优化探究高考物理一轮复习 8.3.4实验四 测定电源的电动势和内阻课件.ppt

1 实验目的 1 掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法 进一步理解闭合电路欧姆定律 2 掌握用图象法求电动势和内阻的方法 2 实验原理 1 实验依据 闭合电路欧姆定律 四 测定电源的电动势和内阻 实验基础夯实 3 实验器材电池 被测电源 电压表 电流表 滑动变阻器 开关 导线 坐标纸 铅笔 核心要点突破 1 实验步骤 1 电流表用0 6a量程 电压表用3v量程 按图甲所示连接好电路 2 把滑动变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端 3 闭合开关 调节滑动变阻器 使电流表有明显示数并记录一组数据 u1 i1 用同样方法测量几组i u值 填入表格中 4 断开开关 拆除电路 整理好器材 2 数据处理本实验中数据的处理方法 一是联立方程求解的公式法 二是描点画图法 方法一取六组对应的u i数据 数据满足关系式u1 e i1r u2 e i2r u3 e i3r 让第1式和第4式联立方程 第2式和第5式联立方程 第3式和第6式联立方程 这样解得三组e r 取其平均值作为电池的电动势e和内阻r的大小 3 误差分析 1 由读数和电表线性不良引起误差 2 用图象法求e和r时 由于作图不准确造成误差 3 本实验采用的测量电路是存在系统误差的 这是由于电压表的分流iv引起的 使电流表的示数i测小于电池的输出电流i真 因为i真 i测 iv 而iv u rv u越大 iv越大 u趋近于零时iv也趋近于零 所以此种情况下图线与横轴的交点为真实的短路电流 而图线与纵轴的交点为电动势的测量值 比真实值偏小 修正后的图线如右图所示 显然 e r的测量值都比真实值偏小 r测 r真 e测 e真 4 若采用如图丙所示电路 电流是准确的 当i很小时 电流表的分压很小 但随电流i增大 电流表的分压作用也逐渐增大 当电流为零时 ua 0 电压为准确值 等于e 此种情况的ui图线如图丁所示 所以e测 e真 r测 r真 4 注意事项 1 为了使电池的路端电压变化明显 电池的内阻应选的大些 选用已使用过一段时间的干电池 2 在实验中不要将i调得过大 每次读完u和i的数据后应立即断开电源 以免干电池在大电流放电时极化现象严重 使得e和r明显变化 3 测出不少于6组i和u的数据 且变化范围要大些 用方程组求解时 类似于逐差法 要将测出的u i数据中第1和第4组为一组 第2和第5组为一组 第3和第6组为一组 分别解出e r值再求平均 4 在画ui图线时 要使尽可能多的点落在这条直线上 不在直线上的点应对称分布在直线两侧 不要顾及个别离开直线较远的点 以减小偶然误差 典例1 2014年合肥高三联考 在 用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻 的实验中 提供的器材有 a 干电池一节b 电流表 量程0 6a c 电压表 量程3v d 开关s和若干导线e 滑动变阻器r1 最大阻值20 允许最大电流1a f 滑动变阻器r2 最大阻值300 允许最大电流0 5a g 滑动变阻器r3 最大阻值1000 允许最大电流0 1a 实验原理及操作 1 按如图所示电路测量干电池的电动势和内阻 滑动变阻器应选 填写代号 为使测量尽可能精确 用笔画线代替导线将如图所示的实物图连接成实验电路 已连接了部分线 要求变阻器的滑片滑至最右端时 其使用电阻值最大 2 实验步骤 按实验要求连接好电路 闭合开关前把变阻器的滑片滑至一端 使接入电路的阻值最大 闭合开关 调节滑动变阻器 使 的指针有明显偏转 读取 和 的示数 用同样方法测量多组数据 断开开关 整理好器材 数据处理 3 将实验测得的数据标在如图所示的坐标图中 请作出u i图线 由此求得待测电池的电动势e v 内电阻r 结果保留三位有效数字 自主解答 1 滑动变阻器不要选阻值过大的 因为阻值过大不便于调节 要保证电流不超过额定值 电流表量程为0 6a 所以选r1 接线柱不要接错 连线如图甲所示 3 u i图线如图乙 在u i图线中 与纵轴的交点表示电动势 斜率表示内阻 由图可求e 1 50v 1 47 1 52均对 r 1 88 1 86 1 90 均对 答案 1 e 或r1 见解析 2 电流表电流表电压表 3 见解析1 50 1 47 1 52均对 1 88 1 86 1 90均对 典例2 2014年淮南高三模拟 某同学为了测量某电池的电动势e和内阻r 设计了如图甲所示的电路 已知定值电阻r0 20 电压表v2的内阻很大 可视为理想电压表 1 根据图甲所示电路 请在图乙中用笔画线代替导线 完成实物电路的连接 实物连图及数据处理 2 实验中 该同学移动滑动变阻器滑片 读出电压表v1和v2的示数u1 u2 数据如下表所示 请根据表格中的数据画出u2 u1的图线 3 由图象可得该电源的电动势e v 内阻r 自主解答 1 如图1所示 2 如图2所示 答案 1 2 见解析 3 18 17 9 18 3之间均可 30 29 0 32 0之间均可 典例3 2013年高考浙江理综 采用如图所示的电路 测定电池的电动势和内阻 1 除了选用照片中的部分器材外 填选项 a 还需要电压