2018高中物理人教版(浙江專用)學(xué)考復(fù)習(xí)-27.12-實(shí)驗(yàn)(12)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

實(shí)驗(yàn)(12):測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻一、實(shí)驗(yàn)原理圖

二、根本實(shí)驗(yàn)要求1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的原理和實(shí)驗(yàn)方法。(2)會(huì)用解析法和圖象法求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,進(jìn)一步加深對(duì)閉合電路歐姆定律的理解。2.實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)的依據(jù)是閉合電路歐姆定律。實(shí)驗(yàn)電路圖如下圖,改變滑動(dòng)變阻器的阻值,從電壓表、電流表中讀出幾組U、I值,記錄在表格中。用解析法或圖象法處理數(shù)據(jù)。3.實(shí)驗(yàn)器材電池、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺。4.實(shí)驗(yàn)步驟(1)確定電流表、電壓表的量程,按電路圖把器材連接好。(2)將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至最大。(3)閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)變阻器,使電流表有明顯示數(shù),記錄電流表和電壓表的示數(shù)。(4)用與步驟(3)同樣的方法測(cè)量并記錄6組左右U、I值。(5)斷開(kāi)開(kāi)關(guān),整理好器材。5.數(shù)據(jù)處理(1)由解析法求解E和r,由U=E-Ir解得E、r。(2)由圖象法求解E和r,將實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的U、I值在U-I圖中描點(diǎn)作圖,如下圖。①圖線與縱軸交點(diǎn)為E;②圖線的斜率表示內(nèi)阻r。6.本卷須知(1)器材及量程的選擇:①為了使路端電壓變化明顯,可使用內(nèi)阻相對(duì)較大的舊電池②實(shí)驗(yàn)用的是一節(jié)干電池,因此實(shí)驗(yàn)時(shí)一般采用量程0~3V的電壓表。③電流不要過(guò)大,故電流表量程選0~0.6A。④干電池的內(nèi)阻較小,為了獲得變化明顯的路端電壓,滑動(dòng)變阻器選擇阻值較小一點(diǎn)的。(2)電路的選擇:由于電流表內(nèi)阻與干電池內(nèi)阻比較接近,所以電流表應(yīng)采用外接法,如下圖。(3)實(shí)驗(yàn)操作:電池在大電流放電時(shí)極化現(xiàn)象較嚴(yán)重,電動(dòng)勢(shì)E會(huì)明顯下降,內(nèi)阻r會(huì)明顯增大,因此,實(shí)驗(yàn)中不要將電流調(diào)得過(guò)大,電表讀數(shù)要快,每次讀完后應(yīng)立即斷電。(4)數(shù)據(jù)處理:干電池內(nèi)阻較小時(shí),U的變化較小,往往呈現(xiàn)如圖甲所示的狀況,為此,可使縱坐標(biāo)不從零開(kāi)始,而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開(kāi)始,如圖乙所示?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)原理和電路典例4某實(shí)驗(yàn)小組做“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示:(1)電流表示數(shù)如圖乙所示,那么電流為A。

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得U-I圖象如圖丙所示,那么電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=Ω。

考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4解析:

(1)根據(jù)電流表示數(shù),并正確讀數(shù),電流為0.25±0.01

A;(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得U-I圖象,當(dāng)電流為零時(shí),外電壓的值為電源電動(dòng)勢(shì)。圖線的斜率的絕對(duì)值為電源的內(nèi)阻,電動(dòng)勢(shì)E=1.43

V,r=0.75

Ω。答案:

(1)0.25±0.01

(2)1.43

0.75考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)器材的選擇與操作典例5用電流表和電壓表測(cè)定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動(dòng)勢(shì)約4.5V,內(nèi)電阻約1Ω)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,除待測(cè)電池組、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線外,還有以下器材供選用:A.電流表:量程0.6A,內(nèi)電阻約1ΩB.電流表:量程3A,內(nèi)電阻約0.2ΩC.電壓表:量程3V,內(nèi)電阻約30kΩD.電壓表:量程6V,內(nèi)電阻約60kΩE.滑動(dòng)變阻器:0~1000Ω,額定電流0.5AF.滑動(dòng)變阻器:0~20Ω,額定電流2A(1)為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,電流表應(yīng)選用,電壓表應(yīng)選用,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用。(均填儀器的字母代號(hào))

考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4(2)圖為正確選擇儀器后,連好的局部電路。為了使測(cè)量誤差盡可能小,還需在電路中用導(dǎo)線將和相連、和相連、和相連。(均填儀器上接線柱的字母代號(hào))

考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4解析:(1)因三節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)約為4.5V,故電壓表應(yīng)選D;因干電池放電電流不宜超過(guò)0.5A,故電流表應(yīng)選A;由電壓表和電流表的測(cè)量范圍可知滑動(dòng)變阻器選用F即可。(2)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)如下圖。為了連接成如下圖的實(shí)驗(yàn)電路,還需要用導(dǎo)線將a與d、c與g、f與h相連。答案:(1)ADF(2)adcgfh(2)現(xiàn)有電流表(0~0.6A)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線假設(shè)干,以及以下器材:A.電壓表(0~15V)B.電壓表(0~3V)C.滑動(dòng)變阻器(0~50Ω)D.滑動(dòng)變阻器(0~500Ω)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用。(選填相應(yīng)器材前的字母)

考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)3圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)典例6利用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。(1)應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖1中的

(選填“甲”或“乙”)。

考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4(3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示,其中5組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在坐標(biāo)紙上,請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn),并畫(huà)出U-I圖線。(4)根據(jù)(3)中所畫(huà)圖線可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)E=

V,內(nèi)電阻r=

Ω。

考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4解析:(1)干電池內(nèi)阻較小,為減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)選題甲所示電路圖;(2)一節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,那么電壓表應(yīng)選B,為方便實(shí)驗(yàn)操作,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選C;(3)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn),然后作出電源的U-I圖象如下圖;(4)由圖示電源U-I圖象可以知道,圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是1.5,那么電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5V,電源內(nèi)阻約為0.83。答案:(1)甲(2)BC(3)如解析圖(4)1.50(1.49~1.51)0.83(0.81~0.85)考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)4測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的其他方法1.用一個(gè)電流表和電阻箱測(cè)量,電路如圖甲所示,測(cè)量原理E=I1(R1+r),E=I2(R2+r),由此可求出E和r。2.用一個(gè)電壓表和電阻箱測(cè)量,電路如圖乙所示,測(cè)量原理為:E=U1+r,E=U2+r,由此可求出E和r?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4典例7某研究性學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示電路測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖乙所示的

圖線,其中R為電阻箱讀數(shù),I為電流表讀數(shù),由此可以得到E=

V,r=

Ω。

甲

乙考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4答案:

2.9

0.9考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4典例8為了測(cè)量由兩節(jié)干電池組成的電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,其中R為電阻箱,R0=5Ω為保護(hù)電阻。考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4(1)按照?qǐng)D甲所示的電路圖,某同學(xué)已經(jīng)在圖乙所示電路中完成局部導(dǎo)線的連接,請(qǐng)你完成余下導(dǎo)線的連接。(2)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,調(diào)整電阻箱的阻值,再閉合開(kāi)關(guān)S,讀取并記錄電壓表的示數(shù)及電阻箱接入電路中的阻值。屢次重復(fù)上述操作,可得到多組電壓值U及電阻值R,并以的關(guān)系圖線(該圖線為一直線),如下圖。由圖線可求得電池組的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=Ω(保存兩位有效數(shù)字)。

考點(diǎn)1考點(diǎn)2考