高考物理一轮复习 实验9 测定电源的电动势和内阻课件.ppt

实验九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 故长时间放电不宜超过0 3a 短时间放电不宜超过0 5a 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 用图象法求e和r时作图不准确 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 典例1 2013 浙江卷 22 采用如图3所示的电路 测定电池的电动势和内阻 图3 1 除了选用照片中的部分器材外 填选项 a 还需要电压表b 还需要电流表c 还需要学生电源d 不再需要其他器材 图4 2 测量所得数据如下 用作图法求得电池的内阻r 3 根据第5次所测得的实验数据 求得电流表内阻ra 跟踪短训 1 2012 重庆卷 22 2 某中学生课外科技活动小组利用铜片 锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池 他们测量这种电池的电动势e和内阻r 并探究电极间距对e和r的影响 实验器材如图5所示 图5 测量e和r的实验方案为 调节滑动变阻器 改变电源两端的电压u和流过电源的电流i 依据公式 利用测量数据作出u i图象 得出e和r 将电压表视为理想表 要求避免电流表分压作用对测量结果的影响 请在图5中用笔画线代替导线连接电路 实验中依次减小铜片与锌片的间距 分别得到相应果汁电池的u i图象如图6中 a b c d 所示 由此可知 在该实验中 随电极间距的减小 电源电动势 填 增大 减小 或 不变 电源内阻 填 增大 减小 或 不变 曲线 c 对应的电源电动势e v 内阻r 当外电路总电阻为2500 时 该电源的输出功率p mw 均保留三位有效数字 图6 答案 u e ir 如图所示 不变增大0 9754780 268 热点二测定电源电动势和内阻的其他方法电源的电动势和内阻测量方法一般为伏安法 另外还有以下几种方法 1 安阻法 用一个电流表和电阻箱测量 电路如图7甲所示 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7 图8 3 图线的斜率是 v 1 1 由此可得电池电动势ex v 反思总结在利用作出的图象求解未知量时 应特别注意直线的斜率 截距 为了明确斜率 截距的意义 要先写出两个量的函数关系 然后从数学表达式中找到斜率 截距的意义 跟踪短训 2 某同学把较粗的铜丝和铁丝相隔较近插入苹果中 制成一个苹果电池 用如下器材研究苹果电池的电动势与内阻 开关 电阻箱 最大阻值为999 毫安表 量程ig 1ma 内阻忽略不计 导线若干 图11 图12 探究高考命题视角以本实验为背景 通过改变实验条件 实验仪器设置题目 不脱离教材而又不拘泥教材 体现开放性 探究性 设计性等特点 视角1实验方法 方案的选择根据题目所给仪器 确定实验方案 伏安法 安阻法 伏阻法等 视角2实验器材的灵活选用如 定值电阻可以作为保护电阻 定值电阻可以当电压表使用 定值电阻可以当电流表使用 电压表可以当小量程的电流表使用视角3图象法处理数据 并巧用数形结合得到实验所要测量的物理量 典例3 为了测定电源电动势e 内电阻r的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线 某同学设计了如图13甲所示的电路 闭合开关 调节电阻箱的阻值 同时记录电阻箱的阻值r 电压表v1的示数u1 电压表v2的示数u2 根据记录数据计算出流过电阻箱的电流i 分别描绘了a b两条u i图线 如图乙所示 请回答下列问题 图13 1 写出流过电阻箱的电流i的表达式 2 小灯泡两端电压随电流变化的图象是 选填 a 或 b 3 根据图乙可以求得电源的电动势e v 内电阻r 该电路中小灯泡消耗的最大功率为 w 2 小灯泡两端电压随电流的增大而增大 所以选图线b 图线a为电源路端电压随电路中电流变化的关系图线 3 图线a与纵轴的交点为电源的电动势3 0v 图线a的斜率的绝对值为电源的内阻r 2 0 图线a b的交点表示电阻箱的阻值为0 此时小灯泡消耗的功率最大 p ui 1 0w 探究跟踪 在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中 备有下列器材 a 干电池e 电动势约为1 5v 内电阻大约为1 0 b 电压表v 0 15v c 电流表a 0 0 6a 内阻0 1 d 电流表g 满偏电流3ma 内阻rg 10 e 滑动变阻器r1 0 10 10a f 滑动变阻器r2 0 100 1a g 定值电阻r3 990 h 开关 导线若干 1 为了方便且能较准确地进行测量 其中应选用的滑动变阻器是 填写 r1 或 r2 2 请在线框内画出你所设计的实验电路图 并在图中标上所选用器材的符号 3 如图14所示为某一同学根据他设计的实验 绘出的i1 i2图线 i1为电流表g的示数 i2为电流表a的示数 由图线可求得被测电池的电动势e v 内电阻r 图14 解析从实验操作方便和安全角度出发 滑动变阻器选小阻值 大额定电流的r1 所给器材中电压表量程过大 不能选用 需要把电流表g与r3串联 被测量电源的内阻很小 电流表相对电源用外接法 图象与纵轴