【三维设计】高考物理一轮复习 第七章 实验10 测定电源的电动势和内阻课件 新人教版（安徽 北京专版）.ppt

实验理论必备 第七章 课下知能提升 命题热点例析 一 实验目的 1 掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法 2 学会用图像法求电源的电动势和内阻 二 实验原理1 实验依据闭合电路欧姆定律 2 实验电路如图实 10 1所示 图实 10 1 4 作图法数据处理如图实 10 2所示 图实 10 2 4 断开开关 拆除电路 整理好器材 五 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 联六组对应的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 六 误差分析1 偶然误差 1 由读数不准和电表线性不良引起误差 2 用图像法求e和r时 由于作图不准确造成的误差 3 测量过程中通电时间过长或电流过大 都会引起e r变化 2 系统误差由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差 1 如图实 10 3甲所示 在理论上e u iv ia r 其中电压表示数u是准确的电源两端电压 而实验中忽略了通过电压表的电流iv而形成误差 而且电压表示数越大 iv越大 图实 10 3 乙所示 因为电压表和电池并联 所以r测小于电池内阻r真 因为外电阻r断开时 a b两点间电压uab等于电动势e测 此时电源与电压表构成回路 所以uab e真 即e测 e真 2 若采用如图实 10 4甲所示的电路 ia为电源电流真实值 理论上有e u ua iar 其中ua不可知 而造成误差 而且电流表示数越大 ua越大 当电流为零时 ua 0 电压为准确值 等于e 图实 10 4 七 注意事项 1 为了使电池的路端电压变化明显 电池的内阻宜大些 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 画u i图线时 由于读数的偶然误差 描出的点不在一条直线上 在作图时应使图线通过尽可能多的点 并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧 个别偏离直线太远的点可舍去 这样就可使偶然误差得到部分抵消 从而提高精确度 4 由于干电池的内阻较小 路端电压u的变化也较小 这时画u i图线时 纵轴的刻度可以不从零开始 而是根据测得的数据从某一恰当值开始 横坐标i必须从零开始 但这时图线和横轴的交点不再是短路电流 而图线与纵轴的截距仍为电源电动势 图线斜率的绝对值仍为内阻 八 实验改进测电源的电动势和内阻的其他几种方法 1 用一个电流表和电阻箱测量 电路如图实 10 5所示 测量原理为 e i1 r1 r e i2 r2 r 由此可求出e和r 此种方法使测得的电动势无偏差 但内阻偏大 图实 10 5 图实 10 7 例1 用图实 10 8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起保图实 10 8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 解析 由于一节干电池的电动势为1 5v 故选量程为3v的电压表 估算电流时 考虑到干电池的内阻一般几欧左右 加上保护电阻 最大电流在0 5a左右 所以选量程为0 6a的电流表 由于电池内阻很小 所以保护电阻不宜太大 否则会使得电流表 电压表取值范围小 造成的误差大 滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了 取0 10 能很好地控制电路中的电流和电压 若取0 100 会出现开始几乎不变最后突然变化的现象 系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的 一般具有倾向性 总是偏大或者偏小 本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小 造成e测 e真 r测 r真 答案 1 30 610 10 2 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小 例2 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 1 按如图实 10 9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 图实 10 9 为使测量尽可能精确 用笔画线代替导线将如图实 10 10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 图实 10 10 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实 10 11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 图实 10 11 解析 滑动变阻器不要选阻值过大的 因为阻值过大不便于调节 当然要保证电流不超过额定值 电流表量程为0 6a 所以选r1 u i图线中 与纵轴的交点就是电动势 斜率就是内阻 答案 1 e 或r1 如图所示 2 电流表电流表电压表 3 如图所示1 50 1 47 1 52均对 1 88 1 86 1 90均对 例3 某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻 使用的器材还包括定值电阻 r0 5 一个 开关两个 导线若干 实验原理图如图实 10 12 1 在图实 10 13的实物图中 已正确连接了部分电路 请完成余下电路的连接 2 请完成下列主要实验步骤 检查并调节电压表指针指零 调节电阻箱 示数如图实 10 14所示 读得电阻值是 将开关s1闭合 开关s2断开 电压表的示数是1 49v 将开关s2 电压表的示数是1