测量电源电动势和内阻的常用方法复习课[上课教学]

1、测量电源电动势和内阻的常用方法测量电源电动势和内阻的常用方法 测量电源电动势和内阻测量电源电动势和内阻第二课时：第二课时： 高三物理一轮复习高三物理一轮复习 1上课材料 考纲要求考纲要求 高考回眸高考回眸 省市省市题号、考察侧重点题号、考察侧重点分值分值 测量电源电动势和内阻测量电源电动势和内阻 （实验、探究）（实验、探究） 1010年年 江苏江苏 第第1010题，实验注意事项、题，实验注意事项、 根据图像求物理量根据图像求物理量 8 8分分 1010年年 上海上海 第第2929题，根据图像求物题，根据图像求物 理量理量 6 6分分 1010年年 广东广东 第第3434题，实验步骤、误题，实验

2、步骤、误 差分析差分析 1212分分 2上课材料 利用电流表和电压表测定利用电流表和电压表测定E E、r r实验在高中实验在高中 电学实验中占有很重要的地位，此实验的电学实验中占有很重要的地位，此实验的 基本原理是闭合电路欧姆定律基本原理是闭合电路欧姆定律 ， 其变形式为：其变形式为： ， 对于不同的变形式，进行适当的转化，又对于不同的变形式，进行适当的转化，又 对应不同的求对应不同的求E E、r r的方法。的方法。 rR E I r R U EUIrEIRIrEU、 3上课材料 【例例1】 在在“用电流表和电压表测电池的电动势和内阻用电流表和电压表测电池的电动势和内阻”的实验中的实验中,提供

3、的器材有提供的器材有: A.干电池一节干电池一节 B.电流表电流表(量程量程0.6 A) C.电压表电压表(量程量程3 V) D.电键电键S和若干导线和若干导线 E.滑动变阻器滑动变阻器R1(最大阻值最大阻值20 ,允许最大电流允许最大电流1 A) F.滑动变阻器滑动变阻器R2(最大阻值最大阻值300 ,允许最大电流允许最大电流0.5 A) G.滑动变阻器滑动变阻器R3(最大阻值最大阻值1 000 ,允许最大电流允许最大电流0.1 A) 实验测得的数据标在下图所示的坐标中实验测得的数据标在下图所示的坐标中 (1)按如图按如图20甲所示电路测量干电池的电动势和内阻甲所示电路测量干电池的电动势和内

4、阻,滑动变阻器应选滑动变阻器应选 (填填 写前面的选项写前面的选项). E 方法一：用一只电压表、一只电流表测量（伏安法）方法一：用一只电压表、一只电流表测量（伏安法） 由实验数据可知，由实验数据可知， 实验中的电流可实验中的电流可 达到达到0.6A 分析：分析： 所以选择所以选择E E 4上课材料 (1) 为使测量尽可能精确为使测量尽可能精确,将如图乙所示的实物图连接成实验电路将如图乙所示的实物图连接成实验电路(已连接已连接 了部分线了部分线),要求变阻器的滑动触头滑至最右端时要求变阻器的滑动触头滑至最右端时,其使用电阻值最大其使用电阻值最大. 5上课材料 (2)实验步骤实验步骤: 按实验要

5、求连接好电路按实验要求连接好电路.闭合电键前把变阻器的滑动触头滑至一端闭合电键前把变阻器的滑动触头滑至一端,使使 接入电路的阻值接入电路的阻值 . 闭合电键闭合电键,调节滑动变阻器调节滑动变阻器,使电流表的指针有明显偏转使电流表的指针有明显偏转,读取读取 和和 的示数的示数.用同样方法测量多组数据用同样方法测量多组数据. 断开电键断开电键,整理好器材整理好器材. 数据处理数据处理. 最大最大 电流表电流表 电压表电压表 6上课材料 (3)(3)将实验测得的数据标在如图所示的坐标图中将实验测得的数据标在如图所示的坐标图中, , 请作出请作出U UI I图线图线, ,由此求得待测电池的电动势由此求

6、得待测电池的电动势E E= = V, V,内阻内阻r r= = .( .(结果保留三位有效结果保留三位有效 数字数字) ) 1.501.88 由闭合电路欧姆由闭合电路欧姆 定律定律U=E-IrU=E-Ir知，知， 在在U-IU-I图像中，图图像中，图 像与纵轴的截距像与纵轴的截距 表示表示E E，斜率的绝，斜率的绝 对值表示对值表示r r 分析：分析： 7上课材料 归纳总结：归纳总结： 1、实验器材的选择、实验器材的选择 2、实物图连接、实物图连接 3、实验步骤的考查、实验步骤的考查 4、通过处理、通过处理U-I图像求图像求E、r 5、有效数字的保留、有效数字的保留 用一只电压表、一只电流表测

7、量（伏安法）用一只电压表、一只电流表测量（伏安法） 8上课材料 如果在这个实验中没有给电压表或者电流表，如果在这个实验中没有给电压表或者电流表， 而是给了一只灵敏电流计、一个定值电阻而是给了一只灵敏电流计、一个定值电阻R R0， 那又如何来测量那又如何来测量E E和和r r? 9上课材料 【例例2 2】 某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻, ,实验室准实验室准 备了下列器材备了下列器材: : A.A.待测干电池待测干电池E E( (电动势约为电动势约为1.5 V1.5 V, ,内阻约为内阻约为1 1 ) ) B. B.电流表电流表G

8、(G(满偏电流满偏电流3.0 mA3.0 mA, ,内阻为内阻为100 100 ) ) C. C.电流表电流表A(A(量程量程0 00.6 A0.6 A, ,内阻约为内阻约为1 1 ) ) D. D.滑动变阻器滑动变阻器R R1 1(0(010 10 , ,额定电流为额定电流为2 A2 A) ) E. E.滑动变阻器滑动变阻器R R2 2(0(01 k1 k, ,额定电流为额定电流为1 A1 A) ) F. F.定值电阻定值电阻R R0 0( (阻值为阻值为900 900 ) ) G. G.开关一个开关一个, ,导线若干导线若干 方法二：一只灵敏电流计、一只电表、一个定值电阻方法二：一只灵敏电

9、流计、一只电表、一个定值电阻R0 (1)(1)为了能比较准确地进行测量为了能比较准确地进行测量, ,同时还要考虑操作的方便同时还要考虑操作的方便, ,实验中滑动变阻实验中滑动变阻 器应选器应选 . .D 10上课材料 (3)(3)根据电路图根据电路图, ,将实物图连接起来将实物图连接起来, ,组成完整的电路组成完整的电路 (2)根据题意在图中画出该实验所需要的电路图根据题意在图中画出该实验所需要的电路图. 11上课材料 (4)(4)如图所示如图所示, ,是某同学根据正确的实验得到的数据作出的图线是某同学根据正确的实验得到的数据作出的图线, ,其中其中, , 纵坐标纵坐标I I1 1为电流表为电

10、流表G G的示数的示数, ,横坐标横坐标I I2 2为电流表为电流表A A的示数的示数, ,由图可知由图可知, ,被被 测干电池的电动势为测干电池的电动势为 V,V,内电阻为内电阻为 (保留保留2 2位有效数字位有效数字) ) 1.4 0.67 2 00 1 I RR r RR E I gg ：由闭合电路欧姆定律得 结合I I1 -I2图像， 900100 104 . 1 3 E 截距： 90010006 . 0 100 . 14 . 1 3 r）（ 斜率的绝对值： 67. 0,4 . 1rVE所以： 分析：分析： 12上课材料 1 I 2 I 归纳总结：归纳总结： 当实验中只给一只电流表或电

11、压表、一只灵敏电流计、一个定值电阻当实验中只给一只电流表或电压表、一只灵敏电流计、一个定值电阻R0时，时， 应该把灵敏电流计和定值电阻应该把灵敏电流计和定值电阻R0改装成缺少的电压表或电流表，如图所示：改装成缺少的电压表或电流表，如图所示： 1 I 2 I 0 1 00 2 I RR r RR E I gg I R rRR EU g 0 0) ( U I 根据闭合电路欧姆定律写出表达式：根据闭合电路欧姆定律写出表达式： 画图：画图： 由斜率和截距求出由斜率和截距求出E E和和r r 13上课材料 有一电池有一电池, ,它的电动势它的电动势E E约为约为9 V,9 V,内阻内阻r r约约50 ,

12、50 ,允许输出的允许输出的 最大电流为最大电流为50 mA,50 mA,为了测定这个电池的电动势和内阻为了测定这个电池的电动势和内阻, ,实验室提供以下器实验室提供以下器 材材: : 器材器材符号符号规格规格 理想电压表理想电压表测量范围测量范围0 015 V15 V 电流表电流表测量范围测量范围0 01 mA1 mA, ,内阻内阻r r1 1=100 =100 电流表电流表测量范围测量范围0 00.6 A0.6 A，内阻，内阻r r2 2=0.01 =0.01 滑动变阻器滑动变阻器R R总电阻约总电阻约1 k1 k 定值电子阻定值电子阻R R0 0电阻电阻R R0 0=5 =5 开关（开关

13、（K K）一个，导线若干）一个，导线若干 （1）画出实验电路原理图）画出实验电路原理图.图中各元图中各元 件要用题目中给出的符号或字母标出件要用题目中给出的符号或字母标出. 14上课材料 (2)(2)根据两次实验数据可以求出根据两次实验数据可以求出E E= = r r= = ( (用已知量和测得量的符号表示用已知量和测得量的符号表示););式中各符号的意义是：式中各符号的意义是： 12 2112 II UIUI )( )( 1012 021 rRII RUU U U1、U U2是电压表两次的读数是电压表两次的读数,I I1、I I2是电流表两次的读数是电流表两次的读数 15上课材料 如果实验中

14、只给一只电流表、滑动变阻箱，如果实验中只给一只电流表、滑动变阻箱， 如何测量如何测量E E和和r r? 16上课材料 方法三：用一只电流表、滑动变阻箱测量（安阻法）方法三：用一只电流表、滑动变阻箱测量（安阻法） 电路如图：电路如图： 则由闭合电路欧姆定律得：则由闭合电路欧姆定律得：)( A RrRIE 适当转化后可得：适当转化后可得：)( A Rr I E R 则在则在 图像中，图像中， I R 1 与纵轴的截距表示与纵轴的截距表示 A Rr 斜率斜率k表示表示E E R I 1 17上课材料 方法三：用一只电流表、滑动变阻箱测量（安阻法）方法三：用一只电流表、滑动变阻箱测量（安阻法） 【例例

15、3】某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池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该同学想测量一下这个 电池的电动势电池的电动势E和内阻和内阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值最大阻值 为为999.9 ,可当标准电阻用可当标准电阻用)、一只电流表、一只电流表(量程量程I Ig g=0.6 A=0.6 A,内阻内阻r rg g=0.1 =0.1 )和若干和若干 导线导线. (1)请根据测定电动势请根据测定电动势E和内阻和内阻r的要求的要求, 设计图中器件的连接方式设计图中器件的连接方式,画线把它们连接起来画线把它们连

16、接起来. 18上课材料 方法三：用一只电流表、滑动变阻器测量（安阻法）方法三：用一只电流表、滑动变阻器测量（安阻法） (2)(2)在图上把描绘出的坐标点连成图线在图上把描绘出的坐标点连成图线得出这个电池的电动势得出这个电池的电动势E= V, 内阻内阻r= . 1.52 0.3 19上课材料 还有没有别的方案来测量还有没有别的方案来测量E和和r? 提示：提示： 如果用于测量的器材中只给一只电压表如果用于测量的器材中只给一只电压表 和滑动变阻箱，如何进行测量？和滑动变阻箱，如何进行测量？ 20上课材料 方法四：用一只电压表、滑动变阻箱测量（伏阻法）方法四：用一只电压表、滑动变阻箱测量（伏阻法） 例

17、题例题4（2010年江苏高考）在测量电源的电动势和内阻的实验年江苏高考）在测量电源的电动势和内阻的实验 中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同 学设计了如图所示的实物电路学设计了如图所示的实物电路 （1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到）实验时，应先将电阻箱的电阻调到_ _（选填（选填“最大值最大值”、 “最小值最小值”或或“任意值任意值”） 最大值最大值 21上课材料 （2）改变电阻箱的阻值）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值为，分别测出阻值为10欧姆的定值电阻两端的欧姆的定值电阻两端的 电压电压U，下列两组，下列两组R的取值

18、方案中，比较合理的方案是的取值方案中，比较合理的方案是 （选填（选填 “1”或或“2”）方案编号电阻箱的阻值）方案编号电阻箱的阻值 2 （3）根据实验数据描点，绘出的）根据实验数据描点，绘出的 图象是一条直线若直线的图象是一条直线若直线的 斜率为斜率为k，在，在 坐标轴上的截距为坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势，则该电源的电动势 E E= ，内阻，内阻r r= （用（用k k、b b和和R R0 0表示）表示） 1 R U 1 U 0 1 kR 0 R k b 22上课材料 方法五：用两只电压表（伏伏法）方法五：用两只电压表（伏伏法） 【例例5】在在“测定电源电动势和内阻测定电源电动势和内阻”的实验中的实验中,除待测电源除待测电源(E E、r r),足足 够的连接导线外够的连接导线外,实验室仅提供实验室仅提供:两只量程合适的电压表两只量程合适的电压表V1、V2及及V1的的 内