《2020版高考物理人教版（山东专用）一轮复习课件：第八章 实验十 测定电源的电动势和内阻 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考物理人教版（山东专用）一轮复习课件：第八章 实验十 测定电源的电动势和内阻 .pdf（38页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、实验十 测定电源的电动势和内阻实验十 测定电源的电动势和内阻 实验基础实验基础 命题研析命题研析 实验基础实验基础 落实基础落实基础提炼精髓提炼精髓 注意事项注意事项 1.1.电池选取电池选取: :应选用内阻较大的电池应选用内阻较大的电池. . 2.2.实验操作实验操作: :实验中不宜将电流调得过大实验中不宜将电流调得过大, ,电表读数要快电表读数要快, ,每次读完数后立即断每次读完数后立即断 开开关开开关. . 3.3.数据要求数据要求: :要测出不少于要测出不少于6 6组的组的(I,U)(I,U)数据数据, ,且变化范围要大些且变化范围要大些. . 4.4.描点画图描点画图: :画画U-I
2、U-I图线时图线时, ,应使图线通过尽可能多的点应使图线通过尽可能多的点, ,并使不在直线上的点并使不在直线上的点 均匀分布在直线的两侧均匀分布在直线的两侧, ,个别偏离直线太远的点可舍去个别偏离直线太远的点可舍去. . 5.5.纵轴标度的确定纵轴标度的确定: :画画U-IU-I图线时图线时, ,纵轴的刻度可以不从零开始纵轴的刻度可以不从零开始, ,而是依据测得而是依据测得 的数据从某一恰当值开始的数据从某一恰当值开始( (横坐标横坐标I I必须从零开始必须从零开始).).但这时图线和横轴的交点但这时图线和横轴的交点 不再是短路电流不再是短路电流, ,而图线与纵轴的截距仍为电源电动势而图线与纵
3、轴的截距仍为电源电动势, ,图线斜率的绝对值仍图线斜率的绝对值仍 为内阻为内阻. . 误差分析误差分析 1.1.偶然误差偶然误差 (1)(1)由于电表读数不准引起误差由于电表读数不准引起误差. . (2)(2)用图像法求用图像法求E E和和r r时时, ,由于作图不准确造成的误差由于作图不准确造成的误差. . (3)(3)测量过程中通电时间过长或电流过大测量过程中通电时间过长或电流过大, ,都会引起都会引起E,rE,r变化变化. . 2.2.系统误差系统误差 (1)(1)若采用若采用( (甲甲) )图图, ,其其U-IU-I图像如图像如( (乙乙) )图所示图所示. .由于电压表的分流作用造成
4、误差由于电压表的分流作用造成误差. . (2)(2)若采用若采用( (丙丙) )图图, ,其其U-IU-I图像如图像如( (丁丁) )图所示图所示. . 由于电流表的分压作用造成误差由于电流表的分压作用造成误差. . 命题研析命题研析 突破常规突破常规注重创新注重创新 命题点一 常规实验命题点一 常规实验 【典例典例1 1】 (2015 (2015江苏卷江苏卷,10),10)小明利用如图小明利用如图( (甲甲) )所示的实验装置测量一干电池所示的实验装置测量一干电池 的电动势和内阻的电动势和内阻. . (1)(1)图中电流表的示数为图中电流表的示数为 A. A. 解析解析: :(1)(1)电流
5、表所用量程为电流表所用量程为0 00.6 A,0.6 A,其分度值为其分度值为0.02 A,0.02 A,其示数为其示数为0.4 A+ 0.4 A+ 2 20.02 A=0.44 A.0.02 A=0.44 A. 答案答案: :(1)0.44(1)0.44 (2)(2)调节滑动变阻器调节滑动变阻器, ,电压表和电流表的示数记录如下电压表和电流表的示数记录如下: : U(V)U(V)1.451.451.361.361.271.271.161.161.061.06 I(A)I(A)0.120.120.200.200.280.280.360.360.440.44 请根据表中的数据请根据表中的数据,
6、,在图在图( (乙乙) )中作出中作出U-IU-I图线图线. . 由图线求得由图线求得: :电动势电动势E=E= V;V;内阻内阻r=r= . . 答案答案: :(2)U(2)U- -I I图线见解析 图线见解析 1.60(1.581.60(1.581.621.62都算对都算对) ) 1.2(1.181.2(1.181.261.26 都算对都算对) ) (3)(3)实验时实验时, ,小明进行了多次测量小明进行了多次测量, ,花费了较长时间花费了较长时间, ,测量期间一直保持电路闭测量期间一直保持电路闭 合合. .其实其实, ,从实验误差考虑从实验误差考虑, ,这样的操作不妥这样的操作不妥, ,
7、因为因为 . . 解析解析: :(3)(3)干电池长时间使用后干电池长时间使用后, ,电动势和内阻会发生变化电动势和内阻会发生变化, ,导致实验误差导致实验误差 增大增大. . 答案答案: :(3)(3)见解析见解析 反思总结反思总结 电流表的读数方法及图像处理电流表的读数方法及图像处理 (1)(1)由于电流表由于电流表0.6 A0.6 A量程的最小刻度是量程的最小刻度是0.02 A,0.02 A,故不用估读到最小刻度的故不用估读到最小刻度的 下一位下一位. . 题组训练题组训练 1.1.实验小组要测量一个电池组的电动势实验小组要测量一个电池组的电动势E E和内阻和内阻r,r,并测量保护电阻的
8、阻值并测量保护电阻的阻值R Rx x. .已已 知电池组的电动势约为知电池组的电动势约为6 V,6 V,电池内阻和待测电阻阻值均约为几十欧电池内阻和待测电阻阻值均约为几十欧. .可选用的可选用的 实验器材有实验器材有: : 电流表电流表A A1 1( (量程量程0 030 mA)30 mA) 电流表电流表A A2 2( (量程量程0 0100 mA)100 mA) 电压表电压表V V1 1和和V V2 2( (量程均为量程均为0 06 V)6 V) 滑动变阻器滑动变阻器R R1 1( (阻值阻值0 05 )5 ) 滑动变阻器滑动变阻器R R2 2( (阻值阻值0 0300 )300 ) 开关开
9、关S S一个一个, ,导线若干导线若干 某同学设计的实验过程如下某同学设计的实验过程如下: : 实验电路图如图实验电路图如图( (甲甲) )所示所示, ,正确连接电路正确连接电路; ;将变阻器将变阻器R R接入电路的阻值调到最接入电路的阻值调到最 大大, ,闭合开关闭合开关S;S; 逐渐减小变阻器逐渐减小变阻器R R的阻值的阻值, ,测量并记录多组电压表和电流表的数据测量并记录多组电压表和电流表的数据U U1 1,U,U2 2,I.,I. 根据上面信息根据上面信息, ,回答下列问题回答下列问题: : (1)(1)实验中电流表应选用实验中电流表应选用 , ,滑动变阻器应选用滑动变阻器应选用 .
10、. 解析解析: :(1)(1)由题意可知由题意可知, ,电池组电动势约为电池组电动势约为6 V,6 V,而电阻约为几十欧姆而电阻约为几十欧姆, ,为了保证为了保证 实验的安全实验的安全, ,电流表应选择电流表应选择A A2 2; ;由电路图可知由电路图可知, ,滑动变阻器起调节电流的作用滑动变阻器起调节电流的作用, , 5 5 的电阻小于待测电阻较多的电阻小于待测电阻较多, ,故只能选择故只能选择R R2 2; ; 答案答案: :(1)A(1)A2 2 R R2 2 (2)(2)如图如图( (乙乙) )是根据步骤的测量数据作出的是根据步骤的测量数据作出的U U1 1- -I I图像图像, ,由
11、图像可知由图像可知, ,电源电动电源电动 势势E=E= V,V,电源内阻电源内阻r=r= (结果均保留两位有效数字结果均保留两位有效数字).). 答案答案: :(2)5.9(2)5.9 2525 (3)(3)用用U U1 1,U,U2 2,I,I表示待测保护电阻的阻值为表示待测保护电阻的阻值为R Rx x= = , ,考虑电表内阻对测量考虑电表内阻对测量 结果的影响结果的影响, ,实验中待测电阻的测量值与真实值相比实验中待测电阻的测量值与真实值相比 ( (选填选填 “偏小偏小”“”“偏大偏大”或或“相等相等”). ). 2.2.(2018(2018北京一零一学校月考北京一零一学校月考) )利用
12、如图利用如图( (甲甲) )所示的电路测定电源的电动势所示的电路测定电源的电动势 和内电阻和内电阻. . (1)(1)若闭合开关若闭合开关S S1 1, ,将单刀双掷开关将单刀双掷开关S S2 2掷向掷向a,a,改变电阻箱改变电阻箱R R的阻值得到一系列的阻值得到一系列 电压表的读数电压表的读数U.U.由于未考虑电压表分流由于未考虑电压表分流, ,导致电动势的测量值与真实值相导致电动势的测量值与真实值相 比比 , ,内阻的测量值与真实值相比内阻的测量值与真实值相比 .(.(以上两空选填以上两空选填“偏偏 大大”“”“相等相等”或或“偏小偏小”) ) 答案答案: :(1)(1)偏小 偏小偏小 偏
13、小 (2)(2)若断开若断开S S1 1, ,将单刀双掷开关将单刀双掷开关S S2 2掷向掷向b,b,改变电阻箱改变电阻箱R R的阻值得到一系列电流表的阻值得到一系列电流表 的读数的读数I.I.由于未考虑电流表分压由于未考虑电流表分压, ,导致电动势的测量值与真实值相比导致电动势的测量值与真实值相比_ , ,内阻的测量值与真实值相比内阻的测量值与真实值相比 .(.(以上两空选填以上两空选填“偏偏 大大”“”“相等相等”或或“偏小偏小”) ”) 答案答案: :(2)(2)相等 偏大相等 偏大 (3)(3)某同学分别按照以上两种方式完成实验操作某同学分别按照以上两种方式完成实验操作, ,利用图像法
14、处理数据利用图像法处理数据, ,分别分别 得到如下两个图像得到如下两个图像, ,如图如图( (乙乙) )中的和所示中的和所示, ,纵轴截距分别是纵轴截距分别是b b1 1,b,b2 2, ,斜率分斜率分 别为别为k k1 1,k,k2 2. .综合两条图线的数据信息可以避免由于电压表分流和电流表分压综合两条图线的数据信息可以避免由于电压表分流和电流表分压 带来的系统误差带来的系统误差, ,则电源的电动势则电源的电动势E=E= , ,内阻内阻r=r= . . 命题点二 创新实验命题点二 创新实验 (2)(2)实验得到的部分数据如下表所示实验得到的部分数据如下表所示, ,其中电阻其中电阻R=3.0
15、 R=3.0 时电流表的示数如时电流表的示数如 图图(b)(b)所示所示, ,读出数据读出数据, ,完成下表完成下表. .答答: : , , . . R/R/1.01.02.02.03.03.04.04.05.05.06.06.07.07.0 I/AI/A0.1430.1430.1250.1250.1000.1000.0910.0910.0840.0840.0770.077 I I-1 -1/A /A-1 -1 6.996.998.008.0010.010.011.011.011.911.913.013.0 解析解析: :(2)(2)电流表每小格表示电流表每小格表示4 mA,4 mA,因此电流
16、表读数是因此电流表读数是0.110 A,0.110 A,倒数是倒数是 9.09 A9.09 A-1 -1. . 答案答案: :(2)0.110(2)0.110 9.099.09 (3)(3)在图在图(c)(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图, ,根据图线求得斜率根据图线求得斜率 k=k= A A-1 -1 -1 -1, ,截距 截距b=b= A A-1 -1. . 解析解析: :(3)(3)根据给出的点根据给出的点, ,画出一条直线画出一条直线, ,如图所示如图所示, ,得出斜率得出斜率k=1.0 Ak=1.0 A-1 -1 -1 -1, , 截距截距
17、b=6.0 Ab=6.0 A-1 -1. . 答案答案: :(3)1.0(3)1.0 6.06.0 (4)(4)根据图线求得电源电动势根据图线求得电源电动势E=E= V,V,内阻内阻r=r= . 答案答案: :(4)3.0(4)3.0 1.01.0 【创新创新/ /改进点分析改进点分析】 1.1.实验器材的改进实验器材的改进: :利用内阻已知的电流表和电阻箱测电源的电动势和利用内阻已知的电流表和电阻箱测电源的电动势和 内阻内阻. . 题组训练题组训练 1.1.(2018(2018江苏南京模拟江苏南京模拟) )某研究性学习小组欲测量一节干电池的电动势和内阻某研究性学习小组欲测量一节干电池的电动势
18、和内阻. . (1)(1)该小组成员先直接用多用电表粗测该电池电动势该小组成员先直接用多用电表粗测该电池电动势, ,用用2.5 V2.5 V量程读数如图量程读数如图 ( (甲甲) )所示所示, ,则该电动势的读数为则该电动势的读数为 V;V;测量时多用电表的红表笔应该与电测量时多用电表的红表笔应该与电 池的池的 ( (选填选填“正正”或或“负负”) )极相连极相连. . 解析解析: :(1)(1)在题图在题图( (甲甲) )中可读出该电动势为中可读出该电动势为1.50 V;1.50 V;测量时多用电表的红表测量时多用电表的红表 笔应该与电池的正极相连笔应该与电池的正极相连. . 答案答案: :
19、(1)1.50(1)1.50 正 正 (2)(2)接着小组成员按如图接着小组成员按如图( (乙乙) )原理图测量电源电动势原理图测量电源电动势E E和内阻和内阻r.Rr.R0 0=2.5 =2.5 为为 定值保护电阻定值保护电阻, ,电压表内阻较大电压表内阻较大, ,单位长度电阻单位长度电阻r r0 0=0.20 /cm=0.20 /cm的电阻丝的电阻丝acac上标上标 有长度刻度有长度刻度. . (3)(3)请根据原理图连接图请根据原理图连接图( (丙丙) )中的实物图中的实物图. . 解析解析: :(3)(3)电路接线如图电路接线如图. . 答案答案: :(3)(3)图见解析图见解析 (4
20、)(4)闭合开关闭合开关S,S,记录记录abab的长度的长度L L和电压表和电压表V V的示数的示数U;U;滑动滑动b b点改变点改变abab的长度的长度L,L,测测 得得6 6组组L L和和U U值值, ,并算出对应的值并算出对应的值. .写出写出U U与与L,E,r,RL,E,r,R0 0,r,r0 0的关系式的关系式 = = . . 1 U (5)(5)图图( (丁丁) )中的中的“”是已标出的实验数据所表示的点是已标出的实验数据所表示的点, ,根据图线算出电源电动根据图线算出电源电动 势势E=E= V,V,内阻内阻r=r= .(.(计算结果保留到小数点后两位计算结果保留到小数点后两位)
21、 ) 答案答案: : (5)1.50(1.43 (5)1.50(1.431.541.54均可均可) ) 0.50(0.350.50(0.350.650.65均可均可) ) 2.2.某同学利用图某同学利用图( (甲甲) )所示电路所示电路, ,探究了电源在不同负载下的输出功率探究了电源在不同负载下的输出功率. . (1)(1)所得实验数据如下表所得实验数据如下表, ,请在给出的直角坐标系上画出请在给出的直角坐标系上画出U-IU-I图像图像. . U/VU/V1.961.961.861.861.801.801.841.841.641.641.561.56 I/AI/A0.050.050.150.1
22、50.250.250.350.350.450.450.550.55 解析解析: :(1)(1)如图所示如图所示. . 答案答案: :(1)(1)见解析见解析 (2)(2)根据所画根据所画U U- -I I图像图像, ,可求得电流可求得电流I=0.20 AI=0.20 A时电源的输出功率为时电源的输出功率为 W.W. ( (保留两位有效数字保留两位有效数字) ) 解析解析: :(2)(2)由图像知由图像知I=0.20 AI=0.20 A时时,U=1.85 V,U=1.85 V,电源的输出功率电源的输出功率P P出 出=IU=0.37 W. =IU=0.37 W. 答案答案: :(2)0.37(2
23、)0.37(或或0.36)0.36) (3)(3)实验完成后实验完成后, ,该同学对实验方案进行了反思该同学对实验方案进行了反思, ,认为按图认为按图( (甲甲) )电路进行实电路进行实 验操作的过程中存在安全隐患验操作的过程中存在安全隐患, ,并对电路重新设计并对电路重新设计. .在图在图( (乙乙) )所示的电路中所示的电路中, , 你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率, ,又能消除安全隐患的是又能消除安全隐患的是 .(R.(Rx x阻值未知阻值未知) ) 解析解析: :(3)a(3)a图中图中, ,当当R Rx x太小时太小时, ,易使电流过大易使电流过大, ,烧坏电表和电源烧坏电表和电源. . d d图中图中, ,不能测出电源输出功率不能测出电源输出功率, ,故选故选b,c.b,c. 答案答案: :(3)bc(3)bc