高考物理新一轮总复习（基础深化+典例透析+高分在握）实验九 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 第七章恒定电流 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 实验电路 如图所示 2 实验原理 闭合电路的欧姆定律 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 实验步骤1 电流表用0 6a量程 电压表用3v量程 按图连接好电路 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 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 法二 以路端电压u为纵轴 干路电流i为横轴建立u i坐标系 在坐标平面内描出各组 u i 值所对应的点 然后尽量多地通过这些点作一条直线 不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧 如图2所示 则 1 图线与纵轴交点为e 2 图线与横轴交点为i短 e r 3 图线的斜率表示r u i 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 本实验采用的如图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3所示 显然 e r的测量值都比真实值偏小 r测r真 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 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 如图乙所示 并且把坐标的比例放大 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 而图线与纵轴的截距仍为电动势 要在直线上任取两个相距较远的点 用r u i 计算出电池的内阻r 拓展创新测量电源电动势和内阻的其他方法1 安 阻法用一个电流表和电阻箱测量 电路如图 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 考点一对基本方法的考察 2013 高考浙江卷 采用如图所示的电路 测定电池的电动势和内阻 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 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 1 由电路图可知为伏安法测电池电动势和内阻的实验 因此还需要电压表 应选a 2 作图如下 由u e ir可知图线的斜率为内阻 即r 0 75 0 10 3 由第5次所测数据r ra u i 1 00 0 62 0 62 得ra 0 62 0 4 0 22 答案 1 a 2 见解析 3 0 22 考点一对基本方法的考察 1 2012 高考福建卷 某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势e 1 先直接用多用电表测定该电池电动势 在操作无误的情况下 多用电表表盘示数如下图 其示数为 v 2 然后 用电压表 v 电阻箱r 定值电阻r0 开关s 若干导线和该电池组成电路 测定该电池电动势 根据电路图 用笔画线代替导线 将实物图连接成完整电路 考点一对基本方法的考察 闭合开关s 调整电阻箱阻值r 读出电压表 v相应示数u 该学习小组测出大量数据 分析筛选出下表所示的r u数据 并计算出相应的1 r与1 u的值 请用表中数据在坐标纸上描点 并作出1 u 1 r图线 从图线中可求得e v 考点一对基本方法的考察 1 选择中间标尺 10v量程最小刻度为0 2v 因此示数为47 0 5v 9 4v 2 依电路图连接实物图如图所示 据表格数据描点所作图象如图所示 答案 1 9 4 2 实物连线见解析 图线见解析 10 0 9 5 11 1均可 考点一对基本方法的考察 考点二创新性实验 2013 高考福建卷 硅光电池在无光照时不产生电能 可视为一电子元件 某实验小组设计如图甲电路 给硅光电池加反向电压 硅光电池负极接高电势点 正极接低电势点 探究其在无光照时的反向伏安特性 图中电压表v1量程选用3v 内阻为6 0k 电压表v2量程选用15v 内阻约为30k r0为保护电阻 直流电源电动势e约为12v 内阻不计 1 根据图甲 用笔画线代替导线 将图乙连接成完整电路 考点二创新性实验 2 用遮光罩罩住硅光电池 闭合开关s 调节变阻器r 读出电压表v1 v2的示数u1 u2 某次测量时 电压表v1示数如图丙 则u1 v 可算出通过硅光电池的反向电流大小为 ma 保留两位小数 该小组测出大量数据 筛选出下表所示的9组 u1 u2数据 算出相应的硅光电池两端反向电压ux和通过的反向电流ix 表中 表示反向 并在坐标纸上建立ix ux坐标系 标出了与表中前5组ux ix数据对应的5个坐标点 请你标出余下的4个坐标点 并绘出ix ux图线 1 见答案 2 v1选用的是3v量程 则刻度盘的最小分度为0 1v 按 十分之一 估读法应估读到0 01v 故读得结果为1 40v 因v1与硅光电池串联 故通过硅光电池的反向电流与通过v1的电流相同 i u1 rv1 1 40v 6 0k 0 23ma 图见答案 因ix ux图线为一条曲线 故ix与ux成非线性关系 答案 1 连线如图 2 1 400 23 描点绘出ix ux图线如图 非线性 考点二创新性实验 2 2014 中山模拟 小明要测定一电源的电动势e和内电阻r 实验器材有 一只dis电流传感器 可视为理想电流表 测得的电流用i表示 一只电阻箱 阻值用r表示 一只开关和导线若干 该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据 考点二创新性实验 1 小明设计该实验的原理表达式是 用e r i r表示 2 小明在闭合开关之前 应先将电阻箱阻值调至 选填 最小值 最大值 或 任意值 在实验过程中 将电阻箱