2020版物理高考新素養(yǎng)總復(fù)習(xí)新高考（魯京津瓊）課件：第八章 恒定電流 實(shí)驗(yàn) 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻

1、基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 實(shí)驗(yàn)測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 一、基本原理與操作一、基本原理與操作 裝置及器材裝置及器材操作要領(lǐng)操作要領(lǐng) (1)選用舊電池：為了使電路的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大選用舊電池：為了使電路的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大 些，可選用已使用過一段時(shí)間的些，可選用已使用過一段時(shí)間的1號(hào)干電池。號(hào)干電池。 (2)控制電流，讀數(shù)要快：干電池在大電流放電時(shí)，電動(dòng)勢控制電流，讀數(shù)要快：干電池在大電流放電時(shí)，電動(dòng)勢E會(huì)明顯會(huì)明顯 下降，內(nèi)阻下降，內(nèi)阻r會(huì)明顯增大，因此，實(shí)驗(yàn)中不要將會(huì)明顯增大，因此，實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過大；電表讀

2、調(diào)得過大；電表讀 數(shù)要快，每次讀完立即斷電。數(shù)要快，每次讀完立即斷電。 (3)減小誤差：要測出不少于減小誤差：要測出不少于6組的組的(I、U)數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些。數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些。 (4)合理選擇標(biāo)度：畫合理選擇標(biāo)度：畫UI圖線時(shí)，縱軸圖線時(shí)，縱軸U的刻度可以不從零開始，的刻度可以不從零開始， 而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一合適的值開始而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一合適的值開始(橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)I必須從零開始必須從零開始)。 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 二、數(shù)據(jù)處理二、數(shù)據(jù)處理 1.公式法公式法 聯(lián)立聯(lián)立6組對(duì)應(yīng)的組對(duì)應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，滿足關(guān)系式數(shù)據(jù)，滿足關(guān)系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r、

3、 ，讓第，讓第1式和第式和第4式聯(lián)立方程，第式聯(lián)立方程，第2式和第式和第5式聯(lián)立方程，第式聯(lián)立方程，第3式和第式和第6式聯(lián)立方程，式聯(lián)立方程， 這樣解得三組這樣解得三組E、r，取其平均值作為電源的電動(dòng)勢，取其平均值作為電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻和內(nèi)阻r。 2.圖象法圖象法 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 誤差分析誤差分析 (1)由于讀數(shù)不準(zhǔn)和電表對(duì)電路影響引起誤差。由于讀數(shù)不準(zhǔn)和電表對(duì)電路影響引起誤差。 (2)用圖象法求用圖象法求E和和r時(shí)，由于作圖不準(zhǔn)確造成誤差。時(shí)，由于作圖不準(zhǔn)確造成誤差。 (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)通電時(shí)間過長或電流過大，都會(huì)引起實(shí)驗(yàn)時(shí)通電時(shí)間過長或電流過大，都會(huì)引起E、r變化。變化。 基礎(chǔ)自主學(xué)

4、習(xí)核心互動(dòng)探究 【例【例1】 用如圖用如圖1所示電路測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)器材：待所示電路測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)器材：待 測電源測電源(電動(dòng)勢約電動(dòng)勢約3 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約2 )，保護(hù)電阻，保護(hù)電阻R1(阻值阻值10 )和和R2(阻阻 值值5 )，滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器R，電流表，電流表A，電壓表，電壓表V，開關(guān)，開關(guān)S，導(dǎo)線若干。，導(dǎo)線若干。 教材原型實(shí)驗(yàn)教材原型實(shí)驗(yàn) 圖圖1實(shí)驗(yàn)主要步驟：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)；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)逐漸減小滑動(dòng)變阻器接入電

5、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)和相應(yīng)電流表的示數(shù)I ； ()以以U為縱坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作為橫坐標(biāo)，作UI圖線圖線(U、I都用國際單位都用國際單位)； ()求出求出UI圖線斜率的絕對(duì)值圖線斜率的絕對(duì)值k和在橫軸上的截距和在橫軸上的截距a。 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 回答下列問題：回答下列問題： (1)電壓表最好選用電壓表最好選用_；電流表最好選用；電流表最好選用_。 A.電壓表電壓表(03 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約15 k)B.電壓表電壓表(03 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約3 k) C.電流表電流表(0200 mA，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約2 )D.電流表電流表(030 mA，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約

6、2 ) (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)變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿左端接線柱，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一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬

7、桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 (3)選用選用k、a、R1和和R2表示待測電源的電動(dòng)勢表示待測電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻和內(nèi)阻r的表達(dá)式的表達(dá)式E_ ，r_，代入數(shù)值可得，代入數(shù)值可得E和和r的測量值。的測量值。 解答本題的三個(gè)關(guān)鍵解答本題的三個(gè)關(guān)鍵 (1)兩個(gè)電流表內(nèi)阻相同，要根據(jù)估算的回路中電流的最大值兩個(gè)電流表內(nèi)阻相同，要根據(jù)估算的回路中電流的最大值Imax選擇量程。選擇量程。 (2)兩個(gè)電壓表量程相同，選擇內(nèi)阻越大的誤差越小。兩個(gè)電壓表量程相同，選擇內(nèi)阻越大的誤差越小。 (3)本題中本題中UI圖線斜率的絕對(duì)值圖線斜率的絕對(duì)值|k|R2r。 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)

8、核心互動(dòng)探究 (2)當(dāng)電壓表示數(shù)變大時(shí)，說明外電路電阻變大，即滑片從左向右滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變當(dāng)電壓表示數(shù)變大時(shí)，說明外電路電阻變大，即滑片從左向右滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變 阻器接入電路的電阻變大，對(duì)于阻器接入電路的電阻變大，對(duì)于A、B兩選項(xiàng)，在滑片移動(dòng)的過程中回路電阻不變兩選項(xiàng)，在滑片移動(dòng)的過程中回路電阻不變 ，選項(xiàng)，選項(xiàng)C中滑片向右移動(dòng)時(shí)回路電阻變大，選項(xiàng)中滑片向右移動(dòng)時(shí)回路電阻變大，選項(xiàng)D中，滑片向右移動(dòng)時(shí)回路電阻變中，滑片向右移動(dòng)時(shí)回路電阻變 小，故選項(xiàng)小，故選項(xiàng)C正確。正確。 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 答案答案(1)AC(2)C(3)akkR2 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 【例【例2】 (2018江蘇

9、高考，江蘇高考，10)一同學(xué)測量某干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。一同學(xué)測量某干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。 (1)圖圖2所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示圖中虛線所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。請(qǐng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。請(qǐng) 指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處。指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處。 實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新 圖圖2 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 (3)為了得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為為了得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100 mV的的 電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示

10、數(shù)為電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時(shí)，電壓表的指時(shí)，電壓表的指 針位置如圖針位置如圖3所示，則該干電池的電動(dòng)勢應(yīng)為所示，則該干電池的電動(dòng)勢應(yīng)為_ V，內(nèi)阻應(yīng)為，內(nèi)阻應(yīng)為_ 。 圖圖3 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 解析解析(1)開關(guān)不應(yīng)該閉合，應(yīng)該保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。開關(guān)不應(yīng)該閉合，應(yīng)該保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。電阻箱要以最大阻值接入，然電阻箱要以最大阻值接入，然 后再調(diào)小。后再調(diào)小。 (2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線如圖所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線如圖所示。 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 答案答案(1)開關(guān)未斷開開關(guān)未斷開電阻箱阻值為零電阻箱阻值為零 (2)見解析圖見解析圖1.4(1.30

11、1.44都算對(duì)都算對(duì))1.2(1.01.4都算對(duì)都算對(duì)) (3)1.4結(jié)果與結(jié)果與(2)問第一個(gè)空格一致問第一個(gè)空格一致1.0結(jié)果比結(jié)果比(2)問第二個(gè)空格小問第二個(gè)空格小0.2 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 【例【例3】 (2019威海模擬威海模擬)在研究性課題中，小剛、小聰和小明所在的小組收集了在研究性課題中，小剛、小聰和小明所在的小組收集了 手機(jī)的電池以及從廢舊收音機(jī)上拆下的電阻、電容器、電感線圈等電子器件?，F(xiàn)手機(jī)的電池以及從廢舊收音機(jī)上拆下的電阻、電容器、電感線圈等電子器件?，F(xiàn) 從這些材料中選取兩個(gè)待測元件進(jìn)行研究，一是電阻從這些材料中選取兩個(gè)待測元件進(jìn)行研究，一是電阻Rx(阻值約阻值約2

12、 k)，二是手機(jī)，二是手機(jī) 中常用的鋰電池中常用的鋰電池(電動(dòng)勢電動(dòng)勢E的標(biāo)稱值為的標(biāo)稱值為3.4 V)。在操作臺(tái)上還準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)器材。在操作臺(tái)上還準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)器材 ： A.電壓表電壓表V(量程量程4 V，電阻，電阻RV約約10 k)； B.電流表電流表A1(量程量程100 mA，內(nèi)阻，內(nèi)阻RA1約約5 )； C.電流表電流表A2(量程量程2 mA，內(nèi)阻，內(nèi)阻RA2約約50 )； D.滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R(040 ，額定電流，額定電流1 A)； E.電阻箱電阻箱R0(0999.9 )； F.開關(guān)開關(guān)S一只、導(dǎo)線若干。一只、導(dǎo)線若干。 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 (1)小剛采用伏安法測定小剛

13、采用伏安法測定Rx的阻值，他使用的電源是待測的鋰電池。如圖的阻值，他使用的電源是待測的鋰電池。如圖4是他連接的是他連接的 部分實(shí)驗(yàn)器材，請(qǐng)你完成實(shí)物連接。小剛選用的電流表應(yīng)是部分實(shí)驗(yàn)器材，請(qǐng)你完成實(shí)物連接。小剛選用的電流表應(yīng)是_ (選填選填“A1”或或 “A2”)；他用電壓表的讀數(shù)除以電流表的讀數(shù)作為；他用電壓表的讀數(shù)除以電流表的讀數(shù)作為Rx的測量值，則測量值的測量值，則測量值_ ( 選填選填“大于大于”或或“小于小于”)真實(shí)值。真實(shí)值。 圖圖4 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 a.小聰?shù)膶?shí)驗(yàn)操作是：閉合開關(guān)小聰?shù)膶?shí)驗(yàn)操作是：閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R1時(shí)，讀出電壓表的示數(shù)時(shí)，讀出電壓表的示數(shù) 為為U1；調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為；調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R2時(shí)，讀出電壓表的示數(shù)為時(shí)，讀出電壓表的示數(shù)為U2。根據(jù)小聰測出的數(shù)據(jù)。根據(jù)小聰測出的數(shù)據(jù) 可求得該電池的電動(dòng)勢，其表達(dá)式為可求得該電池的電動(dòng)勢，其表達(dá)式為E_ ； (2)小聰和小明設(shè)計(jì)了如圖小聰和小明設(shè)計(jì)了如圖5甲所示的電路圖測量鋰電池的電動(dòng)勢甲