【走向高考】高考物理总复习 第七章 第5讲 实验（三）测定电源电动势和内阻实验课件.ppt

实验目的测定电源的电动势和内阻 实验原理如图甲所示 改变r的阻值 从电压表和电流表中读出几组i u值 利用闭合电路的欧姆定律求出几组e r值 最后分别算出它们的平均值 此外还可以用图象法来处理数据 即在坐标纸上以i为横坐标 u为纵坐标 用测出的几组i u值画出u i图象 图乙所得直线跟纵轴交点即为电动势的值 图线的斜率的绝对值即为内阻r的值 实验器材电压表 电流表 滑动变阻器 干电池 电键 导线 实验步骤1 选择好电流表 电压表量程 按图甲连接好电路 2 把变阻器的滑动片移到一端 使接入电路的阻值最大 3 闭合电键 调节变阻器 使电流表有明显示数 记录一组数据 i1 u1 用同样的方法测量几组i u值 4 断开电键时 整理器材 5 处理数据 用公式法和图象法求出电动势和内阻的值 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 电池在大电流放电时极化现象较严重 电动势e会明显下降 内阻r会明显增大 因此 实验中不要将i调得过大 读数要快 每次读完立即断电 3 测出不少于6组i u数据 且变化范围要大些 用方程组求解时 要将测出的i u数据中 第1和第4为一组 第2和第5为一组 第3和第6为一组 分别求出e r值再求平均值 4 画u i图线时 要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧 个别偏离直线太远的点可舍去不考虑 以减小偶然误差 5 干电池内阻较小时 u的变化较小 此时坐标图中数据点将集中在上部 呈现下部分大面积空间得不到利用 为此 可使纵坐标不从零开始 如图所示 把坐标的比例放大 可使结果的误差减小 此时图线与横轴交点不表示短路电流 仍可用r u i 计算出电池的内阻r 实验目的1 学习使用多用电表的一般使用方法 2 练习用多用电表探测黑箱内的电学元件 3 了解晶体二极管的单向导电性及符号 实验原理1 多用电表一般可以用来测电压 电流和电阻等 而且每一种测量都有几个量程 其外形如图所示 上半部分为表头 表盘上有电流 电压 电阻等各种量程的刻度 下半部分为选择开关 它的四周刻着各种测量项目和量程 另外 还有欧姆表的调零旋钮 机械调零旋钮和测试笔的插孔 3 晶体二极管是半导体材料制成的 它有两个极 一个叫正极 一个叫负极 它的符号如图甲所示 晶体二极管具有单向导电性 符号上的箭头表示允许电流通过的方向 当给二极管加正向电压时 它的电阻很小 电路导通 如图乙所示 当给二极管加反向电压时 它的电阻很大 电路截止 如图丙所示 实验器材多用电表 电学黑箱 干电池 导线 晶体二极管 电阻 开关 小灯泡 实验步骤1 认识二极管 首先熟悉图甲中的二极管的符号 然后按照图乙 丙所示电路了解二极管的导电特性 2 将多用电表的选择开关旋至直流电压挡 用两表笔分别与如图所示的黑箱上的a b c三个接点中的两个接点相连 判断黑箱内有无内电源 3 将多用电表的选择开关旋至欧姆挡 使两表笔分别与三个接点中的两个接点相连 读出欧姆表上示数的大小 将表笔反接后 看欧姆表示数有无变化 以分析黑箱内是否有二极管 4 根据欧姆定律 串并联电路特点 二极管的导电性等知识分析多用电表探测的结果 并得出黑箱内元件名称和连接方式 5 结束实验时 将多用电表选择开关置于交流电压最高挡 注意事项1 红表笔代表欧姆表内部电源的负极 黑表笔代表内部电源的正极 2 与使用电压表 电流表一样 多用电表在使用前要进行机械调零 即观察指针是否指在刻度线左端的零刻度处 若不指零 可用小螺丝刀旋转定位螺丝 3 使用欧姆挡测电阻时 还要进行 欧姆调零 方法是 将选择开关置于欧姆挡 适当量程 将两表笔短接 调整电阻调零旋钮 使指针指在电阻刻度的零位置上 注意 每变换一次欧姆挡的量程 都要重新进行欧姆调零 4 关于欧姆挡量程的选择 使用欧姆挡测电阻时 指针指示在表盘中值电阻左右读数较准确 如某多用电表欧姆挡r中 15 当待测电阻约为2k 时 应选用 100 挡 读数不要忘记乘以相应的倍率 5 测量时 待测电阻要与电源以及其他电阻断开 且不能用手接触表笔 6 测量完毕后 要把表笔从测试孔中拨出 并将选择开关置于 off 挡或交流电流最高挡 7 当黑箱内有电源时不能用欧姆挡测量 命题规律根据题目所给条件及要求 设计合理电路并利用u i图象处理数据 考例1 用电流表和电压表测定电池的电动势e和内阻r所用的电路如图所示 一位同学测得的六组数据如下表中所示 1 试根据这些数据在下图中作出u i图线 2 根据图线得出电池的电动势e v 根据图线得出的电池内阻r 3 若不作出图线 只选用其中两组u和i数据 可利用公式e u1 i1r和e u2 i2r算出e和r 这样做可能得出误差很大的结果 选用第 组和第 组的数据 求得e和r误差最大 解析 1 根据测得的数据所画的u i图线如图所示 3 选用第3组和第4组数据求得的e和r误差最大 不需要利用所给的6组数据分别进行计算 利用作图就可看出这一点 选用这两组数据求e和r相当于过图中3和4两点作一直线 利用此直线求出e和r 而此直线与所画的直线偏离最大 实际上 第4组数据不合理 应排除 答案 1 见解析 2 1 460 72 3 34 在 测定电源的电动势和内阻 的实验中 1 现备有以下器材 a 干电池1节b 滑动变阻器 0 50 c 滑动变阻器 0 10k d 电压表 0 3v e 电压表 0 15v f 电流表 0 0 6a g 电流表 0 3a h 开关 导线若干其中滑动变阻器应选 电流表应选 电压表应选 2 为了最大限度的减小实验误差 请在方框内画出该实验最合理的电路图 3 某同学记录的实验数据如下表所示 试根据这些数据在图中画出u i图线 根据图线得到被测电池的电动势e v 内电阻r 答案 1 bfd 2 如下图 左 3 u i图线如上图 右 1 48 1 500 90 0 96 命题规律根据题目所给器材和要求 设计合理电路 求电源电动势和内阻 考例2 有两只电压表a和b 量程已知 内阻不知 另有一干电池 它的内阻不能忽略 但大小未知 只有这两只电压表 开关和一些连接导线 要求通过测量计算出干电池的电动势 已知电动势不超过电压表的量程 1 画出测量时所用的电路图 2 以测量的量为已知量 导出计算电动势的表达式 解析 1 测量时所用电路图如下图甲 乙所示 2 将任一只电压表 如表a 与电源连通 记下电压表所示的电压值ua 再将两只电压表与电源串联 记下每只电压表所示的电压值 设为ua ub 设表a的内阻的ra 表b的内阻为rb 电源内阻为r 电动势为e 由闭合电路欧姆定律得 2010 江苏物理 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 选填 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 选填 1 或 2 解析 1 电阻箱与电阻串联在电源上 故实验时应将其调到最大值 2 方案1中电阻箱的阻值太大 线路中的电流过小 定值电阻两端的电压u过小 误差较大 命题规律利用多用电表测电阻的方法和注意事项 读多用电表的示数 考例3 2010 江苏南京模拟 1 多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器 图 a 多用电表的示意图 其中s k t为三个可调节的部件 现用此电表测量一阻值约为20 30 的定值电阻 测量的某些操作步骤如下 1 调节可调部件 使电表指针停在 位置 调节可调部件k 使它的尖端指向 位置 将红 黑表笔分别插入 插孔 笔尖相互接触 调节可调部件 使电表指针指向 位置 2 在某次实验中使用多用电表进行了两次测量 指针所指的位置分别如图 b 中a b所示 若选择开关处在 10 的电阻挡时指针位于a 则被测电阻的阻值是 若选择开关处在 直流电压2 5v 挡时指针位于b 则被测电压是 v 解析 1 多用电表在使用前首先要进行 机械调零 则调节表盘下中间部位的调零螺丝 即图中的可调部件 s 使指针停在刻度盘左端的 0 位置 测量电阻应将图中的选择开关k旋至欧姆挡的适当挡位 由图可以看出 该欧姆表的表盘中值约为 20 又待测电阻的阻值为20 30 所以应选 1挡 这样测量时就可使指针指在中间部位了 选好挡位后就要进行欧姆挡的调零 且每次换挡后都要重新进行调零 调零时将红 黑表笔接触 调节图中的 欧姆调零 旋钮t 使指针指在表盘右端电阻刻度的 0 位置 2 选择开关处在 10 的电阻挡时读数为50 所以电阻值为r 50 10 500 选择开关处在 直流电压2 5v 挡时指针位于b 则被测电压是2 0v 答案 1 s左端的 0 1挡 旋钮t电阻刻度的 0 2 5002 0 某同学利用多用电表测量一个未知电阻的阻值 由于第一次选择的欧姆挡不够合适 又改换另一欧姆挡测量 两次测量时电表指针所指的位置如图所示 下面列出这两次测量中的有关操作 a 将两表笔连接 并调零 b 将两表笔分别跟被测电阻的两端接触 观察指针的位置 c 记下电阻值 d 将多用电表面板上旋钮旋到r 100挡 e 将多用电表面板上旋钮旋到r 10挡 f 将多用电表面板上旋钮旋到off挡 1 根据上述有关操作将两次的合理实验步骤按顺序写出为 用上述操作项目前面的字母表示 且可以重复使用 2 该电阻的阻值是 答案 eabdabcf1 8 103 解析 用多用电表测未知电阻的阻值 要先估测 估测时 可任选一挡 然后调零 调零后测其电阻 因指针指在中央时 测量结果较精确 故若发现电表指针不是指在刻度盘中央 而出现偏大或偏小时 要换挡使其指针能指到中央附近 但换挡后必须重新调零 再进行测量 使用完毕 将旋转开关旋至off挡 所以实验步骤为eabdabcf 且该电阻的阻值为1 8 103 命题规律会使用多用电表测电压 电流 电阻值 会读数 知道使用多用电表的注意事项 考例4 多用电表表头的示意图如下图所示 在正确操作的情况下 1 若选择开关的位置如灰箭头所示 则测量的物理量是 测量结果为 2 若选择开关的位置如白箭头所示 则测量的物理量是 测量结果为 3 若选择开关的位置如黑箭头所示 则测量的物理量是 测量结果为 4 若选择开关的位置如黑箭头所示 正确操作后发现指针的偏转角很小 那么接下来的正确操作步骤应该依次为 5 全部测量结束后 应将选择开