新課標2023版高考物理一輪總復習第八章恒定電流第3講第3課時課標實驗-測量電源的電動勢和內(nèi)阻課件

1、第3課時課標實驗測量電源的電動勢和內(nèi)阻 把握經(jīng)典實驗方案一、基本原理與操作1原理裝置圖2操作要領(1)安裝：按照原理裝置圖安裝實驗儀器。(2)操作：閉合開關，改變滑動變阻器連入電路部分的阻值，測量多組(U、I)值。(3)作圖：坐標軸標度要適當，單位要標注，連線時要使各數(shù)據(jù)點均勻分布在圖線的兩側，明顯偏離圖線的點要舍去。二、核心關鍵數(shù)據(jù)處理 融通多彩實驗方案要點解讀1魯科版新教材科學測量：電源的電動勢和內(nèi)阻(1)教材只介紹了伏安法測量電源的電動勢和內(nèi)阻。(2)教材介紹了數(shù)據(jù)處理的兩種方法：公式法和圖像法。(3)教材在課后練習中涉及了伏阻法、安阻法測量電動勢和內(nèi)阻。2教科版新教材測量電源的電動勢和

2、內(nèi)阻實驗原理圖要點解讀(1)教材介紹了伏安法、安阻法測量電源的電動勢和內(nèi)阻。(2)教材介紹了數(shù)據(jù)處理的兩種方法：公式法和圖像法。(3)教材在“實踐與拓展”欄目中引導學生自主設計用伏阻法測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗方案。 歸納共性實驗關鍵1不變的實驗原理測量電動勢和內(nèi)阻的三種法：(1)伏安法：電壓表、電流表、滑動變阻器組合使用。(2)安阻法：電流表、電阻箱組合使用。(3)伏阻法：電壓表、電阻箱組合使用。2必備的實驗器材電池(待測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線、坐標紙。一、基礎考法保住分考查點(一)實驗原理與操作1某物理興趣小組準備測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供了如下器材

3、：A電流表A1(量程3 mA，內(nèi)阻為199 )B電流表A2(量程1 500 mA，內(nèi)阻為1 )C電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻很大)D滑動變阻器R1(阻值范圍05 ，額定電流2 A)E滑動變阻器R2(阻值范圍0500 ，額定電流1 A)F定值電阻R31 G定值電阻R41 k以及待測干電池，開關、導線若干。同學們根據(jù)提供的器材，設計了如圖甲所示的實驗電路圖。(1)請根據(jù)電路圖，將實物圖中連線補充完整。(2)該小組查閱資料知干電池的內(nèi)阻約為3 ，為了盡量減小誤差且方便操作，圖中電流表應選擇_(填“A1”或“A2”)，滑動變阻器應選擇_(填“R1”或“R2”)，定值電阻應選擇_(填“R3”或“R4”)。

4、(3)同學們利用上述實驗裝置測得了多組實驗數(shù)據(jù)，并將電流表的讀數(shù)作為橫坐標，電壓表的讀數(shù)作為縱坐標，選取合適的標度，繪制了如圖丙所示的圖線。則該小組同學測定的干電池電動勢E_V，內(nèi)阻r_。(填含有a、b、c的表達式)解析：(1)實物連線圖如圖所示?？疾辄c(二)數(shù)據(jù)處理與誤差分析2(2021湖北高考)小明同學打算估測5個相同規(guī)格電阻的阻值。現(xiàn)有一個量程為0.6 A的電流表、一個電池組(電動勢E不大于4.5 V、內(nèi)阻r未知)、一個阻值為R0的定值電阻、一個阻值為R1的定值電阻(用作保護電阻)，開關S和導線若干。他設計了如圖(a)所示的電路，實驗步驟如下：第一步：把5個待測電阻分別單獨接入A、B之間

5、，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)基本一致，據(jù)此他認為5個電阻的阻值相等，均設為R。第二步：取下待測電阻，在A、B之間接入定值電阻R0，記下電流表的示數(shù)I0。第三步：取下定值電阻R0，將n個(n1,2,3,4,5)待測電阻串聯(lián)后接入A、B之間，記下串聯(lián)待測電阻的個數(shù)n與電流表對應示數(shù)In。3(2021天津等級考)隨著智能手機的廣泛應用，充電寶成為手機及時充電的一種重要選擇。充電寶可以視為與電池一樣的直流電源。一充電寶的電動勢約為5 V，內(nèi)阻很小，最大放電電流為2 A，某實驗小組測定它的電動勢和內(nèi)阻。他們剝開充電寶連接線的外絕緣層，里面有四根導線，紅導線為充電寶的正極，黑導線為充電寶的負極，其余兩根導線空置不用

6、，另有滑動變阻器R用于改變電路中的電流，定值電阻R03 ，兩只數(shù)字多用電表M、N，兩表均為理想電表，并與開關S連成如圖所示電路。(1)圖中測量電流的電表是_，測量電壓的電表是_。(均填寫字母M或N)(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器，測得多組I、U數(shù)據(jù)，記錄如下表，其中只有一個數(shù)據(jù)記錄有誤，審視記錄的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)表中第_次的記錄數(shù)據(jù)有誤。(填測量次數(shù)的序號)(3)電路中接入R0可以達到下列哪個效果_(填選項前的字母)。A使測電流的電表讀數(shù)變化明顯B為了更準確地測量充電寶內(nèi)阻C避免使充電寶的放電電流過大D減小測量電壓的電表分流作用次數(shù)1234567電流I/A0.2990.4770.6840.8771.065

7、1.2811.516電壓U/V4.9704.9524.9324.9424.8944.8724.848解析：(1)器件N串聯(lián)在電路中，測量干路電流，所以N為電流表；器件M一端接在開關上，另一端接在充電寶的負極，閉合開關后相當于并聯(lián)在電源兩端，所以M為電壓表，測量路端電壓；(2)題中表格的電流I不斷增大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律EUIr可知路端電壓U不斷減小，電壓表的示數(shù)不斷減小，所以第4次的記錄數(shù)據(jù)有誤；(3)因為充電寶的內(nèi)阻很小，所以電阻R0串聯(lián)在電路中，起保護電路的作用，避免使充電寶的放電電流過大損壞電路中的器件。故選C。答案：(1)NM(2)4(3)C二、創(chuàng)新考法不失分創(chuàng)新角度(一)實驗目的

8、的創(chuàng)新1(2022四川高三模擬)某課外活動小組利用銅片、鋅片和橙汁制作了橙汁電池，并利用所學知識設計電路測量該電池的電動勢E和內(nèi)阻r。他們在一個玻璃器皿中放入橙汁，在橙汁中相隔一定距離插入銅片和鋅片作為橙汁電池的正、負極。使用的器材有：A毫安表(量程03 mA，內(nèi)阻未知)；B滑動變阻器R1(最大阻值為500 )；C電阻箱R2(阻值范圍為0999.9 )；D開關和導線若干。該小組成員分析發(fā)現(xiàn)，由于毫安表的內(nèi)阻未知，所以無法直接測量該橙汁電池的電動勢和內(nèi)阻，經(jīng)過思考后，該小組設計了如圖甲所示的電路，先測出該毫安表的內(nèi)阻Rg、再測量橙汁電池的電動勢E和內(nèi)阻r。(1)請按照圖甲所示的電路圖，用筆畫線代

9、替導線，將圖乙實物圖中的滑動變阻器接入電路，要求當滑動變阻器的滑片滑到最右端時?；瑒幼冏杵鹘尤腚娐返淖柚底畲蟆?2)該小組連接好電路后，首先對毫安表的內(nèi)阻Rg進行測量，請完善測量步驟。將滑動變阻器R1的滑片滑至最右端，斷開開關S2，閉合開關S1；滑動滑動變阻器R1的滑片，使毫安表的指針達到滿偏；保持_不變，閉合開關S2，調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值，使毫安表的示數(shù)達到滿偏電流的一半；讀出此時電阻箱R2的示數(shù)，即可求得毫安表的內(nèi)阻Rg。(3)該小組發(fā)現(xiàn)，當毫安表的電流達到滿偏電流的一半時，電阻箱的示數(shù)為50.0 ，則毫安表的內(nèi)阻Rg_，用此種方法測得的毫安表的內(nèi)阻與其真實值相比，測量值_(填“大于”“小

10、于”或“等于”)真實值。解析：(1)滑動變阻器的接法如圖所示。(2)此種測量電阻的方法為半偏法，使用此方法測量未知電阻的阻值時，要求電路中其他元件的阻值不能發(fā)生變化，故應保持滑動變阻器接入電路的阻值不變。答案：(1)見解析圖(2)滑動變阻器R1接入電路的阻值(3)50.0小于(4)1.00200創(chuàng)新角度(二)實驗器材的創(chuàng)新2(2021湖南高考)某實驗小組需測定電池的電動勢和內(nèi)阻，器材有：一節(jié)待測電池、一個單刀雙擲開關、一個定值電阻(阻值為R0)、一個電流表(內(nèi)阻為RA)、一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于R0，并配有可在電阻上移動的金屬夾)、導線若干。由于缺少刻度尺，無法測量電阻絲長度，但發(fā)現(xiàn)桌

11、上有一個圓形時鐘表盤。某同學提出將電阻絲繞在該表盤上，利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度。主要實驗步驟如下：(1)將器材如圖(a)連接：(2)開關閉合前，金屬夾應夾在電阻絲的_端(填“a”或“b”)；(3)改變金屬夾的位置，閉合開關，記錄每次接入電路的電阻絲對應的圓心角和電流表示數(shù)I，得到多組數(shù)據(jù)；(4)整理數(shù)據(jù)并在坐標紙上描點繪圖，所得圖像如圖(b)所示，圖線斜率為k，縱軸截距為d，設單位角度對應電阻絲的阻值為r0。該電池電動勢和內(nèi)阻可表示為E_，r_；(用R0、RA、k、d、r0表示)(5)為進一步確定結果，還需要測量單位角度對應電阻絲的阻值r0，利用現(xiàn)有器材設計實驗，在圖(c)方框中畫

12、出實驗電路圖(電阻絲用滑動變阻器符號表示)；(6)利用測出的r0，可得該電池的電動勢和內(nèi)阻。創(chuàng)新角度(三)實驗原理的創(chuàng)新3(2020山東等級考)實驗方案對實驗測量的精度有直接的影響，某學習小組對“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗方案進行了探究。實驗室提供的器材有：干電池一節(jié)(電動勢約1.5 V，內(nèi)阻小于1 )；電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻約3 k)；電流表A(量程0.6 A，內(nèi)阻約1 )；滑動變阻器R(最大阻值為20 )；定值電阻R1(阻值2 )；定值電阻R2(阻值5 )；開關一個，導線若干。A電壓表分流B干電池內(nèi)阻較小C滑動變阻器最大阻值較小D電流表內(nèi)阻較小(2)針對電壓表示數(shù)的變化范圍比較小的問題，該小組利用實驗室提供的器材改進了實驗方案，重新測量得到的數(shù)據(jù)如下表所示。序號1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.