【三維設(shè)計(jì)】高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 實(shí)驗(yàn)10 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課件 新人教（安徽 北京專）

實(shí)驗(yàn)理論必備第七章課下知能提升命題熱點(diǎn)例析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握用電壓表和電流表測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法。(2)學(xué)會(huì)用圖像法求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。二、實(shí)驗(yàn)原理1．實(shí)驗(yàn)依據(jù)閉合電路歐姆定律。2．實(shí)驗(yàn)電路如圖實(shí)－10－1所示。圖實(shí)－10－14．作圖法數(shù)據(jù)處理如圖實(shí)－10－2所示。

圖實(shí)－10－2(4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材。五、數(shù)據(jù)處理本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的處理方法：一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點(diǎn)畫圖法。第1組第2組第3組第4組第5組第6組U/VI/A方法一：：聯(lián)六組對(duì)對(duì)應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)數(shù)據(jù)滿足足關(guān)系式式U1六、誤差差分析1．偶然誤誤差(1)由讀數(shù)不不準(zhǔn)和電電表線性性不良引引起誤差差。(2)用圖像像法求求E和r時(shí)，由由于作作圖不不準(zhǔn)確確造成成的誤誤差。。(3)測(cè)量過(guò)過(guò)程中中通電電時(shí)間間過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)或電電流過(guò)過(guò)大，，都會(huì)會(huì)引起起E、r變化。。2．系統(tǒng)統(tǒng)誤差差由于電電壓表表和電電流表表內(nèi)阻阻影響響而導(dǎo)導(dǎo)致的的誤差差。(1)如圖實(shí)實(shí)－10－3甲所示示，在在理論論上E＝U＋(IV＋I(xiàn)A)r，其中中電壓表表示數(shù)數(shù)U是準(zhǔn)確確的電電源兩兩端電電壓。。而實(shí)實(shí)驗(yàn)中中忽略略了通通過(guò)電電壓表表的電電流IV而形成成誤差差，而而且電電壓表表示數(shù)數(shù)越大大，IV越大。。圖實(shí)實(shí)－10－3乙所示示，因因?yàn)殡婋妷罕肀砗碗婋姵夭⒉⒙?lián)，，所以以r測(cè)小于電池內(nèi)內(nèi)阻r真，因?yàn)橥怆婋娮鑂斷開時(shí)，a、b兩點(diǎn)間電壓壓(2)若采用如圖實(shí)－10－4甲所示的電路，IA為電源電流真實(shí)值，理論上有E＝U＋UA＋I(xiàn)Ar，其中UA不可知，而造成誤差，而且電流表示數(shù)越大，UA越大，當(dāng)電流為零時(shí)，UA＝0，電壓為準(zhǔn)確值，等于E。圖實(shí)－10－4七、注意事事項(xiàng)(1)為了使電池池的路端電電壓變化明明顯，電池池的內(nèi)阻宜宜大些(選用已使用用過(guò)一段時(shí)時(shí)間的干電電池)。(2)要測(cè)出不少少于6組的(I，U)數(shù)據(jù)，且變變化范圍要要大些，然后用方程程組求解，，并求平均均值。(3)畫U－I圖線時(shí)，由由于讀數(shù)的的偶然誤差差，描出的的點(diǎn)不在一條直線上上，在作圖圖時(shí)應(yīng)使圖圖線通過(guò)盡盡可能多的的點(diǎn)，并使使不在直線線上的點(diǎn)均均勻分布在在直線的兩兩側(cè)，個(gè)別別偏離直線線太遠(yuǎn)的點(diǎn)點(diǎn)可舍去。。這樣就可可使偶然誤誤差得到部部分抵消，，從而提高高精確度。。(4)由于干電池池的內(nèi)阻較較小，路端端電壓U的變化也較較小，這時(shí)畫U－八、實(shí)驗(yàn)改改進(jìn)測(cè)電源的電電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)內(nèi)阻的其他他幾種方法法(1)用一個(gè)電流流表和電阻阻箱測(cè)量，，電路如圖圖實(shí)－10－5所示，測(cè)量原理為為：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求求出E和r，此種方法法使測(cè)得的的電動(dòng)勢(shì)無(wú)無(wú)偏差，但但內(nèi)阻偏大大。圖實(shí)實(shí)－－10－5圖實(shí)實(shí)－－10－7[例1]用圖圖實(shí)實(shí)－－10－8所示示電電路路，，測(cè)測(cè)定定一一節(jié)干干電電池池的的電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)和和內(nèi)內(nèi)阻阻．．電電池池的的內(nèi)內(nèi)阻阻較小小，，為為了了防防止止在在調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)滑滑動(dòng)動(dòng)變變阻阻器器時(shí)時(shí)造造成短短路路，，電電路路中中用用一一個(gè)個(gè)定定值值電護(hù)作用。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：(a)電流流表表(量程程0.6A、3A)；(b)電壓壓表表(量程程3V、15V)；(c)(d)定值電阻(阻值10Ω、額定功率10W)；(e)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～10Ω、額定電流2A)；(f)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～100Ω、額定電流1A)。那么么：：(1)要正正確確完完成成實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，，電電壓壓表表的的量量程程應(yīng)應(yīng)選選擇擇____(2)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是_______________________________________________________________________________________________。[解析析]由于于一一節(jié)節(jié)干干電電池池的的電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)為為1.5V，故故選選量量程程為為3V的電電壓壓表表；；估估算算電電流流時(shí)時(shí)，，考考慮慮到到干干電電池池的的內(nèi)內(nèi)阻阻一一般般幾幾歐歐左左右右，，加加上上保保護(hù)護(hù)電電阻阻，，最最大大電電流流在在0.5A左右右，，所所以以選選量量程程為為0.6A的系統(tǒng)統(tǒng)誤誤差差一一般般是是由由測(cè)測(cè)量量工工具具和和測(cè)測(cè)量量方方法法造造成成的的，，一一般般具具有有傾傾向向性性，，總總是是偏偏大大或或者者偏偏小小。。本本實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中中由由于于電電壓壓表表的的分分流流作作用用造造成成電電流流表表讀讀數(shù)數(shù)總總是是比比測(cè)測(cè)量量值值小小，，造造成成E測(cè)＜E真，r測(cè)＜r真。[答案](1)30.6[例2]在“用電流表和電電壓表測(cè)電池池的電動(dòng)勢(shì)和和內(nèi)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，提提供的器材有有：A．干電池一節(jié)節(jié)B．電流流表(量程0.6A)C．電壓壓表(量程3V)D．開關(guān)關(guān)S和若干干導(dǎo)線線E．滑動(dòng)動(dòng)變阻阻器R1(最大阻阻值20ΩΩ，允許許最大大電流流1A)F．滑動(dòng)動(dòng)變阻阻器R2(最大阻阻值300ΩΩ，允許許最大大電流流0.5A)G．滑動(dòng)動(dòng)變阻阻器R3(最大阻阻值1000ΩΩ，允許許最大大電流流0.1A)(1)①按如如圖實(shí)實(shí)－10－9所示電電路測(cè)測(cè)量干干電池池的電電動(dòng)勢(shì)勢(shì)和內(nèi)內(nèi)阻，，滑動(dòng)動(dòng)變阻阻器應(yīng)應(yīng)選________(填寫代代號(hào))。圖實(shí)－－10－9②為使使測(cè)量量盡可可能精精確，，用筆筆畫線線代替替導(dǎo)線線將如如圖實(shí)實(shí)－10－10所示的的實(shí)物物圖連連接成成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)電路路(已連接接了部部分線線)，要求求變阻阻器的的滑片片滑至至最右右端時(shí)時(shí)，其其使用用電阻阻值最最大。。圖實(shí)－－10－10(2)實(shí)驗(yàn)步步驟：：①按實(shí)實(shí)驗(yàn)要要求連連接好好電路路。閉閉合開開關(guān)前前把變變阻器器的滑滑片滑滑至一一端，，使接接入電電路的的阻值值最大大；②閉合合開關(guān)關(guān)，調(diào)調(diào)節(jié)滑滑動(dòng)變變阻器器，使使________的指針針有明明顯偏偏轉(zhuǎn)，，讀取取________和________的示數(shù)數(shù)。用用同樣樣方法法測(cè)量量多組組數(shù)據(jù)據(jù)；③斷開開開關(guān)關(guān)，整整理好好器材材；④數(shù)據(jù)據(jù)處理理。(3)將實(shí)驗(yàn)驗(yàn)測(cè)得得的數(shù)數(shù)據(jù)標(biāo)標(biāo)在如如圖實(shí)實(shí)－10－11所示的的坐標(biāo)標(biāo)圖中中，請(qǐng)請(qǐng)作出出U－I圖線，，由此此求得得待測(cè)測(cè)電池池的電電動(dòng)勢(shì)勢(shì)E＝________V，內(nèi)電電阻r＝________ΩΩ。(結(jié)果保保留三三位有有效數(shù)數(shù)字)圖實(shí)－－10－11[解析]滑動(dòng)變變阻器器不要要選阻阻值過(guò)過(guò)大的的，因因?yàn)樽枳柚颠^(guò)過(guò)大不不便于于調(diào)節(jié)節(jié)，當(dāng)當(dāng)然要要保證證電流流不超超過(guò)額額定值值，電電流表表量程程為0.6A，所以以選R1；U－I圖線中中，與與縱軸軸的交交點(diǎn)就就是電電動(dòng)勢(shì)勢(shì)，斜斜率就就是內(nèi)內(nèi)阻。。[答案](1)①E(或R1)②如圖圖所示示(2)②電流流表電電流流表電電壓壓表(3)如圖所所示1.50(1.47～1.52均對(duì))1．88(1.86～1.90均對(duì))[例3]某同學(xué)學(xué)利用用電壓壓表和和電阻阻箱測(cè)測(cè)定干干電池池的電電動(dòng)勢(shì)勢(shì)和內(nèi)內(nèi)阻，，使用用的器器材還還包括括定值值電阻阻(R0＝5ΩΩ)一個(gè)個(gè)，，開開關(guān)關(guān)兩兩個(gè)個(gè)，，導(dǎo)導(dǎo)線線若若干干，，實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)原原理理圖圖如如圖圖實(shí)實(shí)－－10－12。(1)在圖圖實(shí)實(shí)－－10－13的實(shí)實(shí)物物圖圖中中，，已已正正確確連連接接了了部部分分電電路路，，請(qǐng)請(qǐng)完完成成余余下下電電路路的的連連接接。。(2)請(qǐng)完完成成下下列列主主要要實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)步步驟驟：：①檢檢查查并并調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)電電壓壓表表指指針針指指零零；；調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)電電阻阻箱箱，，示示數(shù)數(shù)如如圖圖實(shí)實(shí)－－10－14所示示，，讀讀得得電電阻阻值值是是________；②將將開開關(guān)關(guān)S1閉合合，，開開關(guān)關(guān)S2斷開開，，電電壓壓表表的的示示數(shù)數(shù)是是1.49V；③將將開開關(guān)關(guān)S2________，電電壓壓表表的的示示數(shù)數(shù)是是1.16V；斷斷開開開開關(guān)關(guān)S1。(3)使用用測(cè)測(cè)得得的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)，，計(jì)計(jì)算算出出干干電電池池的的內(nèi)內(nèi)阻阻是是________(計(jì)算結(jié)結(jié)果