2018屆高考物理一輪復習實驗專題測定電源的電動勢和內阻導學案1

1、實驗：測定電源的電動勢和內阻基本要求(DiJtlJl!源的電副疥利內阻(2)加謙時閉合電路歐姍宦律的理解(I)實驗依粥:閉合電曲的歐聊運律廠解得rC/2=Jt-f實驗器材卜電池 電壓盍、電流缶、滑動變陽器、開關、槪、坐標紙和刻度尺電流表用卜加丸量程.電壓農川卜3 VI盤碼按實騒電踣團違接好電賂(2膽變肌胖的滑片移動到便阻伉齡大的一端(3)閉詩開關.調節(jié)變陽豁*便電潦左有刖顯示數(shù)井記誡一細數(shù)據(jù)“)用同樣方法 測応兒組匚值填人表擠中(斗)斷開開關.拆除電跖箍理好胖材數(shù)據(jù)處理1. 計算法_I心I2UU=EIir,E=11I2，解得：Ua=EI2r.lbU-r =2. 圖象法(1)圖線與縱軸交點為E圖

2、線與橫軸交點為 I短=Er(3)圖線斜率的絕對值表示誤差分析AfJA7實臉目時E和啲求解：山*E-北陽(3)作圖法處理數(shù)據(jù)、如圖所戒1圖線與縱軸交點為E2圖線勺播抽交曲恥 3圖線斜率時絕對值表示心Uit/1偶然誤差3由于電表讀數(shù)不準引起誤差用圖象法求E和r時，由于作圖不準確造成的誤差 (3)測量過程中通電時間過長或電流過大，都會超越E、r變化.2.系統(tǒng)誤差(1)若采用甲圖，其U-I圖象如圖乙所示.由于電壓表的分流作用造成誤差1當電壓表示數(shù)為零時，IV= 0 ,IA=I短，短路電流測量值等于真實值2E測E真.3因為r測=，所以r測r真.I短(2)若采用丙圖，其U-I圖象如圖丁所示.由于電流表的分

3、壓作用造成誤差E為真實值I短測1短真因為r測二已所以測r真，測和RA的串聯(lián)值，由于通常情況下電池的內阻較小, 所以這時r測的誤差非常大注意事項1可選用舊電池：為了使電路的路端電壓變化明顯，電池的內阻宜大些，可選用已使用過一段時間的 1 號干電池2電流不要過大，讀數(shù)要快：干電池在大電流放電時，電動勢E會明顯下降，內阻r4會明顯增大，故長時間放電不宜超過03 A，短時間放電不宜超過05 A.因此，實驗中不5要將I調得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電.3. 干電池內阻較小時路端電壓U的變化也較小，即不會比電動勢小很多.這種情況，在畫U-I圖線時縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一個恰

4、當值開始（橫坐標I必須從零開始）.此時，圖線與橫軸的交點橫坐標不再表示短路電流，但是直線斜率的 絕對值仍然表示電池的內阻.4. 測出不少于 6 組（I，U）數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些.畫U-I圖線時，要使較多的點落在 這條直線上，不在直線上的點要盡量均勻分布在直線的兩側，個別偏離直線太遠的點可舍去不考慮，以減小偶然誤差.考點精練考向 1 對實驗原理和誤差的考查典例 1在測量一節(jié)干電池電動勢E和內阻r的實驗中，小明設計了如圖甲所示的實驗電路.（1）根據(jù)圖甲所示實驗電路，請在圖乙中用筆畫線代替導線，完成實物圖的連接（2）實驗開始前，應先將滑動變阻器的滑片P移至（填“a”或“b”）端.（3）合上開關 S

5、i, S2 接圖甲中的 1 位置，改變滑動變阻器的阻值，記錄下幾組電壓表示S2 改接圖甲中的 2 位置，改變滑動變阻器的阻值，再記錄下幾組電壓表示數(shù)和對應的電流表示數(shù).示，兩直線在縱軸上的截距分別為數(shù)和對應的電流表示數(shù);6在同一坐標系內分別描點作出電壓表示數(shù)S2 接 1 位置時，作出的U- I圖線是圖丙中的 _（填“A”或“B”）線.U和對應的電流表示數(shù)I的圖象，如圖丙所7Sa 接 1 位置時，測出的電池電動勢E和內阻r存在系統(tǒng)誤差，原因是 _ （填電壓”或“電流”）表的示數(shù)偏（填“大”或“小”）.解析（1）實物圖連線如圖所示.（2）為保護電流表，實驗開始前，應將滑片P移至電阻最大的a端.（3

6、）當 S2 接 1 位置時，電壓表與電源并聯(lián)，看做一個等效電源，可知電動勢測量值和內阻的測量值都小于真實值，U- I圖線應是B線.測出的電池電動勢E和內阻r存在系統(tǒng)誤差，原因是電壓表的分流，結果使電流表的示數(shù)偏小答案（1）見解析圖（2）a（3）B電流 偏小反思總結1偶然誤差：主要來源 于電表讀數(shù)及作U-I圖象時描點不準確.2.系統(tǒng)誤差：當 S2 接 1 時，由于電壓表分流使電流表讀數(shù)不等于閉合電路總電流；當S 接 2 時，由于電流表分壓使電壓表讀數(shù)不等于路端電壓考向 2 對數(shù)據(jù)處理和器材選擇的考查典例 2 （2015 四川卷）用實驗測一電池 的內阻r和一待測電阻的阻值已知電池的電動勢約 6V,

7、電池內阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐.可選用的實驗器材有：電流表 A（量程 030 mA）;電流表 A2（量程 0100 mA）;電壓表 V（量程 06 V）;滑動變阻器R（阻值 05Q）;滑動變阻器 R（阻值 0300Q）;開關 S 一個，導線若干條某同學的實驗過程如下：8I.設計如圖甲所示的電路圖，正確連接電路9n將R的阻值調到最大，閉合開關，逐次調小R的阻值，測出多組U和I的值，并記錄.以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖乙所示的圖線川.斷開開關，將R改接在B、C之間，A與B直接相連，其他部分保持不變 .重復n的 步驟，得到另一條L-I圖線，圖線與橫軸I的交點坐標為(1。,0)，與縱軸U的交點坐標

8、為 (0 ,L0).回答下列問題:(1)_電流表應選用 _ ，滑動變阻器應選用.由圖乙的圖線，得電源內阻r=_Q.用Io、L0 和r表示待測電阻的關系式R=_，代入數(shù)值可得RX.(4)若電表為理想電表，R接在B、C之間與接在A、B之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調到某 同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍 _ ，電壓表示數(shù)變化范圍_.(均填“相同”或“不同”)解析(1)由題U-I圖線可知電流表量程應為0 1 0 0 m A , 故 選A路 端 電 壓 大 于 5 . 5V,而電源電動勢E= 6 V,故R外？r,則滑動變阻器選R.(2)由題圖得：r=、= 25U0Q.(3)R+r= ,

9、I0L0EFi= , r.(4)電流1=廠c, r+R定，R從 300Q變到某冋一阻10R+r+ 民值，電流變化范圍相同.R接在A B間時，U=(R+R),R接在B C間時，U=L、*:砰:二J | 1 11IE 11! 1 1 ”1Hh=*0 20 40 60 SO 100 120/mA10R+rR故兩種情況下電壓變化不同112.伏阻法用一個電壓表和電阻箱測量，電路如圖所示，測量原理為: 由此可求出r和E,此種方法測得的電動勢和內阻均偏小典例 3某同學要測定一電源的電動勢E和內電阻r,感器（可視為理想電流表，測得的電流用I表示），一只電阻箱答案A 2R2(2)25(3) r(4)相同 不同I

10、0反思總結1.在作U-I圖象時，要根據(jù)測量數(shù)據(jù)選取合適的坐標值，有時U軸的坐標值要從某一恰當?shù)闹甸_始，I軸的坐標值必須從零開始在作圖時，要使較多的點落在直線上，不落在直線上的點要均勻分布在直線的兩側2.在U-I圖線中，當縱坐標不從0 開始時，圖線與縱軸的截距仍為電動勢，直線斜率的絕對值仍為內電阻，但這時圖線與橫軸的交點不是短路電流了，此時Ur=|.考向 3 實驗創(chuàng)新與改進1.安阻法用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖所示，測量原理為:E=Ii(R+r) ,E=|2(R+r），由此可求出E和r,此種方法使測得的電動勢無偏差，內阻偏大.若已知電流表 A 的阻值可消除測內阻的系統(tǒng)誤差UUE=U+Ur，

11、E=小實驗器材有：一只DIS 電流傳（阻值用R表示），一只開關和12導線若干.該同學設計了如圖甲所示的電路進行實驗和采集數(shù)據(jù)電源電涼 傳整器13該同學設計實驗的原理表達式是E=_(用r、丨、R表示).(2)_ 該同學在閉合開關之前，應先將電阻箱調到 _(填“最大值” “最小值”或“任意值”)，實驗過程中，將電阻箱調至如圖乙所示位置，則此時電阻箱接入電路的阻值電源的電動勢E=_V,內阻r=_Q.(結果均保留兩位有效數(shù)字)解析(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律，該同學設計實驗的原理表達式是E=I(R+r).(2) 根據(jù)實驗的安全性原則，在閉合開關之前，應先將電阻箱調到最大值.根據(jù)電阻箱讀數(shù)規(guī)則，電阻箱接入

12、電路的阻值為2X10Q+ 1X1Q= 21Q.1111 1(3) 由E=1(R+r)可得-=ER+gr.p -R圖象斜率等于己E= 6.3 V，圖象在縱軸截距等 十 1于己,r= 2.5 Q .答案丨(R+r)(2)最大值 21(3)6.3(6.16.5)2.5(2.4 2.6)典例 4(2017 湖南益陽調研)某實驗小組利用如下實驗器材測量干電池的電動勢和內阻.A. 待測干電池兩節(jié)，每節(jié)電池電動勢約為 1.5 V，內阻約幾歐姆B. 直流電壓表V、V2,內阻約為 3 kQ(3)該同學根據(jù)實驗采集到的數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的1-R圖象，則由圖象可求得，該乙010203UR/口14C.阻值為 5Q的定值電阻 R)15D. 滑動變阻器R最大阻值為FmE. 導線和開關(1)根據(jù)下面的電路原理圖完 成電路實物圖的連接(2)實驗中移動滑動變阻器的觸頭，讀出電壓表M 和 V2 的多組數(shù)據(jù)如下表，請在下面的坐標紙中描繪出 U-U 圖象.實驗次數(shù)123456WV)0.500.811.001.501.852.30Lb(V)2H52.212.322.502.692.76(3)根據(jù)描繪出的U-L2 圖象，求得兩節(jié)干電池的總電動勢E=，總內阻r_.(計算結果保留