高考物理 核心要点突破系列 第14章第十一节《实验：测定电源电动势和内阻》课件 新人教版选修31.ppt

第十一节实验 测定电源电动势和内阻 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第十一节 课前自主学案 目标概览 目标概览 学习目标 1 掌握伏安法测电源的电动势和内阻的方法 2 能建立恰当坐标系处理实验数据 重点难点 1 电压表和电流表量程的选择 2 伏安法测电源电动势和内阻安培表内 外接法的选择 课前自主学案 一 实验目的用电流表和电压表测出电流和电压 再利用闭合电路的欧姆定律计算电源的电动势和内电阻 二 实验原理图14 11 1 图14 11 2为了减小偶然误差 可以多测出几组u i数据 求出几组e r值 最后分别算出它们的平均值 2 用图象来处理也可以根据测出的几组u i值 画出u i图象 如图14 11 2所示 与u轴的交点的纵坐标为电源的电动势 直线的斜率的绝对值为电源内阻 三 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 四 实验步骤1 确定电流表 电压表的量程 按图14 11 1所示电路把器材连接好 2 把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大 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 4 断开电键 整理好器材 5 数据处理 用原理中方法计算或从u i图中找出e r 五 数据处理1 公式法利用依次记录的多组数据 一般6组 分别记录如下表所示 2 图14 11 3图象法把测出的多组u i值 在u i图中描点画图象 使u i图象的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧 如图14 11 3所示 由u e ir可知 图线与纵轴截距等于电动势e 因此斜率的绝对值等于内阻r 根据图线纵截距和斜率找出e r 六 注意事项1 为使电池的路端电压有明显变化 应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表 2 实验中不能将电流调得过大 且读数要快 读完后立即切断电源 防止干电池大电流放电时内阻r的明显变化 3 用公式法求解时 要将测出的i u数据分组 第1 4为一组 第2 5为一组 第3 6为一组 分别解出e r值 再求平均值 4 画出u i图象 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予考虑 这样 就可使偶然误差得到部分抵消 从而提高精确度 核心要点突破 图14 11 4 2 应注意当电池内阻较小时 u的变化较小 图象中描出的点呈现如图14 11 5甲所示状态 下面大面积空间得不到利用 所描得的点及做出的图线误差较大 为此 可使纵轴不从零开始 如图乙所示 把纵坐标比例放大 可使结果误差小些 此时 图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势 但图线与横轴的交点不再代表短路状态 计算内阻要在直线上选取两个相距较远的点 由它们的坐标值计算出斜率的绝对值 即为内阻r 图14 11 5 二 两种实验电路的误差分析与选择图14 11 6 在图14 11 6甲中 由于电压表的分流 电流表的测量值偏小 而且u越大 电流表的测量值偏小越多 当u 0时 当电流表是理想的才能做到u 0 电压表不再分流 故这时电流表的测量值等于真实值 据此作出如图14 11 7所示的真实的和测量的u i图线 由图线不难看出 e r的测量值均小于真实值 图14 11 7图14 11 8 图14 11 6乙的电路图测e r 由于电流表的分压 电压表的测量值偏小 而且随着i越大 电压表的测量值偏小越多 当i 0时 当电压表是理想的才能做到 电流表不再分压 故这时电压表的测量值等于真实值 据此作出图14 11 8所示的真实的和测量的u i图线后 由图线不难看出 电动势e的测量值等于真实值 内阻r的测量值大于真实值 若电压表的内阻远大于电源内阻 电流表的内阻与电源内阻相差不大 因此电压表的内阻影响较小 电流表的内阻影响较大 故在实际中 优选图14 11 6甲所示的电路图 反之应选择图乙所示电路图 三 测量e r的其他方法图14 11 9 课堂互动讲练 为测量一电源的电动势及内阻 1 在下列三个电压表中选一个改装成量程为9v的电压表a 量程为1v 内阻大约为1k 的电压表v1b 量程为2v 内阻大约为2k 的电压表v2c 量程为3v 内阻为3k 的电压表v3选择电压表 串联 k 的电阻可以改装成量程为9v的电压表 2 利用一个电阻箱 一只开关 若干导线和改装好的电压表 此表用符号v1 v2或v3与一个电阻串联来表示 且可视为理想电压表 画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图 3 根据以上实验原理电路图进行实验 读出电压表示数为1 50v时 电阻箱的阻值为15 0 电压表示数为2 00v时 电阻箱的阻值为40 0 则电源的电动势e v 内阻r 答案 1 c6 2 如图14 11 11所示 3 7 510 0 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 实验原理如图14 11 12甲 图14 11 12 1 在图乙的实物图中 已正确连接了部分电路 请完成余下电路的连接 图14 11 13 2 请完成下列主要实验步骤 a 检查并调节电压表指针指零 调节电阻箱 示数如图14 11 13所示 读得电阻值是 b 将开关s1闭合 开关s2断开 电压表的示数是1 49v c 将开关s2 电压表的示数是1