高考物理大一轮复习 实验10 测定电源的电动势和内阻课件 粤教版.ppt

实验十测定电源的电动势和内阻 注意事项1 可选用旧电池 为了使电路的路端电压变化明显 电池的内阻宜大些 可选用已使用过一段时间的1号干电池 2 电流不要过大 读数要快 干电池在大电流放电时 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 读电表要快 每次读完立即断电 3 计算法求e r 要测出不少于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 分别解出e r值再求平均值 图2 误差分析1 用图象法求e和r时作图不准确 2 由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差 本实验中测量结果是 e测 e真 r测 r真 热点一伏安法测电源电动势和内阻 例1 2016 四川理综 8 用如图3所示电路测量电源的电动势和内阻 实验器材 待测电源 电动势约3v 内阻约2 保护电阻r1 阻值10 和r2 阻值5 滑动变阻器r 电流表a 电压表v 开关s 导线若干 实验主要步骤 将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大 闭合开关 逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值 记下电压表的示数u和相应电流表的示数i 以u为纵坐标 i为横坐标 作u i图线 u i都用国际单位 求出u i图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a 图3 回答下列问题 1 电压表最好选用 电流表最好选用 a 电压表 0 3v 内阻约15k b 电压表 0 3v 内阻约3k c 电流表 0 200ma 内阻约2 d 电流表 0 30ma 内阻约2 2 滑动变阻器的滑片从左向右滑动 发现电压表示数增大 两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是 a 两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱b 两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱c 一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱 另一条导线接在电阻丝左端接线柱d 一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱 另一条导线接在电阻丝右端接线柱 3 选用k a r1和r2表示待测电源的电动势e和内阻r的表达式e r 代入数值可得e和r的测量值 答案 1 ac 2 c 3 kak r2 热点二测电源电动势的其他方法方法1安 阻法 1 实验原理 用一个电流表和电阻箱测量 电路如图所示 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 内阻偏大 若已知电流表a的阻值可消除测内阻的系统误差 2 图象法处理数据 例2 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 1 请根据测定电动势e和内电阻r的要求 设计图4甲中器材的连接方式 把它们连接起来 图4 3 在图5上把描绘出的坐标点连成图线 图5 4 根据图5描绘出的图线可得出这个电池的电动势e v 内阻r 解析 1 把各器件直接串联即可 3 图线是一条倾斜的直线 连线时不能连成折线 为减小偶然误差 个别偏离太远的点舍去 答案 1 2 3 见解析 4 1 52 1 46 1 54 0 3 0 25 0 35 2 图象法处理数据 例3 某同学用如图6所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势e和内阻r r为电阻箱 干电池的工作电流不宜超过0 5a 实验室提供的器材如下 电压表 量程0 3v 内阻约3k 电阻箱 阻值范围0 999 9 开关 导线若干 图6 1 请根据图6的电路图在图7中画出连线 将器材连接成实验电路 2 实验时 改变电阻箱r的值 记录电压表的示数u 得到若干组r u的数据 图7 图8 3 关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法 下列说法正确的是 a 电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差b 该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差c 本实验用图象法处理数据可以减小偶然误差d 如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差 答案 1 如下图所示 2 2 86 2 85 2 87均可 6 07 6 06 6 08均可 3 cd 1 2015 四川理综 8 2 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 设计如图9所示的电路图 正确连接电路 图9 图10 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 i为横轴 得到如图10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i的交点坐标为 i0 0 与纵轴u的交点坐标为 0 u0 回答下列问题 1 电流表应选用 滑动变阻器应选用 2 由图9的图线 得电源内阻r 3 用i0 u0和r表示待测电阻的关系式rx 代入数值可得rx 4 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 选填 相同 或 不同 解析 1 因为电源电动势约为6v 待测电阻以及电源的内阻都数十欧 估算出电流约为几百毫安 因此电流表选择a2 由于滑动变阻器为限流式 因此应选择较大的滑动变阻器 或者根据题图中 20ma 5 5v 来判断此时内阻分压约为0 5v 那么根据串联电路的电压关系 此时滑动变阻器和定值电阻阻值和为几百欧姆 因此选r2 2 电源内阻r k 25 4 由于电表为理想电表 因此待测电阻无论放在b c间或者a b间 总电阻没有变化 因此电流不变 在滑动变阻器变化范围相同的情况下 电流表示数变化范围相同 由于待测部分的电阻阻值变化 因此会影响待测部分的分压 因此电压表示数变化范围会不同 2 2014 全国卷 23 利用如图11所示电路 可以测量电源的电动势和内阻 所用的实验器材有 图11 甲 乙 图12 3 在图乙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图 根据图线求得斜率k a 1 1 截距b a 1 4 根据图线求得电源电动势e v 内阻r 3 某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻 考虑到水果电池组的内阻较大 为了提高实验的精确度 需要测量电压表的内阻 实验器材中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表 该同学便充分利用这块电压表 设计了如图13所示的实验电路 既能实现对该电压表的内阻的测量 又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量 他用到的实验器材有 待测水果电池组 电动势约4v 内阻约50 双向电压表 量程为2v 内阻约为2k 电阻箱 0 9999 滑动变阻器 0 200 一个单刀双掷开关及若干导线 图13 1 该同学按电路图连线后 首先测出了电压表的内阻 请完善测量电压表内阻的实验步骤 将r1的滑动触头滑至最左端 将s拨向1位置 将电阻箱阻值调为0 调节r1的滑动触头 使电压表示数达到满偏 保持不变 调节r2 使电压表的示数达到 读出电阻箱的阻值 记为r2 则电压表的内阻rv 2 若测得电压表内阻为2k 可分析此测量值应 选填 大于 等于 或 小于 真实值 3 接下来测量水果电池组的电动势和内阻 实验步骤如下 将开关s拨至 选填 1或 2 位置 将r1的滑动触片移到最端 不再移动 调节电阻箱的阻值 使电压表的示数达到一个合适值 记录下电压表的示数和电阻箱的阻值 重复步骤 记录多组电压表的示数及对应的电阻箱的阻值 图14 解析 1 由题图可知 当s拨向1位置 滑动变阻器r1在电路中为分压式接法 利用电压表的半偏法得 调节r1使电压表满偏 保持r1不变 r2与电压表串联 调节r2使电压表的示数达到半偏 或最大值的一半 则电压表的内阻