高考物理一轮复习 第8章 恒定电流 实验10 测定电源的电动势和内阻课件 新人教版.ppt

恒定电流,第八章,实验十测定电源的电动势和内阻,基础知识梳理,一、实验目的1掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法。2掌握用图象处理实验数据的方法。3掌握实物图连接的技巧。,二、实验原理如图甲所示，改变r的阻值，从电压表和电流表中读出几组i、u值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组e、r值，最后分别算出它们的平均值。此外还可以用图象法来处理数据，即在坐标纸上以i为横坐标，u为纵坐标，用测出的几组i、u值画出ui图象，图乙所得直线跟纵轴交点即为_的值，图象的斜率的绝对值即为_的值。,电动势,内阻r,三、实验器材电压表，电流表，滑动变阻器，干电池，电键，导线。四、实验步骤1选择好电流表、电压表量程，按图甲连接好电路。2把变阻器的滑动片移到一端，使接入电路的阻值最大。3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据(i1，u1)，用同样的方法测量几组i、u值。4断开电键时，整理器材。5处理数据，用公式法和图象法求出电动势和内阻的值。,五、注意事项1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)。2电池在大电流放电时极化现象较严重，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。读数要快，每次读完立即断电。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，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，分别求出e、r值再求平均值。4画ui图象时，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，个别偏离直线太远的点可舍去不考虑，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集中在上部，呈现下部分大面积空间得不到利用，为此，可使纵坐标不从零开始，如图所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小，此时图象与横轴交点不表示短路电流，仍可用r|u/i|计算出电池的内阻r。,六、误差分析1偶然误差(1)由读数不准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)测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起e、r变化。,2系统误差由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差。(1)如图甲所示，在理论上eu(ivia)r，其中电压表示数u是准确的电源两端电压。而实验中忽略了通过电压表的电流iv而形成误差，而且电压表示数越大，iv越大。,(2)若采用如图甲所示的电路，ia为电源电流真实值，理论上有euuaiar，其中ua不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，ua越大，当电流为零时，ua0，电压为准确值，等于e。,七、其他方案设计以上测量方法一般称为伏安法，测电源的电动势和内阻还有以下几种方法：1安阻法用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，测量原理为：ei1(r1r)，ei2(r2r)，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。,核心考点突破,例1,教材原型实验,考点一,(2)闭合开关s前，应先将实物图中的滑动变阻器的滑片移到最_(填“左”或“右”)端，电路中定值电阻r0的作用是_。(3)闭合开关s，调节滑动变阻器的滑片，测出多组电流表和电压表的值，作出的ui图象如图丙所示，则电池的电动势e_v，电池的内阻r_。(4)本实验由于存在系统误差，使得电动势的测量值比真实值_(填“大”或“小”)，电池内阻的测量值比真实值_(填“大”或“小”)。,左,保护电路,3.8,0.5,小,小,答案：(1)如图甲所示,(4)将保护电阻等效到电池的内阻，电压表所测电压为路端电压，题图甲中电流表采用内接法，故电流表所测电流偏小，作出ui图线的测量图线和实际图线，虚线表示实际图线，如图乙所示。从图线可看出，电动势和内阻的测量值均小于真实值。,类题演练1,(1)请你解答下列问题：图乙所示电阻箱的读数为_，图丙所示的电压表示数为_v，由此可算出定值电阻r1的阻值为_。(结果保留三位有效数字),20.0,2.80,5.45,2.86,0.264,例2,实验拓展创新,考点二,(1)器材：毫安表的内阻为150，满偏电流为3ma；r1和r2为定值电阻，r1850。若使用a和b两个接线柱，电压表量程为15v，则定值电阻r2_；电流表a(量程0.6a，内阻约0.2)；两个滑动变阻器，最大阻值分别为10和800，应选最大阻值为_的滑动变阻器。(2)实验步骤：按照原理图连接电路；开关s2拨向c，将滑动变阻器r的滑片移动到最左端，闭合开关s1；多次调节滑动变阻器的滑片，记下相应的电流表的示数i1和毫安表的示数i2。,4000,10,(3)数据处理：利用实验测得的数据作出图乙所示的i2i1图象；由图象得干电池的电动势e_v，内阻r_。(计算结果均保留两位小数)(4)小牛同学认为，可以在作图象的时候以i2为纵轴，(i1i2)为横轴，这样可以从理论上消除由于电压表分流带来的系统误差。请你从实际测量的角度评价一下这样做有无实际意义(已知电流表a的刻度盘上最小一格是0.02a)。答案：(4)见解析,1.47(1.461.48),0.85(0.810.87),(4)改装后的电压表内阻为1000，流过电压表的电流i2i1，故考虑总电流时可忽略i2；且由于电流表刻度盘上最小一格是0.02a，所以10ma数量级为估读值，1ma数量级对于电流表没有意义，而毫安表本身的读数在1ma左右，所以计算(i2i1)没有必要，从有效数字的角度来讲这样做没有意义。,类题演练2,b,1,(3)排除故障后，闭合开