优化方案高考物理总复习(大纲版)：第10章实验十四(共33张ppt).pptVIP

实验十四测定电源的电动势和内阻 实验十四测定电源的电动势和内阻 知识要点归纳 过程分析导引 实验典例精析 知能优化演练 知识要点归纳 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的欧姆定律 2 掌握用图象法求电动势和内阻的方法 实验原理1 实验依据 闭合电路欧姆定律 2 实验电路 如图10 6 1所示 图10 6 1 图10 6 2 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 过程分析导引 一 实验步骤1 电流表用0 6A量程 电压表用3V量程 按图10 6 1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 闭合电键 调节变阻器 使电流表有明显示数 记录一组电流表和电压表的示数 用同样方法测量并记录几组I U值 并填入表格中 4 断开开关 拆除电路 整理好器材 二 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 法一 取六组对应的U I数据 数据满足的关系式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 三 误差分析1 由读数误差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的误差 3 本实验采用的图10 6 1所示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 修正后的图线如图10 6 3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 图10 6 3 4 若采用如图10 6 4所示电路 电流是准确的 当I很小时 电压表的分流很小 但随电压的增大 电流I增大 电流表的分压作用也逐渐增大 此种情况如图10 6 5所示 所以E测 E真 r测 r真 图10 6 4 图10 6 5 四 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 I读数立即断电 以免干电池在大电流放电时极化现象过重 使得E r明显变化 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 类似于逐差法 要将测出的I U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值再求平均值 4 在画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 而不要顾及个别离开直线较远的点 以减小偶然误差 5 干电池内阻较小时 U的变化较小 此时 坐标图中数据点将呈现如图10 6 6甲所示的状况 使下部大面积空间得不到利用 为此 可使纵坐标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 图10 6 6 五 实验创新1 安 阻法用一个电流表和电阻箱测量 电路如图10 6 7 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10 6 7 2 伏 阻法 图10 6 8 实验典例精析 2011年长沙市一中月考 用如图10 6 9所示电路测一节干电池的电动势E和内电阻r 所给的器材有 A 电压表V 0 3V和0 15V两个量程B 电流表A 0 0 6A和0 3AC 滑动变阻器R1 最大电阻为20 D 滑动变阻器R2 最大电阻为100 E 开关S和导线若干 1 电流表应选用 量程 电压表应选用 量程 滑动变阻器应选 选填 R1 或 R2 2 如图10 6 10所示U I图上是根据实验测得的7组数据标出的点 请你画出图线 并由图线求出E V r 图10 6 9 解析 1 因为电源的电动势接近1 5V 则电压表应该选择0 3V量程 电池的内阻一般为几欧 则电流表应该选择0 0 6A量程 同时为了方便调节 滑动变阻器应该选择阻值较小的 故选R1 2 将实验过程中描出的点用直线连接起来 连接时要使尽量多的点在直线上 不在直线上的点尽量分布在直线的两侧 由得到的直线可知 电源电动势为1 5V 在直线上取一点 代入E U Ir 可以求出电源的内阻为0 5 图10 6 10 答案 1 0 0 6A0 3VR1 2 图线如图10 6 11所示1 50 5 图10 6 11 2010年高考江苏卷 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10 6 12所示的实物电路 图10 6 12 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