高三物理一轮复习 实验九 测定电源的电动势和内阻课件.ppt

基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 精典考题例析 例1 2015 四川卷 用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值rx 已知电池的电动势约为6v 电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧 可选用的实验器材有 电流表a1 量程0 30ma 电流表a2 量程0 100ma 电压表v 量程0 6v 滑动变阻器r1 阻值0 5 滑动变阻器r2 阻值0 300 开关s一个 导线若干条 某同学的实验过程如下 精典考题例析 设计如图1所示的电路图 正确连接电路 将r的阻值调到最大 闭合开关 逐次调小r的阻值 测出多组u和i的值 并记录 以u为纵轴 为横轴 得到如图2所示的图线 断开开关 将rx改接在b c之间 a与b直接相连 其他部分保持不变 重复 的步骤 得到另一条u i图线 图线与横轴 的交点坐标为 i0 0 与纵轴u的交点坐标为 0 u0 精典考题例析 回答下列问题 电流表应选用 滑动变阻器应选用 由图2的图线 得电源内阻r 用i0 u0和r表示待测电阻的关系式rx 代入数值可得rx 若电表为理想电表 rx接在b c之间与接在a b之间 滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置 两种情况相比 电流表示数变化范围 电压表示数变化范围 填 相同 或 不同 解析 从u i图线中看出路端电压的最大值大于5 5v 此时内外电压之比为1 11即内外电阻之比为1 11 那么外电路电阻至少为几百欧 所以滑动变阻器应选择r2 同样道理 从图中看出电流的测量范围大于80ma 所以电流表应选择量程为100ma的a2 图线方程为e u ir 则图的斜率绝对值为电源内阻r 即r u 由图中数据代入可得r 25 将rx接入bc之间的闭全电路欧姆定律的方程为e u i rx r 将u0 i0两截距代入可rx u0i0 r 将rx接入ab或bc之间时电阻最大值为rx r r 最小值为rx r 所以电流的最大值与最小值相同 将rx接入ab路端电压的最大值为rx rrx 将rx接入bc端路端电压的最大值为rrx r r 所以电压范围不同 答案 25 u0i0 r 相同不同 精典考题例析 精典考题例析 精典考题例析 精典考题例析 精典考题例析 2 用图所示电路 测定一节干电池的电动势和内阻 电池的内阻较小 为了防止在调节滑动变阻器时造成短路 电路中用一个定值电阻r0起保护作用 除电池 开关和导线外 可供使用的实验器材还有 a 电流表 量程0 6a 3a b 电压表 量程3v 15v c 定值电阻 阻值1 额定功率5w d 定值电阻 阻值10 额定功率10w e 滑动变阻器 阻值范围0 10 额定电流2a f 滑动变阻器 阻值范围0 100 额定电流1a 那么 1 要正确完成实验 电压表的量程应选择v 电流表的量程应选择a r0应选择 的定值电阻 r应选择阻值范围是 的滑动变阻器 2 引起该实验系统误差的主要原因是 精典考题例析 解析 1 干电池的电动势大约是1 5v 所以电压表选用3v量程 为了减小电流表指针偏角太小带来的误差 故电流表选用0 6a量程 定值电阻选用1 的 为了操作方便 滑动变阻器选用0 10 的 2 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比真实值小 造成e测 e真 r测 r真 答案 1 30 610 10 2 电压表的分流 精典考题例析 例2 2015 安徽卷 某同学为了测量一节电池的电动势和内阻 从实验室找到以下器材 一个满偏电流为100 a 内阻为2500 的表头 一个开关 两个电阻箱 0 999 9 和若干导线 1 由于表头量程偏小 该同学首先需将表头改装成量程为50ma的电流表 则应将表头与电阻箱 填 串联 或 并联 并将该电阻箱阻值调为 2 接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量 实验电路如图1所示 通过改变电阻r测相应的电流i 且作相关计算后一并记录如下表 精典考题例析 根据表中数据 图2中已描绘出四个点 请将第5 6两组数据也描绘在图中 并画出ir i图线 根据图线可得电池的电动势e是v 内阻r是 思维导引 本题并未采用传统的伏安法测电动势及内阻 而是采用电流表与可变电阻的组合即欧安法 表头内阻明码给出 意味着可以准确掌控哪个电学量 ir i图象的斜率可表示什么物理量 其截距有何意义 精典考题例析 解析 1 把小量程的电流表改装成大量程的电流表需并联小电阻 由并联的特点 电压相等 i ig r igrg 得r 5 0 2 如图所示 由e ir i r ra 得ir e i r ra 纵截距为电源的电动势e ra 5 0 得r 2 0 答案 1 并联5 0 精典考题例析 2 如图所示 1 532 0感悟提升 伏安法测电源电动势和内阻是最常用的方法 但由于闭合电路欧姆定律具有较多的变形公式 因此实验方案也灵活多变 要熟练掌握三种实验方案 用电压表 电流表 滑动变阻器测量 用电流表 电阻箱测量 用电压表 电阻箱测量 精典考题例析 精典考题例析 精典考题例析 4 某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池 该同学想测量一下这个电池的电动势e和内电阻r 但是从实验室只借到一个开关 一个电阻箱 最大阻值为999 9 可当标准电阻用 一只电流表 量程ig 0 6a 内阻rg 0 1 和若干导线 请根据测定电动势e和内电阻r的要求 设计图甲中器件的连接方式 画线把它们连接起来 精典考题例析 接通开关 逐次改变电阻箱的阻值r 读出与r对应的电流表的示数i 并作记录 当电阻箱的阻值r 2 6 时 其对应的电流表的示数如图乙所示 处理实验数据时 首先计算出每个电流值i的倒数1i 再制作r 1 i坐标图 如图丙所示 图中已标注出了 r 1 i 的几个与测量对应的坐标点 请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上 在图丙上把描绘出的坐标点连成图线 根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势e v 内电阻r 精典考题例析 解析 见答案 由欧姆定律有i er r rg得r ei r rg 图线的斜率等于电源电动势 在纵轴上的截距等于电源内阻与电流表内阻之和的负值 由图可知e 1 5v r 0 3 答案 如图甲所示 如图乙所示 如图乙所示 1 5 1 46 1 54 0 3 0 25 0 35 速效提升训练 1 某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现 里面除了一节1 5v的干电池外 还有一个方形的电池 层叠电池 为了测定该电池的电动势和内电阻 实验室中提供如下器材 a 电流表a1 满偏电流10ma 内阻10 b 电流表a2 0 0 6a 内阻未知 c 滑动变阻器r0 0 100 1a d 定值电阻r 阻值990 e 开关与导线若干 速效提升训练 该同学根据现有的实验器材 设计了如图甲所示的电路 图乙为该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据并绘出的i1 i2图线 i1为电流表a1的示数 i2为电流表a2的示数 则由图线可以得到被测电池的电动势e v 内阻r 结果保留两位有效数字 解析 由实验电路 r和a1串联相当于电压表 根据闭合电路欧姆定律e i1 r ra1 i2r解得 i1 1r ra1e rr ra1i2延长i1 i2图线 当i2 0时 读出i1 9 0ma 解得e 9 0v 图线斜率的绝对值rr ra1 i1 解得r 10 答案 9 010 2 2015 江苏卷 小明利用如图1所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻 1 图1中电流表的示数为a 速效提升训练 2 调节滑动变阻器 电压表和电流表的示数记录如下 请根据表中的数据 在图2上作出u i图线 由图线求得 电动势e v 内阻r 3 实验时 小明进行了多次测量 花费了较长时间 测量期间一直保持电路闭合 其实 从实验误差考虑 这样的操作不妥 因为 解析 1 由图可知 电流表的量程为0 6a 精度为0 02a 因此电流表的示数为0 02a 22 0 44a 3 由图像与纵轴的截距得电动势为1 60v 斜率即内阻为r 1 60 1 00 49 1 22 4 如果一直保持电路闭合 电池长时间使用后 电动势和内阻会发生变化 导致实验误差增大 答案 1 0 44 2 u i图线如图 1 60 1 58 1 62都算对 1 2 1 18 1 26都算对 3 干电池长时间使用后 电动势和内阻会发生变化 导致实验误差增大 速效提升训练 速效提升训练 速效提升训练 速效提升训练 速效提升训练 速效提升训练 速效提升训练 速效提升训练 5 在测量电源的电动势和内阻的实验中 由于所用电压表 视为理想电压表 的量程较小 某同学设计了如图所示的实物电路 1 实验时 应先将电阻箱的电阻调到 填 最大值 最小值 或 任意值 2 改变电阻箱的阻值r 分别测出阻值r0 10 的定值电阻两端的电压u 下列两组r的取值方案中 比较合理的方案是 填 1 或 2 速效提升训练 3 根据实验数据描点 绘出的1 u r图象是一条直线 若直线的斜率为k 在1 u坐标轴上的截距为b 则该电源的电动势e 内阻r 用k b和r0表示 速效提升训练 解析 1 实验时 为保护电压表 应将电阻箱阻值调到最大 此时电压表两端电压最小 2 电压表的量程为3v 故电阻箱两端的最小电压约为6v 根据串联电路的特点可知 3 r0 6 r 电阻箱阻值的最小值为20 在实验时 为减小读数误差 所用电表的指针偏角一般不小于其量程的