北京专用2019版高考物理一轮复习第十章恒定电流第5讲实验测定电源的电动势和内阻课件.ppt

1、第5讲实验：测定电源的电动势和内阻,知识梳理?实验原理,数据处理,实验步骤,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1.5 V、内电阻大约为1.0 )B.电压表V(015 V)C.电流表A(00.6 A、内阻0.1 )D.电流表G(满偏电流3 mA、内阻Rg=10 )E.滑动变阻器R1(010 、10 A)F.滑动变阻器R2(0100 、1 A)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R1(填“R1”或“R2”);,(2)请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)如图所

2、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=1.47 V,内电阻r=0.82 。,答案(1)R1(2)电路图如图所示?(3)1.47(1.461.48均对)0.82(0.800.86均对),解析(1)从实验操作方便和安全角度出发,滑动变阻器选小阻值,大电流的R1;(2)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串联当作电压表,被测量电源的内电阻很小,电流表相对电源用外接法;(3)延长图线,图线与纵轴的截距为1.47 mA,此时I2=0,则电源电动势E=1.47 mA(R3+Rg)=1.47 V,

3、图线与横轴交点坐标为(0.57 A,1.0 mA),则有E=0.1 mA(Rg+R3)=(0.57 A+1.0 mA)r,电源内电阻r=0.82 。,深化拓展,考点一利用电流表和电压表测电源的电动势和内阻,考点二一电表一电阻箱法测电源的电动势和内阻,实验电路:原理:U1=E-I1rU2=E-I2r所以测量值E=?r=?使用条件:如果电源内阻 r?RV,则用甲电路;如果电源内阻r?RA或RA已,深化拓展考点一利用电流表和电压表测电源的电动势和内阻,知,则用乙电路。,1-1(2014北京理综,21,18分)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。(1)应该选择的实验

4、电路是图1中的甲(选填“甲”或“乙”)。,图1,(2)现有电流表(00.6 A)、开关和导线若干,以及以下器材:A.电压表(015 V)B.电压表(03 V)C.滑动变阻器(050 )D.滑动变阻器(0500 ),实验中电压表应选用B;滑动变阻器应选用C。(选填相应器材前的字母)(3)某位同学记录的6组数据如表所示,其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。,图2,(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=1.50V,内电阻r,=0.83。(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。图3的各示意

5、图中正确反映P-U关系的是C。,图3,答案(1)甲(2)BC(3)如图所示?(4)1.50(1.491.51)0.83(0.810.85)(5)C,解析(1)干电池内电阻较小,远小于电压表内阻,选用甲电路时电源内电阻的测量值相对误差小。(2)一节干电池的电动势只有1.5 V左右,故电压表应选用量程较小的B,干电池的内电阻一般只有零点几欧或几欧,为调节方便,滑动变阻器应选用总阻值与之相差较小的C。(3)作图过程略,图见答案。(4)由U=E-Ir知U-I图线在U轴上的截距表示E、斜率的绝对值表示r,由图线可得E=1.50 V,r=0.83 。(5)由P=IU=?U=?(UE-U2)可知,P-U图线

6、是一条开口向下的抛物线,故选C。,1-2用图甲所示电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的内电阻很小,除蓄电池、开关、导线外,可供使用的器材还有:A.电压表(量程03 V)B.电流表(量程00.6 A)C.电流表(量程03 A)D.定值电阻R0(阻值3 ,额定功率4 W)E.滑动变阻器R(阻值范围05 ,额定电流为2 A)(1)电流表应选B;(选填器材前的字母序号)(2)根据实验数据作出U-I图像,如图乙所示,蓄电池的电动势E=2.0V,内电阻r=0.75。,答案(1)B(2)2.00.75,解析(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻最小,即取0时,电路中有最大电流Imax?=? A0.67

7、A,0.67 A不到电流表C满偏电流的 ?,则用C测量时读数误差较大,0.67 A和电流表B的最大测量值接近,故选B。(2)根据电路图,由闭合电路欧姆定律可知:U=E-I(r+R0),I=0时,U=E,即纵截距表示蓄电池的电动势,U-I图线的斜率为-(r+R0),由图线可知斜率k的绝对值约为 ? =3.75 ,r=3.75 -R0=0.75 。,考点二一电表一电阻箱法测电源的电动势和内阻,验室提供的器材如下:电压表、电阻箱(阻值范围 0999.9 )、开关、导线若干。请根据图1甲所示的电路图,在图1乙中画出连线,将器材连接成实验电路。,2-12017北京海淀一模,21(2)研究性学习小组的同学

8、们用如图1甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r。实,图1某同学开始做实验,先把电阻箱阻值调到最大,再接通开关,然后逐次改变电阻箱接入电路的阻值R,读取与R对应的电压表的示数U,并将相,应的数据转化为坐标点描绘在U-?图中。请将图1丙、丁中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图2所示的坐标系中(用“+”表示),并画出U-?图线;根据图2中由实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值E=2.93V,内电阻测量值r=1.34。(保留3位有效数字),图2实验测量都存在误差,关于本实验的误差,下列说法中正确的是AC(填选项前的字母)。A.由于读数所引起的误差属于偶然

9、误差,B.利用图像法处理本实验数据可以减小系统误差C.由于电压表内阻引起的误差属于系统误差D.电压表的内阻越大,其引起的误差越大不同小组的同学分别用不同的电池组(均由同一规格的两节干电池串联而成)完成了上述的实验后,发现不同电池组的电动势基本相同,只是内电阻差异较大。同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究,对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系,以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了如图3所示的P-R和P-U图像。若已知甲电池组的内电阻较大,则下列各图中可能正确的是BC(选填选项的字母)。,图3,答案如图所示?如图所示,2.93(2.853.00)1.34(1.251.40)ACBC,解析电阻箱读数为6.0 ,电压表读数为2.40 V。由图线与纵轴交点坐标可求电动势,由图线斜率可求内电阻。利用图像法处理实验数据可减小偶然误差;电压表的内阻越大,其引起的误差越小。I=?,P=I2R=?=?,则当R=r时Pmax=?,B对。E=U+Ir,则P=UI=U?=?,可知C对。,