2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)十 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課件

1、實(shí)驗(yàn)十測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 第八章 恒定電流 內(nèi)容索引 過好雙基關(guān) 命題點(diǎn)一 教材原型實(shí)驗(yàn) 命題點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新 1 過好雙基關(guān) 1.實(shí)驗(yàn)原理 閉合電路歐姆定律. 基本實(shí)驗(yàn)要求基本實(shí)驗(yàn)要求 2.實(shí)驗(yàn)器材 電池、電壓表、電流表、 、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺. 3.基本操作 (1)電流表用 A的量程，電壓表用 V的量程，按圖連接好電路. (2)把滑動(dòng)變阻器的滑片移到使阻值最 的一端. (3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1， U1).用同樣的方法再測(cè)量幾組I、U值，填入表格中. (4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材. 滑動(dòng)變阻器 0.63 大 1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求E

2、、r的處理方法 (1)列方程求解：由UEIr得解得E、r. U1EI1r U2EI2r (2)用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖所示. 圖線與縱軸交點(diǎn)為 ； 圖線與橫軸交點(diǎn)為I短 ； 圖線的斜率表示r . E 規(guī)律方法總結(jié)規(guī)律方法總結(jié) 2.注意事項(xiàng) (1)為了使路端電壓變化明顯，可使用內(nèi)阻較 的舊電池. (2)電流不要過大，應(yīng)小于0.5 A，讀數(shù)要快. (3)要測(cè)出不少于6組的(I，U)數(shù)據(jù)，變化范圍要大些. (4)若UI圖線縱軸刻度不從零開始，則圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電 流，內(nèi)阻應(yīng)根據(jù)r 確定. (5)電流表要內(nèi)接(因?yàn)閞很小). 3.誤差來源 (1)偶然誤差：用圖象法求E和r時(shí)作圖不準(zhǔn)確. (2)

3、系統(tǒng)誤差：電壓表分流. 大 2 命題點(diǎn)一 教材原型實(shí)驗(yàn) (2016四川理綜8)用如圖所示電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.實(shí) 驗(yàn)器材：待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約3 V，內(nèi)阻約2 )，保護(hù)電阻R1(阻值10 )和 R2(阻值5 )，滑動(dòng)變阻器R，電流表A，電壓表V，開關(guān)S，導(dǎo)線若干. 實(shí)驗(yàn)主要步驟： ()將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)； ()逐漸減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，記下電壓表 的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I； ()以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作UI圖線(U、I都用國際單位)； ()求出UI圖線斜率的絕對(duì)值k和在橫軸上的截距a. 【例1】 回答下列問題： (1)電壓表最好選用_；電流表最好選

4、用_. A.電壓表(03 V，內(nèi)阻約15 k) B.電壓表(03 V，內(nèi)阻約3 k) C.電流表(0200 mA，內(nèi)阻約2 ) D.電流表(030 mA，內(nèi)阻約2 ) C 答案解析 A 電壓表內(nèi)阻越大，分流越小，誤差也就越小，所以選內(nèi)阻較大的電壓 表A；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電阻最小時(shí)通過電流表電流最大，此時(shí)通過 電流表電流大小約為I 176 mA，所以選量程為200 mA的 電流表C. (2)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大.兩導(dǎo)線與滑動(dòng) 變阻器接線柱連接情況是_. A.兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端的接線柱 B.兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿兩端的接線柱 C.一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金

5、屬桿左端接線柱， 另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱 D.一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右 端接線柱 由電路分析可知，若滑動(dòng)變阻器的滑片右移電壓表示數(shù)變大，則滑動(dòng)變阻 器接入電路部分阻值增大，選項(xiàng)C符合題意. 答案解析 (3)選用k、a、R1和R2表示待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E _，r_，代入數(shù)值可得E和r的測(cè)量值. 答案解析ka 由EUI(rR2)，得UI(rR2)E，對(duì)比伏安特性曲線可知， 圖象斜率的絕對(duì)值krR2，所以電源內(nèi)阻rkR2；令U0， 得I ，由題意知與橫軸截距為a，所以aI ，則Eka. kR2 題組階梯突破題組階梯突破 1.利用圖所示的電

6、路測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，要求盡量減小實(shí)驗(yàn) 誤差.供選擇的器材有： A.電流表A(00.6 A)B.電壓表V1(03 V) C.電壓表V2(015 V)D.滑動(dòng)變阻器R1(020 ) E.滑動(dòng)變阻器R2(0200 )G.定值電阻R01 H.開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干 (1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_(選填相應(yīng)器材前的 字母). BD 答案分析 題眼 (2)閉合開關(guān)，電壓表和電流表均有示數(shù)，但是無論怎么移動(dòng)滑動(dòng)變阻器 的滑片，電壓表的讀數(shù)變化都非常小.同學(xué)們討論后， 在原電路的基礎(chǔ)上又加了一個(gè)定值電阻R0，問題得 到解決.請(qǐng)你在虛線框內(nèi)畫出改進(jìn)后的電路圖. 見解析圖 某位同學(xué)記錄了6

7、組數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)的點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在坐標(biāo) 紙上.在圖坐標(biāo)紙上畫出UI圖線，并根據(jù)所畫圖 線可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)E_ V，內(nèi)電阻r _ .(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 0.14(0.130.18) 1.5 答案 解析 電路圖如圖甲所示，UI圖線如圖乙所示 圖象的縱截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，故有E1.5 V， 所以內(nèi)阻為r 1 0.14 2.利用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.要求盡量減小實(shí) 驗(yàn)誤差. (1)應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖中的_(選填“甲”或“乙”). 甲 答案 解析 干電池內(nèi)阻相對(duì)一般電流表內(nèi)阻而言較小，為減小電流表分壓 帶來的系統(tǒng)誤差，故應(yīng)選甲. (2)現(xiàn)有電流表(00.6 A)、開關(guān)和導(dǎo)線若

8、干，以及以下器材： A.電壓表(015 V) B.電壓表(03 V) C.滑動(dòng)變阻器(050 ) D.滑動(dòng)變阻器(0500 ) 實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用_；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_.(選填相應(yīng)器材前的 字母) 干電池電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V，電壓表選B可減小讀數(shù)誤差.滑動(dòng)變阻器 應(yīng)選C，若選D，由于總阻值較大，則滑片滑動(dòng)時(shí)移動(dòng)范圍小， 不便調(diào)節(jié). 答案 解析 BC (3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖， 請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并畫出UI圖線. 答案 序號(hào)123456 電壓U(V)1.451.401.301.251.201.10 電流I(A)0.0600.1200.2400

9、.2600.3600.480 如圖所示 (4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)E_ V， 內(nèi)電阻r_ . 由UEIr可得圖象上的縱軸截距E1.50 V，斜率的絕對(duì)值r0.83 . 1.50(1.491.51) 答案解析0.83(0.810.85) (5)實(shí)驗(yàn)中，隨著滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，電壓表的示數(shù)U及干電池的輸 出功率P都會(huì)發(fā)生變化.下列示意圖中正確反映PU關(guān)系的是_. 答案 解析 3.手機(jī)、電腦等電器已經(jīng)普及到人們的日常生活中，這些電器都要用到 蓄電池.某同學(xué)利用下列器材測(cè)定一節(jié)蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.蓄電池的 電動(dòng)勢(shì)約為3 V. A.量程是0.6 A，內(nèi)阻約為0.5 的電流表； B

10、.量程是3 V，內(nèi)阻是6 k的電壓表； C.量程是15 V，內(nèi)阻是30 k的電壓表； D.阻值為01 k，額定電流為0.5 A的滑動(dòng)變阻器； E.阻值為010 ，額定電流為2 A的滑動(dòng)變阻器； F.定值電阻4 ，額定功率4 W； G.開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干. (1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，電壓表應(yīng)選擇_(填器材代號(hào))，圖中的導(dǎo)線應(yīng) 連接到_處(填“”或“”)，改變滑動(dòng) 變阻器阻值的時(shí)候，為了使電壓表和電流表的 讀數(shù)變化比較明顯，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇_ (填器材代號(hào)). 蓄電池的電動(dòng)勢(shì)約為3 V，電壓表C的量程太大，選電壓表B.導(dǎo)線接處， 與電池串聯(lián)的定值電阻阻值已知，有利于準(zhǔn)確測(cè)出電池的內(nèi)阻.電流表量 程

11、為0.6 A，由R 得回路中的總電阻不能小于5 ，滑動(dòng)變阻器D總阻 值太大，操作不方便，滑動(dòng)變阻器選E. B E 答案解析 (2)用(1)問中的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行測(cè)量，讀出電壓表和電流表的讀數(shù)，畫出 對(duì)應(yīng)的UI圖線如圖所示，由圖線可得該蓄電池的電動(dòng)勢(shì)E_ V， 內(nèi)阻r_ .(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 答案 解析 3.2 1.3 由圖線在縱軸上的截距可得蓄電池的電動(dòng) 勢(shì)E3.2 V，圖線斜率的絕對(duì)值|k|5.3 ， 減去與電池串聯(lián)的定值電阻的阻值4 ，可 得電池的內(nèi)阻r1.3 . 3 命題點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新 圖甲是利用兩個(gè)電流表A1和A2測(cè)量干電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的電 路原理圖.圖中S為開關(guān)，R為滑動(dòng)變

12、阻器，定值電阻R1和A1內(nèi)阻之和為 10 000 (比r和滑動(dòng)變阻器的總電阻都大得多)，A2為理想電流表. (1)按電路原理圖在圖乙虛線框內(nèi)各實(shí)物圖之間畫出連線. 【例2】 答案 (2)在閉合開關(guān)S前，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端c移動(dòng)至_(填“a 端”“中央”或“b端”). b端 答案 解析實(shí)驗(yàn)前滑動(dòng)變阻器接入電路電阻值應(yīng)最大. (3)閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端c至某一位置，讀出電流表A1和 A2的示數(shù)I1和I2.多次改變滑動(dòng)端c的位置，得到的數(shù)據(jù)為： I1(mA)0.1200.1250.1300.1350.1400.145 I2(mA)48040032023214068 在圖所示的坐標(biāo)紙上

13、以I1為縱坐標(biāo)、 I2為橫坐標(biāo)畫出所對(duì)應(yīng)的I1I2圖線. 答案 (4)利用所得圖線求得電源的電動(dòng)勢(shì)E_ V，內(nèi)阻r _ .(均保留兩位小數(shù))答案 解析 0.60(0.550.65) 1.49(1.481.50) 由圖線上讀出兩組數(shù)值，代入EI1(R1RA1)(I1I2)r構(gòu)成方程 組聯(lián)立求解E和r. (5)該電路中電源輸出的短路電流Im_ A.(保留兩位有效 數(shù)字)答案 解析 2.5(2.32.7) 4.某同學(xué)準(zhǔn)備利用下列器材測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻. A.待測(cè)干電池一節(jié)，電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V，內(nèi)阻約為幾歐姆 B.直流電壓表V，量程為3 V，內(nèi)阻非常大 C.定值電阻R0150 D.電阻箱R E

14、.導(dǎo)線和開關(guān) 題組階梯突破題組階梯突破 根據(jù)如圖甲所示的電路連接圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作.多次改變電阻箱的阻值，記 錄每次電阻箱的阻值R和電壓表的示數(shù)U.在 R坐標(biāo)系中描出的坐標(biāo)點(diǎn) 如圖乙所示. (1)分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，則 與R的關(guān)系式為 _. 答案解析 (2)在圖乙坐標(biāo)紙上畫出 R關(guān)系圖線. 答案 (3)根據(jù)圖線求得斜率k_ V11， 截距b_ V1(保留兩位有效數(shù)字).0.70(0.690.71) 4.4103(4.21034.6103) 答案 解析 (4)根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢(shì)E_ V，內(nèi)阻r _ (保留三位有效數(shù)字). 9.09(7.5010.5) 1.52(1.451.55)

15、 答案 解析 5.某同學(xué)設(shè)想運(yùn)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，測(cè)量未知電阻 Rx的阻值、電流表A的內(nèi)阻和電源(內(nèi)阻忽略不計(jì))的電動(dòng)勢(shì)， 實(shí)驗(yàn)過程中電流表的讀數(shù)始終符合實(shí)驗(yàn)要求. (1)為了測(cè)量未知電阻Rx的阻值，他在閉合開關(guān)之前應(yīng)該將 兩個(gè)電阻箱的阻值調(diào)至_(填“最大”或“最小”)， 然后閉合開關(guān)K1，將開關(guān)K2撥至1位置，調(diào)節(jié)R2使電流表A 有明顯讀數(shù)I0；接著將開關(guān)K2撥至2位置.保持R2不變，調(diào)節(jié)R1，當(dāng)調(diào)節(jié)R1 34.2 時(shí)，電流表A讀數(shù)仍為I0，則該未知電阻的阻值Rx_ . 答案34.2 最大 為了保護(hù)電路，需要將電阻箱的阻值都調(diào)至最大，因?yàn)閮煞N情況下電 流表示數(shù)相同，Rx和R1等效，所以RxR13