人教版選修31 2.10測量電源電動勢和內(nèi)阻 教案.docVIP

適用學(xué) 高中物理適用年級高二適用區(qū)域人教版區(qū)域課時時長（分鐘）2課時知識點測量電源電動勢和內(nèi)阻教案教學(xué)目標(biāo)1. 了解并掌握測定電池的電動勢和內(nèi)阻的原理和實驗方法。2. 學(xué)習(xí)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。教學(xué)重點掌握實驗原理和方法，學(xué)會處理實驗數(shù)據(jù)。教學(xué)難點用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。教學(xué)過程一、導(dǎo)入基礎(chǔ)知識回顧教材中測定電源電動勢和內(nèi)阻的實驗究其原理實質(zhì)是伏安法測電阻的延續(xù)和縱向引深,即對電阻的測量，就是用各種方法尋找電壓u和電流 i 。具體到本實驗中根據(jù)串并聯(lián)電路的原理再結(jié)合兩個歐姆定律列出兩個關(guān)于e、r的二元一次方程組，這是最基本的原理。從這一基本原理出發(fā)，當(dāng)所給測量儀器不同時，如一電壓表一電流表一滑動變阻器、兩阻(定值電阻)一表(電壓表或電流表)、一箱(電阻箱)一表(電壓表或電流表)、兩表(電壓表或電流表)等，實際應(yīng)用中還會出現(xiàn)多種不同的方法，本節(jié)課對其基本問題分別予以歸類剖析。二、知識講解（一）考點解讀一、實驗?zāi)康?知道伏安法測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗原理，進(jìn)一步理解電源路端電壓隨電流變化的關(guān)系。2學(xué)會根據(jù)圖像合理外推進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法。3嘗試進(jìn)行電源電動勢和內(nèi)電阻測量誤差的分析，了解測量中減小誤差的辦法。二、實驗原理實驗電路如圖所示，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，改變r的阻值，測出兩組u、i的值，根據(jù)閉合電路歐姆定律可列出兩個方程：eu1i1r和eu2i2r，聯(lián)立可解出e、r的值。三、實驗器材待測電池一節(jié)，電流表(0 0.6 a)、電壓表(0 3 v)各一塊，滑動變阻器一只，開關(guān)一只，導(dǎo)線若干。四、實驗步驟1確定電流表、電壓表的量程，按圖連接好電路，并將滑動變阻器的滑片移到使接入電路的阻值為最大值的一端。2閉合開關(guān)s，接通電路，將滑動變阻器的滑片由一端向另一端移動，從電流表有明顯讀數(shù)開始，記錄一組電流表、電壓表讀數(shù)。3同樣的方法，依次記錄多組u、i值。4斷開開關(guān)s，拆除電路。5以u為縱軸，i為橫軸，將記錄的電壓、電流標(biāo)在坐標(biāo)圖上，過這些點作一條直線，根據(jù)縱軸截距求出電動勢，根據(jù)斜率大小求出內(nèi)電阻。五、數(shù)據(jù)處理為減小測量誤差，本實驗常選用以下兩種數(shù)據(jù)處理方法：1公式法利用依次記錄的多組數(shù)據(jù)(一般6組)，分別記錄如表所示：實驗序號123456i/ai1i2i3i4i5i6u外/vu1u2u3u4u5u6分別將1、4組，2、5組，3、6組聯(lián)立方程組解出e1、r1，e2、r2，e3、r3，求出它們的平均值e，r作為測量結(jié)果。2圖像法把測出的多組u、i 值，在ui 圖中描點畫圖像，使ui 圖像的直線經(jīng)過大多數(shù)坐標(biāo)點或使各坐標(biāo)點大致分布在直線的兩側(cè)，如圖所示，由ueir 可知：(1)縱軸截距等于電源的電動勢e，橫軸截距等于外電路短路時的電流im。(2)圖線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻r。六、誤差分析1偶然誤差主要 于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作ui 圖像時描點不準(zhǔn)確。2系統(tǒng)誤差由于電壓表分流iv，使電流表示數(shù)i小于電池的輸出電流i真。i真iiv，而iv，u越大，iv越大，它們的關(guān)系可用圖表示。實測的圖線為ab，經(jīng)過iv修正后的圖線為ab，可看出ab的斜率絕對值和在縱軸上的截距都小于ab，即實測的e和r都小于真實值。七、注意事項1為使電池的路端電壓有明顯變化，應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻較大的電壓表。2實驗中不能將電流調(diào)得過大，且讀數(shù)要快，讀完后立即切斷電源，防止干電池大電流放電時內(nèi)阻r的明顯變化。3.若干電池的路端電壓變化不很明顯，作圖像時，縱軸單位可取得小一些，且縱軸起點可不從零開始。如圖所示，此時圖線與縱軸交點仍為電池的電動勢e，但圖線與橫軸交點不再是短路電流，內(nèi)阻要在直線上取較遠(yuǎn)的兩點用r求出。4為了提高測量的精確度，在實驗中i、u的變化范圍要大一些，計算e、r時，u1和u2、i1和i2的差值要大一些。八、它案設(shè)計1用電流表和電阻箱測e、r(又叫安阻法)如圖所示，由eirir可知，如果能得到i、r的兩組數(shù)據(jù)，也可以得到關(guān)于e和r的兩個方程，于是能夠從中解出e和r。這樣，用電流表、電阻箱也可以測定電源的電動勢和內(nèi)阻。2用電壓表和電阻箱測e、r(又叫伏阻法)如圖所示，由eur可知，如果能得到u、r的兩組數(shù)據(jù)，同樣能通過解方程組求出e和r。這樣，除了以上兩個方法外，還可以用電壓表、電阻箱來測定電源的電動勢和內(nèi)阻?？键c1 測量電源電動勢和內(nèi)阻在閉合電路中，由閉合電路的歐姆定律可得電源的電動勢e、內(nèi)阻r、路端電壓u、電流i存在關(guān)系為， e、r在電路中不隨外電阻r的變化而改變.測定電源的電動勢和內(nèi)阻可用三種方法:方法一:測量原理圖如圖所示，采用改變外電阻，可測得一系列i和u的值（至少6組），然后再在u-i圖象中描點作圖，所得直線與縱軸的交點即為電動勢e，圖線斜率的絕對值為內(nèi)阻r，這種方法叫伏安法，用電流表和電壓表.方法二:由變形，改變電路的電阻r，測出一系列的i和r值，作出圖象.圖象在r軸上的截距即為電源的內(nèi)阻的負(fù)值，直線的斜率即電源的電動勢e.此方法叫安阻法，用電流表和電阻箱.方法三:由及可得，或，改變電路的外電阻r，測出一系列的u值，作出圖象.圖象在軸上的截距的倒數(shù)即為電源電動勢，直線的斜率與在軸上的截距的倒數(shù)的乘積即為電源的內(nèi)阻.此方法叫伏阻法，用電壓表和電阻箱.三 、例題精析例題1【題干】為了測出電源的電動勢和內(nèi)阻，除待測電源和開關(guān)、導(dǎo)線以外，配合下列哪組儀器，不能達(dá)到實驗?zāi)康?)a一個電流表和一個電阻箱b一個電壓表、一個電流表和一個滑動變阻器c一個電壓表和一個電阻箱d一個電流表和一個滑動變阻器【答案】d【解析】根據(jù)ei(rr)，由電流表測出電流，用電阻箱讀出外電阻的阻值，可以求出e、r，a正確；根據(jù)euir，由電流表測出電流，由電壓表測出電壓，可以求出e、r，b正確；根據(jù)eu，由電壓表測出電壓，用電阻箱讀出外電阻的阻值，可以求出e、r，c正確；因為滑動變阻器不能讀出電阻的數(shù)值，所以只有一個電流表和一個滑動變阻器，測不出電動勢和內(nèi)阻，d錯誤?！军c睛】 重點考查測量電源電動勢和內(nèi)阻的方法和實驗方法所對應(yīng)的實驗器材。例題2【題干】(多選)某學(xué)生用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內(nèi)阻時，所用滑動變阻器的阻值范圍為0 20 ，連接電路的實物圖如圖所示。關(guān)于該學(xué)生接線的說法正確的是()a滑動變阻器不起變阻作用b電流表接線有誤c電壓表量程選用不當(dāng) d電壓表接線不妥【答案】ad【解析】移動變阻器觸頭時，不會改變接入電路的電阻大小，變阻器不起變阻作用，a正確；電流表只允許電流從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出，而且應(yīng)該選擇0 0.6 a量程，圖中電流表接線正確，所以b錯誤；圖中電源為兩節(jié)干電池，電動勢為3 v，所以電壓表量程應(yīng)選用0 3 v，所以c錯誤；圖中開關(guān)不能控制電壓表，且電流從負(fù)接線柱流入，從正接線柱流出，所以電壓表的接線不妥，d正確?！军c睛】根據(jù)電源正確選擇電壓表，根據(jù)電源和用電器正確選擇電流表。例題3【題干】 下列給出多種用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)阻的數(shù)據(jù)，處理方法既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的是()a測出兩組i、u的數(shù)據(jù)，代入方程組eu1i1r和eu2i2r，求出e和rb多測幾組i、u的數(shù)據(jù)，求出幾組e、r，最后分別求出其平均值c測出多組i、u的數(shù)據(jù)，畫出ui圖像，再根據(jù)圖像求出e、rd多測幾組i、u的數(shù)據(jù)，分別求出i和u的平均值，用電壓表測出斷路時的路端電壓即為電動勢e，再用閉合電路歐姆定律求出電池內(nèi)阻r【答案】c【解析】a中只測量兩組數(shù)據(jù)求出e、r，偶然誤差較大；b中計算e、r平均值雖然能減小誤差，但太繁瑣；d中分別求出i、u的平均值再求解的方法是錯誤的?！军c睛】在測量電源電動勢和內(nèi)阻時，圖像法是最直觀的能夠減小偶然誤差。例題4【題干】(多選)用如圖甲所示的電路來測量電池電動勢和內(nèi)電阻，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了如圖所示的ui圖線，由圖乙可知()a電池電動勢的測量值是1.40 vb電池內(nèi)阻的測量值是3.50 c外電路發(fā)生短路時的電流為0.40 ad電壓表的示數(shù)為1.20 v時電流表的示數(shù)i0.20 a【答案】ad【解析】圖像與縱坐標(biāo)的交點為電池的電動勢e1.40 v；電池的內(nèi)阻r 1 ；根據(jù)euir，代入數(shù)據(jù)得i a0.20 a，故a、d正確?！军c睛】掌握圖像個交點的物理意義。四 、課堂運用基礎(chǔ)1、【題干】(1)如圖甲所示為螺旋測微器測量一金屬零件直徑時的示數(shù)，則該金屬零件的直徑為 cm。(2)有一游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游標(biāo)上有20個小的等分刻度。用它測量一工件的長度，如圖乙所示。圖示的讀數(shù)是 cm?！敬鸢浮?1)0.5700(2)5.015【解析】(1)螺旋測微器的固定刻度為5.5 mm，可動刻度為20.00.01 mm0.200 mm，所以最終讀數(shù)為5.5 mm0.200mm5.700 mm0.5700 cm。(2)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為50mm，游標(biāo)尺上第3個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為30.05 mm0.15 mm，所以最終讀數(shù)為：50 mm0.15 mm50.15 mm5.015 cm。2.【題干】用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動勢約4.5 v，內(nèi)電阻約1 )的電動勢和內(nèi)電阻，除待測電池組、電鍵、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：a電流表：量程0.6 a，內(nèi)電阻約1 b電流表：量程3 a，內(nèi)電阻約0.2 c電壓表：量程3 v，內(nèi)電阻約30 kd電壓表：量程6 v，內(nèi)電阻約60 ke滑動變阻器：0 1 000 ，額定電流0.5 af滑動變阻器：0 20 ，額定電流2 a(1)為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用 ，電壓表應(yīng)選用 ，滑動變阻器應(yīng)選用 (均填儀器的字母代號)。(2)圖為正確選擇儀器后，連好的部分電路。為了使測量誤差盡可能小，還需在電路中用導(dǎo)線將 和 相連、 和 相連、 和 相連(均填儀器上接線柱的字母代號)。(3)實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是不再使用電流表，剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器，重新連接電路，仍能完成實驗。實驗中讀出幾組電阻箱的阻值r和對應(yīng)電壓表的示數(shù)u。用圖像法處理采集到的數(shù)據(jù)，為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖像是一條直線，則可以 為縱坐標(biāo)，以 為橫坐標(biāo)?！敬鸢浮?1)adf (2)adcgfh (3)(橫縱坐標(biāo)互換亦可)【解析】(1)為了使測量更準(zhǔn)確，電流表選量程為0.6 a的電流表a，電池組的電動勢約4.5 v，故電壓表選d，為了便于調(diào)節(jié)滑動變阻器應(yīng)選f。(2)為了使測量誤差盡可能小，測量電源電動勢和內(nèi)電阻的原理圖如圖甲所示，因此將a、d相連，c、g相連，f、h相連。(3)用電阻箱和電壓表測量電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗原理圖如圖乙所示，根據(jù)閉合電路歐姆定律，得eur所以，因此可作出 圖像處理數(shù)據(jù)。3.【題干】某研究性學(xué)習(xí)小組利用圖所示的電路測量某電池的電動勢e和內(nèi)阻r。由于電池的內(nèi)阻很小，因此在電路中接入了一個阻值為2.0 的定值電阻r0，閉合開關(guān)s，調(diào)節(jié)電阻箱r的阻值，讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)，得到了如下數(shù)據(jù)：電阻箱讀數(shù)r/40.0020.0012.008.006.005.00電壓表示數(shù)u/v1.891.781.661.571.431.35(1)為了比較準(zhǔn)確地得出實驗結(jié)論，該小組的同學(xué)準(zhǔn)備用圖像來處理實驗數(shù)據(jù)。圖像的縱坐標(biāo)表示電壓表讀數(shù)u，則圖像的橫坐標(biāo)表示的物理量應(yīng)該是 。(2)計算出與該組數(shù)據(jù)對應(yīng)的物理量并填在表格中。(3)在圖所示的圖像中作圖，利用圖像得出e v，r 。【答案】(1)電壓u與電阻r的比值(或電流i)(2)表格中數(shù)據(jù)如下：電阻箱讀數(shù)r/40.0020.0012.008.006.005.00電壓表示數(shù)u/v1.891.781.661.571.431.35/a0.0470.0890.1380.1960.2380.270(3)圖像見解析2.00.4【解析】(1)由閉合電路歐姆定律可得eu(r0r)，所以有ue(r0r)；顯然，若用作為圖像的橫坐標(biāo)，可得一次函數(shù)，則圖像是直線，圖像與縱軸的交點表示電池的電動勢，圖像斜率的絕對值表示r0r。(2)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，找出電壓表示數(shù)u與所對應(yīng)電阻的阻值r，由歐姆定律i可求出相應(yīng)的電流。(3)根據(jù)(2)中所得數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)的點，然后根據(jù)坐標(biāo)系中的點作直線，作出電源的路端電壓與電流關(guān)系圖像如圖所示；由圖像可知，電源電動勢e2.0 v；由于圖像斜率絕對值等于電源內(nèi)阻與定值電阻阻值之和，得krr02.4 ，得電池的內(nèi)阻rkr02.4 2.0 0.4 。鞏固1、【題干】現(xiàn)有一特殊電池，它的電動勢e約為9 v，內(nèi)阻r約為40 ，已知該電池允許輸出的最大電流為50 ma。為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實驗，圖中電流表的內(nèi)阻ra為5 ，r為電阻箱，阻值范圍0 999.9 ，r0為定值電阻，對電路起保護(hù)作用。(1)實驗室備有的定值電阻r0有以下幾種規(guī)格，本實驗選用哪一種規(guī)格的定值電阻最好()a10 b50 c150 d500 (2)該同學(xué)接入符合要求的r0后，閉合開關(guān)s，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電流表的示數(shù)，記錄多組數(shù)據(jù)，作出了圖乙所示的圖線，則根據(jù)該同學(xué)作出的圖線可求得該電池的電動勢e v，內(nèi)阻r ?！敬鸢浮?1)c(2)1045【解析】(1)把電阻箱的阻值調(diào)為零，則電路中的電流最大imax，代入數(shù)據(jù)得r0135 對比備選選項，c符合要求。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律i得(r0rrar)(r0r5r)在圖線上取兩個點，讀出兩組、(rr0)數(shù)據(jù)，代入方程解得e10 v，r45 。2.【題干】實驗室中準(zhǔn)備了下列器材：a待測干電池(電動勢約為1.5 v，內(nèi)阻約為1.0 )b電流表a1(滿偏電流1.5 ma，內(nèi)阻為10 )c電流表a2(量程0 0.60 a，內(nèi)阻約為0.10 )d電壓表v(量程0 15 v，內(nèi)阻約為10 k)e滑動變阻器r1(0 20 ，2 a)f滑動變阻器r2(0 100 ，1 a)g電阻箱r3：最大阻值為999.9 ，允許通過的最大電流是0.6 ah開關(guān)一個，導(dǎo)線若干(1)若要將電流表a1改裝成量程為1.5 v的電壓表，需給該電流表串聯(lián)一個 的電阻。(2)為了測量電池的電動勢和內(nèi)阻，小明按圖(a)設(shè)計好了測量的電路圖，在圖(a)中，甲是 ，乙是 。(填器材前面的序號)(3)為了能較為準(zhǔn)確地進(jìn)行測量和操作方便，圖(a)所示的測量電路中，滑動變阻器應(yīng)選 (填器材前面的序號)。(4)圖(b)為小明根據(jù)圖(a)的測量電路測得的實驗數(shù)據(jù)作出的i1i2圖線(i1為電表乙的示數(shù)，i2為電表甲的示數(shù))，由該圖線可得：被測干電池的電動勢e v，內(nèi)阻r 。(保留兩位小數(shù))【答案】(1)990(2)cb(3)e(4)1.470.76【解析】(1)電流表的內(nèi)阻為10 ；滿偏電壓為um1.510310 v1.5102 v；若改裝成1.5 v的電壓表，則應(yīng)串聯(lián)的電阻為：r 990 ；(2)根據(jù)題意可知，乙為電流表b與電阻箱結(jié)合作為電壓表使用，甲為電流表c，作為電流表使用；(3)因內(nèi)阻較小，故滑動變阻器略大于內(nèi)阻即可，故滑動變阻器選擇e；(4)由閉合電路歐姆定律可得：i1(r3ra)ei2r變形得：i1i2；由數(shù)學(xué)知識可得：圖像中的k；b；由圖可知，b1.46；k1030.75103；故解得：e1.46 v(1.46 1.48)，r0.75 (0.75 0.78)。3.【題干】根據(jù)閉合電路歐姆定律，用圖甲所示的電路可以測定電池的電動勢和內(nèi)電阻。圖中r0是定值電阻，通過改變r的阻值，測出r0兩端的對應(yīng)電壓u12，對所得的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，就可以實現(xiàn)測量目的。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在r坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點，如圖乙所示。已知r0150 ，請完成以下數(shù)據(jù)分析和處理。(1)圖乙中電阻為 的數(shù)據(jù)點應(yīng)剔除；(2)在圖乙上畫出r關(guān)系圖線；(3)圖線的斜率是 (v11)，由此可得電池電動勢ex v?！敬鸢浮?1)80(2)如圖所示(3)0.004 441.50【解析】(1)根據(jù)畫圖描點原則應(yīng)舍掉電阻為80 的點。(2)連線時應(yīng)該用平滑曲線擬合，使線過盡可能多的點，不在線上的數(shù)據(jù)點均勻分布在線的兩側(cè)。拔高(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律得exu12(rrx)，所以，由圖可知斜率0.004 44，即ex1.50 v。1、【題干】要用伏安法測量一個定值電阻的電阻值，備選的器材規(guī)格如下：a待測電阻rx(大約100 )b直流毫安表a1(量程0 0.6 a，內(nèi)阻約為0.5 )c直流毫安表a2(量程0 40 ma，內(nèi)阻約為40 )d直流電壓表v1(量程0 3 v，內(nèi)阻約為5 k)e直流電壓表v2(量程0 15 v，內(nèi)阻約為15 k)f直流電源(輸出電壓4 v，內(nèi)阻不計)g滑動變阻器r(阻值范圍0 50 ，允許最大電流1 a)h開關(guān)一個、導(dǎo)線若干(1)要使測量精度盡量高，在備選的器材中，直流毫安表應(yīng)選 ，直流電壓表應(yīng)選 。(填器材前面的序號)(2)在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖(要求電壓和電流的變化范圍盡可能大一些)。【答案】(1)cd(2)見解析【解析】(1)因電源為4 v，若用v2則讀數(shù)誤差大，用電壓表d即可。因電阻值約為100 。故電流的最大值約為：i a0.03 a30 ma，故電流表應(yīng)選c。(2)因 100 ，故為小電阻用電流表外接法；因滑動變阻器為小電阻確定為分壓式接法。故電路圖如圖所示。2、【題干】如圖所示為一簡單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿偏電流ig300 a，內(nèi)阻rg100 ，可變電阻的最大阻值為10 k，電池的電動勢e1.5 v，內(nèi)阻r0.5 ，圖中與接線柱a相連的表筆顏色應(yīng)是 色，按正確使用方法測量電阻rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則rx k。若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小、內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，按正確使用方法再測上述rx，其測量結(jié)果與原結(jié)果相比較 (填“變大”“變小”或“不變”)?！敬鸢浮考t5變大【解析】歐姆表是電流表改裝的，必須滿足電流的方向“”進(jìn)“”出，即回路中電流從標(biāo)有“”標(biāo)志的紅表筆進(jìn)去，所以與a相連的表筆顏色是紅色；當(dāng)兩表筆短接(即rx0)時，電流表應(yīng)調(diào)至滿偏電流ig，設(shè)此時歐姆表的內(nèi)阻為r內(nèi)，此時有關(guān)系ig得r內(nèi)5 k；當(dāng)指針指在刻度盤的正中央時i，有，代入數(shù)據(jù)可得rxr內(nèi)5 k；當(dāng)電池電動勢變小、內(nèi)阻變大時，歐姆表得重新調(diào)零，由于滿偏電流ig不變，由公式ig，歐姆表內(nèi)阻r內(nèi)得調(diào)小，待測電阻的測量值是通過電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來的，由i，可知當(dāng)r內(nèi)變小時，i變小，指針跟原來的位置相比偏左了，歐姆表的示數(shù)變大了。3、【題干】為測量一電源的電動勢及內(nèi)阻：(1)在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為9 v的電壓表。a量程為1 v、內(nèi)阻大約為1 k的電壓表v1b量程為2 v、內(nèi)阻大約為2 k的電壓表v2c量程為3 v、內(nèi)阻大約為3 k的電壓表v3選擇電壓表 串聯(lián) k的電阻可以改裝成量程為9 v的電壓表。(2)利用一個電阻箱、一個開關(guān)、若干導(dǎo)線和改裝好的電壓表(此表用符號、 或與一個電阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓表)，在虛線框內(nèi)畫出測量電源電動勢及內(nèi)阻的實驗原理電路圖。(3)根據(jù)以上實驗原理電路圖進(jìn)行實驗，讀出電壓表示數(shù)為1.50 v時，電阻箱的阻值為15.0 ；電壓表示數(shù)為2.00 v 時，電阻箱的阻值為40.0 ，則電源的電動勢e v，內(nèi)阻r ?！敬鸢浮?1)v3或c6(2)見解析(3)7.510【解析】根據(jù)電壓表改裝原理，為使讀數(shù)方便，需要選擇電壓表c串聯(lián)一個6 k的電阻改裝成量程為9 v的電壓表，讀數(shù)只需乘以3即可。電壓表示數(shù)為1.50 v時，路端電壓為u14.50 v，電阻箱阻值為r215.0 ；電壓表示數(shù)為2.00 v時，路端電壓為u26.00 v，電阻箱的阻值為r240.0 ，由閉合電路歐姆定律eu聯(lián)立方程解得e7.5 v，r10 。課堂小結(jié)今天這節(jié)課我們學(xué)了測量電源電動勢和內(nèi)阻的知識，要重點理解測量電源電動勢和內(nèi)阻的應(yīng)用。同時通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)也為我們下一節(jié)課學(xué)習(xí)做了鋪墊。總結(jié)升華本節(jié)課首先復(fù)習(xí)了內(nèi)接法和外接法的知識，這是學(xué)好本實驗的關(guān)鍵。然后對于實驗的基礎(chǔ)知識做了講解。重點介紹了測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方法，包括：伏安法（法）、通過對這個實驗的學(xué)習(xí)，使同學(xué)們鞏固和提高用函數(shù)圖像法處理實驗數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)得出正確結(jié)論的實驗?zāi)芰W(xué)會舉一反三、觸類旁通課后作業(yè)基礎(chǔ)1、【題干】實際電流表有內(nèi)阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)。測量實際電流表g1內(nèi)阻r1的實驗中，可供選擇的儀器如下：待測電流表g1(0 5 ma，內(nèi)阻約300 )電流表g2(0 10 ma，內(nèi)阻約100 )定值電阻r1(300 )定值電阻r2(10 )滑動變阻器r3(0 1 000 )滑動變阻器r4(0 20 )干電池(1.5 v)電鍵s及導(dǎo)線若干。(1)定值電阻應(yīng)選 ，滑動變阻器應(yīng)選 。(在空格內(nèi)填寫序號)(2)用鉛筆畫出實驗電路圖，再連接線路圖乙。(3)補全實驗步驟：按電路圖連接電路， ；閉合電鍵s，移動滑動觸頭至某一位置，記錄g1，g2的讀數(shù)i1，i2； ；以i2為縱坐標(biāo)，i1為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線，如圖丙所示。(4)根據(jù)i2i1圖線的斜率k及定值電阻，寫出待測電流表內(nèi)阻的表達(dá)式 ?！敬鸢浮?1)(2)實驗電路圖、實驗連接圖見解析(3)將滑動觸頭移至最左端多次移動滑動觸頭，記錄相應(yīng)的g1、g2的讀數(shù)i1、i2(4)r1(k1)r【解析】(1)根據(jù)電路連接特點，g2為定值電阻和電流表g1的總電流，若定值電阻選10 ，則易使流過g2的總電流超過其滿偏值，故選 300 。(2)由題意可知，本實驗滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，電流表g2應(yīng)采用外接法；原理圖如圖甲所示；實物圖如圖乙所示。(3)根據(jù)實驗原理可知，補充實驗步驟如下：將滑動觸頭移至最左端多次移動滑動觸頭，記錄相應(yīng)的g1、g2的讀數(shù)i1、i2。(4)根據(jù)歐姆定律：i1r1(i2i1)r1解得：i2i1即k，所以r1(k1)r1。2.【題干】通過實驗描繪一個“2 v1 w”小燈泡的ui曲線，可供選擇的儀器有：a量程0 0.6 a，內(nèi)阻約0.2 的電流表b量程0 100 ma，內(nèi)阻約5 的電流表c量程0 3 v，內(nèi)阻10 k的電壓表d量程0 15 v，內(nèi)阻50 k的電壓表e最大阻值為20 ，額定電流為1 a的滑動變阻器f最大阻值為1 k，額定電流為0.1 a的滑動變阻器g蓄電池4 v、導(dǎo)線、開關(guān)等(1)為了調(diào)節(jié)方便、測量準(zhǔn)確，實驗中應(yīng)選用電流表a，電壓表c，那么滑動變阻器應(yīng)該選 (填器材的序號)；(2)若該同學(xué)已正確選用器材，并連接好部分實驗電路，如圖甲，請在圖甲中完成其余的電路連接，要求小燈泡兩端的電壓能在0 2 v范圍內(nèi)連續(xù)變化，且盡可能減小實驗誤差；(3)該同學(xué)在正確完成實驗后得到圖乙所示的小燈泡ui特性曲線，將此小燈泡接在電動勢為1.5 v，內(nèi)阻為3.0 的電源上，小燈泡的實際功率是 w?！敬鸢浮?1)e(2)見解析(3)0.18【解析】(1)為了調(diào)節(jié)方便、測量準(zhǔn)確，實驗中應(yīng)選用電流表a，電壓表c，滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法，應(yīng)選阻值小的變阻器，故應(yīng)選e。(2)小燈泡兩端的電壓能從0開始連續(xù)變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，燈泡正常發(fā)光時的電阻r4 ，電壓表內(nèi)阻為10 k，燈泡電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)選擇外接法，實驗電路圖如圖所示。(3)將此小燈泡接在電動勢為1.5 v，內(nèi)阻為3.0 的電源上，在圖乙所示坐標(biāo)系內(nèi)作出等效電源的ui圖像，圖像如圖所示，由圖示可知，燈泡兩端實際電壓u0.6 v，電流i0.3 a，燈泡實際功率pui0.60.3 w0.18 w。3、【題干】某同學(xué)在進(jìn)行擴(kuò)大電流表量程的實驗時，需要知道電流表的滿偏電流和內(nèi)阻，他設(shè)計了一個用標(biāo)準(zhǔn)電流表g1來校對待測電流表g2的滿偏電流和測定g2內(nèi)阻的電路，如圖所示，已知g1的量程略大于g2的量程，圖中r1為滑動變阻器，r2為電阻箱，該同學(xué)順利完成了這個實驗。(1)實驗過程包含以下步驟，其合理的順序依次為 (填步驟的字母代號)。a合上開關(guān)s2；b分別將r1和r2的阻值調(diào)至最大；c記下r2的最終讀數(shù)；d反復(fù)調(diào)節(jié)r1和r2的阻值，使g1的示數(shù)仍為i1，使g2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半，此時r2的最終讀數(shù)為r；e合上開關(guān)s1；f調(diào)節(jié)r1使g2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，記下此時g1的示數(shù)i1。(2)僅從實驗設(shè)計原理上看，用上述方法得到的g2內(nèi)阻的測量值與真實值相比 (選填“偏大”“偏小”或“相等”)。(3)若要將g2的量程擴(kuò)大為i，并結(jié)合前述實驗過程中測量的結(jié)果，寫出需在g2上并聯(lián)的分流電阻rs的表達(dá)式，rs ?！敬鸢浮?1)befadc(2)相等(3)r【解析】(1)根據(jù)半偏法測電表內(nèi)阻的步驟可得正確順序為b、e、f、a、d、c。(2)由于g1測量干路電流，g2測量支路電流，通過r2的電流是兩表示數(shù)之差，然后根據(jù)并聯(lián)電路中電流與電阻成反比準(zhǔn)確計算。答案“相等”。(3)擴(kuò)大電流表的量程需要并聯(lián)一個電阻，由上述實驗步驟可知其滿偏電流為i1，則有ri1(ii1)rs，則rsr。鞏固1、【題干】某同學(xué)將一直流電源的總功率pe、輸出功率pr和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率pr隨電流i變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系內(nèi)，如圖所示，根據(jù)圖線可知下列說法正確的是()a. 反映pr變化的圖線是bb. 電源電動勢約為8 vc. 當(dāng)外電阻約為2 時，輸出功率最大d. 當(dāng)電流為0.5 a時，外電路的電阻約為6 【答案】cd【解析】電源內(nèi)部的發(fā)熱功率pr=i2r，pr-i圖象是拋物線，而且是增函數(shù)，則反映pr變化的圖線是c，故a錯誤；直流電源的總功率pe=ei，p-i圖象的斜率等于電動勢e，則有： ，故b錯誤；圖中i=2a時，電源內(nèi)部的發(fā)熱功率pr與電源的總功率相等，則有pr=i2r，得到，故c正確；當(dāng)電流為0.5a時，根據(jù)閉合電路歐姆定律得： ，解得： ，故d錯誤。所以cd正確，ab錯誤。2、【題干】某同學(xué)準(zhǔn)備利用下列器材測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻a待測干電池兩節(jié)，每節(jié)電池電動勢約為1.5 v，內(nèi)阻約幾歐姆b直流電壓表v1、v2，量程均為3 v，內(nèi)阻約為3 kc定值電阻r0未知d滑動變阻器r，最大阻值rme導(dǎo)線和開關(guān)（1） 根據(jù)如圖甲所示的實物連接圖，在圖乙方框中畫出相應(yīng)的電路圖 圖丙圖甲 圖乙（2）實驗之前，需要利用該電路圖測出定值電阻r0，方法是先把滑動變阻器r調(diào)到最大阻值rm，再閉合開關(guān)，電壓表v1和v2的讀數(shù)分別為u10、u20，則r0= （用u10、u20、rm表示）（3）實驗中移動滑動變阻器觸頭，讀出電壓表v1和v2的多組數(shù)據(jù)u1、u2，描繪出u1u2圖象如圖丙所示，圖中直線斜率為k，與橫軸的截距為a ，則兩節(jié)干電池的總電動勢e ，總內(nèi)阻r （用k、a、r0表示）【答案】（1）如圖；（2）（3）；【解析】（1）由實物圖可知電路的連接方式，得出的實物圖如圖所示；（2）由圖可知，v2測量r0與r兩端的電壓，v1測量r兩端的電壓，則r0兩端的電壓u20-u10；由歐姆定律可知，；（3）由閉合電路歐姆定律可知，變形得：則有：；，解得：；3、【題干】 為測定某舊干電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供了如下器材：a舊干電池2節(jié)（假設(shè)兩節(jié)電池完全一樣）b電壓表（視為理想電壓表，量程0 3 v）c電阻箱r（0 999.9）d定值電阻r0=10e多用電表f開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）同學(xué)甲直接使用多用電表的直流25v檔測量一節(jié)電池的電動勢，讀數(shù)如圖所示，則該同學(xué)測得的電動勢e= ，此測量值比舊干電池電動勢的真實值 （填偏大或者偏?。＃?）同學(xué)乙將兩節(jié)干電池串聯(lián)接入如圖所示的電路，規(guī)范操作得到如圖所示的圖像。該同學(xué)所描繪的圖像中，橫坐標(biāo)是 a1（r+r0） br c1r（3）按照（2）問中所選的橫坐標(biāo)，已知圖像的斜率為k，縱坐標(biāo)的截距為b，則一節(jié)干電池的電動勢e= ，內(nèi)阻r= （用k、b、r0表示）?！敬鸢浮浚?）1.45v，偏小 （2）b （3），【解析】（1）電壓表讀數(shù)為1.45v，這個過程中由于電壓表相當(dāng)于一個儀器，測量為路端電壓，小于電源電動勢，（2、3）根據(jù)閉合回路歐姆定律可得，變形可得，橫坐標(biāo)為r，根據(jù)題意可得，一節(jié)干電池電動勢為，內(nèi)阻為，聯(lián)立解得，拔高1、【題干】在“測定電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗中，實驗室僅提供下列實驗器材：a兩節(jié)舊干電池，每節(jié)電動勢約1.5vb直流電壓表vl、v2，量程均為0