复习方略高考物理一轮复习 7实验九 测定电源的电动势和内阻课件 沪科版选修31.ppt

实验九测定电源的电动势和内阻 实验目的 1 测定电源的电动势和内阻 2 掌握用图像法求电动势和内阻 实验原理 1 实验依据 闭合电路欧姆定律 2 实验电路 如图3 e和r的求解 由u e ir 4 作图法处理数据 如图所示 1 图线与纵轴交点为e 2 图线与横轴交点为i短 3 图线的斜率绝对值表示 r 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 实验过程 一 实验步骤1 电流表用0 6a量程 电压表用3v量程 按实验电路图连接好电路 2 把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端 3 闭合开关 调节变阻器 使电流表有明显示数并记录一组数据 i1 u1 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 二 数据处理1 数据记录 设计表格 将测得的几组u i值填入表格中 2 数据处理 方法一 列方程组求解电动势和内阻的大小 根据以上三组方程分别求出e r 再取其平均值作为电源的电动势e和内阻r 方法二 用图像法处理数据 在坐标纸上以路端电压u为纵轴 干路电流i为横轴建立u i坐标系 在坐标平面内描出各组 i u 值所对应的点 然后尽量多地通过这些点作一条直线 不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧 则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小 一次函数的纵轴截距 直线斜率的绝对值即为电池的内阻r 即r 误差分析 1 偶然误差 1 读数不准引起误差 2 用图像法求e和r时 由于作图不准确造成误差 2 系统误差 1 若采用甲图 其u i图像如乙图所示 由于电压表的分流作用造成误差 结论 e测 e真 r测 r真 2 若采用丙图 其u i图像如丁图所示 由于电流表的分压作用造成误差 结论 e测 e真 r测 r真 注意事项 1 为了使电池的路端电压变化明显 电池的内阻应大些 选用已使用过一段时间的干电池 2 要测出不少于6组的 i u 数据 且变化范围要大些 然后用方程组求解 并求平均值 3 为了使所画直线的斜率不太小 u i图线纵轴刻度可以不从零开始 但要注意此时图线和横轴的交点不再是短路电流 电源的内阻不能用r 确定 应根据r 确定 实验改进 以上测量方法一般称为伏安法 还可以用两只电压表测量电源的电动势和内阻 电路如图所示 当开关s接1时 电压表v1 其内阻为r1 示数为u0 当开关s接2时 电压表v1 v2的示数为u1 u2 由欧姆定律得e u0 e u1 u2 解得该测量方法与原测量方法相比优点 无系统误差 缺点 1 需提前知道v1的内阻 2 无法多次测量 热点1对实验原理 数据处理的考查 典题1 2013 安徽高考 根据闭合电路欧姆定律 用图甲所示电路可以测定电池的电动势和内电阻 图中r0是定值电阻 通过改变r的阻值 测出r0两端的对应电压u12 对所得的实验数据进行处理 就可以实现测量目的 根据实验数据在 r坐标系中描出坐标点 如图乙所示 已知r0 150 请完成以下数据分析和处理 1 图乙中电阻为 的数据点应剔除 2 在坐标纸上画出 r关系图线 3 图线的斜率是 v 1 1 由此可得电池电动势ex v 解题探究 1 描点画直线的一般原则是什么 提示 连接各点成直线时 尽量让点均匀分布在直线的两侧 个别偏差较大的点可不给予考虑 2 如何分析图线斜率的物理意义 提示 联想该题满足的物理规律 闭合电路欧姆定律 写出相关的物理公式 代入条件字母 求出 r的关系式 从而分析斜率的意义 解析 1 从题图上可以看出 80 0 的点偏离图线较远 偶然误差较大应剔除 2 连接各点成直线时 尽量让点均匀地分布在直线的两侧 如图 3 由图像可得 图线的斜率是k 0 00444 v 1 1 由闭合电路欧姆定律可得电路的电流为r0两端的电压u12u12 ir0 故即将r0 150 代入上式可得 ex 1 50v答案 1 80 0 2 见解析图 3 0 004441 50 热点2实物连图与实验创新 典题2 在 测量电源的电动势和内电阻 的实验中 因找不到合适的电流表 某同学设计了如图所示的测量电路 图中器材规格如下 电源e 电动势约为3v 内阻未知 电压表v1 量程0 3v 内阻约3k 电压表v2 量程0 3v 内阻很大 滑动变阻器r 0 20 定值电阻r0 2 1 请根据电路图在图中完成实物连线 2 下表是该同学的实验数据表格 请根据表中数据在下面的坐标纸中作出u1 u2图线 3 根据图线可求得电源电动势e v 内电阻r 结果保留3位有效数字 解题探究 1 电压表v1 v2的示数各是什么意义 提示 电压表v1的示数表示路端电压 电压表v2的示数表示r0两端的电压 2 用v1 v2的示数u1 u2写出闭合电路欧姆定律的表达式 提示 e u1 解析 1 实物连线如图所示 2 如图所示 3 由闭合电路欧姆定律得e u1 整理得u1 e 故在u1 u2