物理新學案同步實用ppt課件選修31粵教第二章電路第三節(jié)課時

課時2實驗：測量電源的電動勢和內(nèi)阻第三節(jié)研究閉合電路第二章

電路課時2實驗：測量電源的電動勢和內(nèi)阻第三節(jié)研究閉合電路第二[學習目標]1.知道測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗原理，會設(shè)計測量電源的電動勢和內(nèi)阻的電路.2.掌握實驗的方法和實驗數(shù)據(jù)處理的方法.[學習目標]內(nèi)容索引技能儲備明確原理提煉方法題型演練學以致用實訓演練達標檢測當堂檢測鞏固反饋內(nèi)容索引技能儲備題型演練達標檢測技能儲備技能儲備1.伏安法由E＝U＋Ir知，只要得到

的兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個方程，就能解出E、r，用到的器材有

、

、

、

、____

，電路圖如圖1所示.一、測定電池電動勢和內(nèi)阻的實驗方案設(shè)計圖1U、I電池開關(guān)滑動變阻器電壓表電流表1.伏安法一、測定電池電動勢和內(nèi)阻的實驗方案設(shè)計圖1U、I電2.安阻法由E＝IR＋Ir可知，只要能得到

的兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個方程，就能解出E、r，用到的器材有

、

、

、

，電路圖如圖2所示.圖2I、R電池開關(guān)電阻箱電流表2.安阻法圖2I、R電池開關(guān)電阻箱電流表3.伏阻法由E＝U＋

知，只要能得到

的兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個方程，就能解出E、r，用到的器材是

、

、

、

，電路圖如圖3所示.圖3U、R電池開關(guān)電阻箱電壓表3.伏阻法圖3U、R電池開關(guān)電阻箱電壓表1.實驗步驟(以伏安法為例)(1)電流表用0～0.6A量程，電壓表用0～3V量程，按實驗原理圖連接好電路.(2)把滑動變阻器的滑片移到一端，使其接入電路中的阻值最大.(3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯的示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1).用同樣的方法測量幾組I、U值.(4)斷開開關(guān)，整理好器材.(5)處理數(shù)據(jù)，用公式法和圖象法這兩種方法求出電池的電動勢和內(nèi)阻.二、實驗操作與實驗數(shù)據(jù)的處理1.實驗步驟(以伏安法為例)二、實驗操作與實驗數(shù)據(jù)的處理2.實驗數(shù)據(jù)的處理(1)公式法依次記錄的多組數(shù)據(jù)(一般6組)如表所示：實驗序號123456I/AI1I2I3I4I5I6U/VU1U2U3U4U5U6分別將1、4組，2、5組，3、6組聯(lián)立方程組解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它們的平均值作為測量結(jié)果.2.實驗數(shù)據(jù)的處理實驗序號123456I/AI1I2I3I4(2)圖象法①根據(jù)多次測出的U、I值，作U－I圖象；②將圖線兩側(cè)延長，縱軸截距點意味著斷路情況，它的數(shù)值就是電池電動勢E；③橫軸截距點(路端電壓U＝0)意味著短路情況，它的數(shù)值就是短路電流(縱橫坐標從0開始)；圖4(2)圖象法圖43.注意事項(1)為使電池的路端電壓有明顯變化，應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻較大的電壓表.(2)實驗中不能將電流調(diào)得過大，且讀數(shù)要快，讀完后立即切斷電源，防止干電池大電流放電時內(nèi)阻r的明顯變化.3.注意事項(3)當干電池的路端電壓變化不很明顯時，作圖象時，縱軸單位可取得小一些，且縱軸起點可不從零開始.如圖5所示，此時圖線與縱軸交點仍為電池的電動勢E，但圖線與橫軸交點不再是短路電流，內(nèi)阻要在直線上取較遠的兩點用r＝

求出.圖5(3)當干電池的路端電壓變化不很明顯時，作圖象時，縱軸單位可4.誤差分析(1)偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U－I圖象時描點不準確.(2)系統(tǒng)誤差：主要原因是電壓表的分流作用，使得電流表上讀出的數(shù)值比流過電源的電流偏小一些.U越大，電流表的讀數(shù)與總電流的偏差就越大，將測量結(jié)果與真實情況在U－I坐標系中表示出來，如圖6所示，可見E測＜E真，r測＜r真.圖64.誤差分析圖6題型演練題型演練一、伏安法測E、r的儀器選擇與數(shù)據(jù)處理例1

利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，要求盡量減小實驗誤差.圖7(1)應(yīng)該選擇的實驗電路是圖7中的____(填“甲”或“乙”).甲答案解析一、伏安法測E、r的儀器選擇與數(shù)據(jù)處理例1利用電流表和電壓解析如果用乙電路，誤差來源于電流表的分壓，測量時將電流表內(nèi)阻當成電源內(nèi)阻的一部分，而電流表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻很接近，故電源內(nèi)阻測量誤差大，用甲電路，誤差來源于電壓表的分流，因為電壓表的內(nèi)阻遠大于滑動變阻器的電阻，故電壓表分流很小.測量引起的誤差小，故選擇甲電路圖；解析如果用乙電路，誤差來源于電流表的分壓，測量時將電流表內(nèi)(2)現(xiàn)有電流表(0～0.6A)、開關(guān)和導線若干，以及以下器材：A.電壓表(0～15V)B.電壓表(0～3V)C.滑動變阻器(0～20Ω)D.滑動變阻器(0～500Ω)實驗中電壓表應(yīng)選用___；滑動變阻器應(yīng)選用___.(選填相應(yīng)器材前的字母)B

C答案解析(2)現(xiàn)有電流表(0～0.6A)、開關(guān)和導線若干，以及以下解析一節(jié)干電池的電動勢為1.5V，因此電壓表量程選擇3V，故選B；為使電流表有較大角度的偏轉(zhuǎn)，需選用總阻值小的滑動變阻器，故選C；解析一節(jié)干電池的電動勢為1.5V，因此電壓表量程選擇3(3)某位同學記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標在圖8的坐標紙上，請標出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點，并畫出U－I圖線.答案解析序號123456電壓U(V)1.451.401.301.251.201.10電流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480圖8(3)某位同學記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點答案如圖所示答案如圖所示解析先描點，然后用平滑的直線連接，就得到電源的伏安特性曲線.要使直線過盡可能多的點，不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè)，偏離直線較選的點應(yīng)舍棄；解析先描點，然后用平滑的直線連接，就得到電源的伏安特性曲線(4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E＝_______________V，內(nèi)電阻r＝_______________Ω.答案解析1.50(1.49～1.51)0.83(0.81～0.85)(4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E＝_____解析由閉合電路的歐姆定律得U＝E－Ir，故U－I圖象的縱軸截距表示電源的電動勢，斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，故E＝1.50V，r≈0.83Ω.解析由閉合電路的歐姆定律得U＝E－Ir，故U－I圖象的縱軸選擇儀器時注意掌握的原則1.安全性原則，即一定要保證儀器的安全，對電表來講不超量程，對滑動變阻器來講不能超其額定電流.2.精確性原則，即要保證測量時讀數(shù)精確，對電表來講在不超量程的前提下，盡量選用小量程的，對歐姆表來講盡量讓指針指在中值刻度附近.3.方便性原則，此原則主要針對滑動變阻器來講，在滑動變阻器控制電路時，電路的電壓、電流的變化范圍要盡可能大，以便獲取多組測量值.規(guī)律總結(jié)選擇儀器時注意掌握的原則規(guī)律總結(jié)針對訓練小明利用實驗裝置測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻.實驗所用電流表和電壓表的內(nèi)阻分別為0.1Ω和1kΩ，如圖9所示為實驗原理圖及所需器材圖.答案解析答案見解析圖圖9(1)在圖中用筆畫線代替導線將器材按原理圖連接成實驗電路.針對訓練小明利用實驗裝置測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻.實驗解析按照實驗原理圖將實物圖連接起來，如圖甲所示.解析按照實驗原理圖將實物圖連接起來，如圖甲所示.由圖線求得：電動勢E＝__________________V，內(nèi)阻r＝__________________Ω.(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下：答案解析1.60(1.58～1.62均對)U/V1.451.361.271.161.06I/A0.120.200.280.360.44圖101.22(1.18～1.26均對)請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖10所示方格紙上作出U—I圖線.由圖線求得：電動勢E＝__________________解析描點連線得到U－I圖象，如圖乙所示根據(jù)E＝U＋Ir，圖象中縱軸截距表示電源的電動勢，所以E＝1.60V(1.58～1.62V均對)，斜率的絕對值為內(nèi)阻，所以r≈1.22Ω(1.18～1.26Ω均對).解析描點連線得到U－I圖象，如圖乙所示根據(jù)E＝U＋Ir，圖(3)實驗時，小明進行了多次測量，花費了較長時間，測量期間一直保持電路閉合.其實，從實驗誤差考慮這樣的操作不妥，因為___________________________________________________________.答案解析

干電池長時間使用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化，導致實驗誤差增大解析干電池長時間使用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化，導致實驗誤差增大.(3)實驗時，小明進行了多次測量，花費了較長時間，測量期間一二、伏阻法和安阻法的實驗原理和數(shù)據(jù)處理1.伏阻法(1)電路圖：如圖11所示(2)實驗原理：E＝U＋(3)數(shù)據(jù)處理圖11

圖12由圖象的斜率和截距求解.二、伏阻法和安阻法的實驗原理和數(shù)據(jù)處理1.伏阻法圖112.安阻法(1)電路圖：如圖13所示.(2)實驗原理：E＝IR＋Ir.(3)數(shù)據(jù)處理圖13

圖14由圖象的斜率和截距求解.2.安阻法圖13圖14由圖象的斜率和截例2有一特殊電池，它的電動勢約為9V，內(nèi)阻約為40Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為50mA.為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學利用如圖15甲所示電路進行實驗，圖中電流表的內(nèi)阻RA＝5Ω，R為電阻箱，阻值范圍0～999.9Ω，R0為定值電阻，對電源起保護作用.圖15例2有一特殊電池，它的電動勢約為9V，內(nèi)阻約為40Ω(1)本實驗中的R0應(yīng)選___(填字母).A.10Ω B.50ΩC.150Ω D.500Ω圖15答案解析C(1)本實驗中的R0應(yīng)選___(填字母).圖15答案解析C解析當電阻箱接入電路的阻值為零時，電路中的電流不能超過50mA，即電路中電阻的最小值約為180Ω，其中包括電源內(nèi)阻約為40Ω、電流表的內(nèi)阻RA＝5Ω，C選項最為合適.解析當電阻箱接入電路的阻值為零時，電路中的電流不能超過5010

45(2)該同學接入符合要求的R0后，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電流表的示數(shù)，記錄多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的圖線，則根據(jù)圖線可求得該電池的電動勢E＝___V，內(nèi)阻r＝____Ω.圖15答案解析1045(2)該結(jié)合題圖可得E＝10V，r＝45Ω.結(jié)合題圖可得E＝10V，r＝45Ω.達標檢測達標檢測1.某興趣小組探究用不同方法測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，他們提出的實驗方案中有如下四種器材組合.為使實驗結(jié)果盡可能準確，最不可取的一組器材是A.一個電流表、一個電壓表和一個滑動變阻器B.一個電壓表和多個定值電阻C.一個電流表和一個電阻箱D.兩個電流表和一個滑動變阻器答案解析√121.某興趣小組探究用不同方法測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，他們提解析根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E＝U＋Ir，測量多組數(shù)據(jù)U、I可求E、r，A可取；由E＝

(r＋R)，可知測量多組數(shù)據(jù)U、R可求E、r，B可??；由E＝I(R＋r)可知，測量多組數(shù)據(jù)I、R可求E、r，C可??；D中兩個電流表和一個滑動變阻器，由于不知道滑動變阻器的阻值，故無法求出E、r，D不可取.12解析根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E＝U＋Ir，測量多組數(shù)據(jù)U、2.如圖16中a所示是“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗電路，如果采用一節(jié)新干電池進行實驗，實驗時會發(fā)現(xiàn)，當滑動變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時，電壓表讀數(shù)變化很小，為了較精確地測量一節(jié)新干電池的內(nèi)阻，連接了一定值電阻，實驗電路原理圖如圖b所示.可用以下給定的器材和一些導線來完成實驗，器材：量程3V的理想電壓表V，量程0.6A的電流表A(具有一定內(nèi)阻)，定值電阻R0(R0＝1.5Ω)，滑動變阻器R1(0～10Ω)，滑動變阻器R2(0～200Ω)，開關(guān)S.122.如圖16中a所示是“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗電路，(1)為方便實驗調(diào)節(jié)且能較準確地進行測量，滑動變阻器應(yīng)選用____(填“R1”或“R2”).答案12圖16R1(1)為方便實驗調(diào)節(jié)且能較準確地進行測量，滑動變阻器應(yīng)選用_(2)用筆畫線代替導線在圖c中完成實物連接圖.答案12答案如圖所示(2)用筆畫線代替導線在圖c中完成實物連接圖.答案12答案(3)實驗中改變滑動變阻器的阻值，測出幾組電流表和電壓表的讀數(shù)，在給出的U－I坐標系中畫出U－I圖線如圖d所示，則新干電池的內(nèi)阻r＝_____Ω.(保留兩位有效數(shù)字)答案120.29(3)實驗中改變滑動變阻器的阻值，測出幾組電流表和電壓表的讀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

56384866666gjfdghmghm

56384866666gjfdghmghm

56384866666gjfdghmghm

56384866666gjfdghmghm

56384866666gjfdghmghm

56384866666gjfdghmghm

56384866666gjfdghmghm

56384866666gjfdghmghm

56384866666gjfdghmghm

56384866666gjfdghmghm

56384866666gjfdghmghm

56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm563848666￥11111111111111111111111111111112222222222222222222222