關(guān) 逐次改變電阻箱的阻值R 讀出與R對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I 并作記錄 當(dāng)電阻箱的阻值R 2 6 時(shí) 其對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖乙所示 處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí) 首先計(jì)算出每個(gè)電流值I的倒 量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn) 請(qǐng)你將與圖乙實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖丙上 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 3 在圖上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成圖線 丙 4 根據(jù)圖丙描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E V 內(nèi)阻r 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 答案 1 2 3 見解析 4 1 52 1 46 1 54 0 3 0 25 0 35 解析 1 把各器件直接串聯(lián)即可 2 當(dāng)R 2 6 時(shí) 由題圖乙可知I 0 5A 2A 1 坐標(biāo)為 2 2 6 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 3 圖線是一條傾斜的直線 連線時(shí)不能連成折線 為減小偶然誤差 個(gè)別偏離太遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去 4 由閉合電路的歐姆定律得E I R r rg 則R r rg 故圖線的斜率k表示電池電動(dòng)勢(shì)E的大小 縱軸截距的絕對(duì)值表示 r rg r 0 3 0 25 0 35 均正確 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 方法2伏 阻法 1 實(shí)驗(yàn)原理用一個(gè)電壓表和電阻箱測(cè)量 電路如圖所示 測(cè)量原理為 內(nèi)阻均偏小 2 圖象法處理數(shù)據(jù) 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 例4某同學(xué)用如圖甲所示的電路測(cè)量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r R為電阻箱 干電池的工作電流不宜超過0 5A 實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下 電壓表 量程0 3V 內(nèi)阻約3k 電阻箱 阻值范圍0 999 9 開關(guān) 導(dǎo)線若干 甲乙 1 請(qǐng)根據(jù)圖甲的電路圖在圖乙中畫出連線 將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 2 實(shí)驗(yàn)時(shí) 改變電阻箱R的值 記錄電壓表的示數(shù)U 得到若干組R U的數(shù)據(jù) 出電池組的電動(dòng)勢(shì)E V 內(nèi)阻r 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 3 關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)中存在的誤差以及減小誤差的各種方法 下列說法正確的是 A 電壓表的分流作用引起的誤差屬于偶然誤差B 該同學(xué)讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差C 本實(shí)驗(yàn)用圖象法處理數(shù)據(jù)可以減小偶然誤差D 如果將電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)就可以減小系統(tǒng)誤差 答案 1 如圖所示 2 2 86 2 85 2 87均可 6 07 6 06 6 08均可 3 CD 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 電動(dòng)勢(shì)E 2 86V 內(nèi)阻r 6 07 電壓表的分流作用引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 該同學(xué)讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 1 2017 青海城東區(qū)月考 用圖甲所示電路測(cè)量一個(gè)內(nèi)阻很小蓄電池的內(nèi)阻 除蓄電池開關(guān) 導(dǎo)線外 可供使用的器材還有 A 電壓表 量程3V B 電流表 量程0 6A C 電流表 量程3A D 定值電阻R0 阻值3 額定功率4W E 滑動(dòng)變阻器R 阻值范圍0 5 額定電流為2A 1 電流表應(yīng)選 選填器材前的字母序號(hào) 2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出U I圖象 如圖乙所示 蓄電池的電動(dòng)勢(shì)E V 內(nèi)阻r 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 3 采用該方法測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)跟真實(shí)值比 內(nèi)電阻跟真實(shí)值比 均選填 偏大 偏小 或 相等 答案 1 B 2 2 00 33 3 偏小偏小 3 由于電壓表的分流作用 電流的測(cè)量值小于真實(shí)值 電源的U I圖象如圖所示 由圖象可知 電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于真實(shí)值 電源內(nèi)阻的測(cè)量值小于真實(shí)值 2 2017 天津卷 某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖甲所示的電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)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(gè)R0 3 0 的電阻 1 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 將開關(guān)S閉合 用多用電表的電壓擋先測(cè)量a b 間電壓 讀數(shù)不為零 再測(cè)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 2 排除故障后 該小組順利完成實(shí)驗(yàn) 通過多次改變滑動(dòng)變阻器滑片位置 得到電流表A1和A2的多組I1 I2數(shù)據(jù) 作出圖象如圖乙 由I1 I2圖象得到電池的電動(dòng)勢(shì)E V 內(nèi)阻r 答案 1 aa bb 2 1 4 1 36 1 44均可 0 5 0 4 0 6均可 解析 1 用多用電表的電壓擋先測(cè)量a b 間電壓 讀數(shù)不為零 可知a b 間存在斷路 若測(cè)量a a 間電壓 讀數(shù)不為零 則aa 段存在斷路 反之bb 段存在斷路 2 根據(jù)題中電路圖可得E I1 r1 R1 I1 I2 r R0 聯(lián)立上式 代入數(shù)值解得E 1 4V r 0 5 3 某同學(xué)為了測(cè)量一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 從實(shí)驗(yàn)室找到以下器材 一個(gè)滿偏電流為100 A 內(nèi)阻為2500 的表頭 一個(gè)開關(guān) 兩個(gè)電阻箱 0 999 9 和若干導(dǎo)線 1 由于表頭量程偏小 該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為50mA的電流表 則應(yīng)將表頭與電阻箱 選填 串聯(lián) 或 并聯(lián) 并將該電阻箱阻值調(diào)為 2 接著該同學(xué)用改裝的電流表對(duì)電池的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)量 實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示 通過改變電阻R測(cè)量相應(yīng)的電流I 且作相關(guān)計(jì)算后一并記錄如下表 根據(jù)表中數(shù)據(jù) 圖乙中已描繪出四個(gè)點(diǎn) 請(qǐng)將第5 6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖乙中 并畫出IR I圖線 乙 根據(jù)圖線可得電池的電動(dòng)勢(shì)E是V 內(nèi)阻r是 答案 1 并聯(lián)5 0 2 作IR I圖線 如解析圖所示 1 532 0解析 1 要將電流表量程擴(kuò)大 需要并聯(lián)電阻 由并聯(lián)電路特點(diǎn) IgRg I Ig R并 將I 50mA Ig 100 A Rg 2500 代入解得R并 5 0 2 作IR I圖線 如圖所示 根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路知 IR表示電源的路端電壓 I表示電路的電流 故IR I圖線的縱軸截距即為電池的電動(dòng)勢(shì) 則E 1 53V 圖線斜率的絕對(duì)值減去改裝后的電流表阻值即為電池的內(nèi)阻r 2 0 4 用電流表和電壓表測(cè)定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組 電動(dòng)勢(shì)約4 5V 內(nèi)阻約1 的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 除待測(cè)電池組 開關(guān) 導(dǎo)線外 還有下列器材供選用 A 電流表 量程0 0 6A 內(nèi)阻約1 B 電流表 量程0 3A 內(nèi)阻約0 2 C 電壓表 量程0 3V 內(nèi)阻約30k D 電壓表 量程0 6V 內(nèi)阻約60k E 滑動(dòng)變阻器 0 1000 額定電流0 5A F 滑動(dòng)變阻器 0 20 額定電流2A 1 為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確 電流表應(yīng)選用 電壓表應(yīng)選用 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 均填儀器的字母代號(hào) 2 如圖為正確選擇儀器后 連好的部分電路 為了使測(cè)量誤差盡可能小 還需在電路中用導(dǎo)線將和相連 和相連 和相連 均填儀器上接線柱的字母代號(hào) 3 實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表壞了 于是不再使用電流表 剩余儀器中僅用電阻箱替換滑動(dòng)變阻器 重新連接電路 仍能完成實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)中讀出幾組電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)U 用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù) 為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖象是一條直線 則可以為縱坐標(biāo) 以為橫坐標(biāo) 解析 1 因三節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)約為4 5V 故電壓表應(yīng)選D 因干電池放電電流不宜超過0 5A 故電流表應(yīng)選A 由電壓表和電流表的測(cè)量范圍可知滑動(dòng)變阻器選用F即可 2 本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示 所以還需要用導(dǎo)線將a與d相連 c與g相連 f與h相連 5 2017 湖南益陽調(diào)研 某實(shí)驗(yàn)小組利用如下實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 A 待測(cè)干電池兩節(jié) 每節(jié)電池電動(dòng)勢(shì)約為1 5V 內(nèi)阻約幾歐姆B 直流電壓表V1 V2 內(nèi)阻約為3k C 阻值為5 的定值電阻R0D 滑動(dòng)變阻器R 最大阻值為RmE 導(dǎo)線和開關(guān) 1 根據(jù)下面的電路原理圖完成電路實(shí)物圖的連接 2 實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 讀出電壓表V1和V2的多組數(shù)據(jù)如下表 請(qǐng)?jiān)谙旅娴淖鴺?biāo)紙中描繪出U1 U2圖象 3 根據(jù)描繪出的U1 U2圖象 求得兩節(jié)干電池的總電動(dòng)勢(shì)E 總內(nèi)阻r 計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 答案 1 實(shí)物連接如圖所示 2 U1 U2圖象如圖所示 3 3 0V2 5