202X高考物理第八章實(shí)驗(yàn)十測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課件魯科版選修3_1

1、實(shí)驗(yàn)十測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)十測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻一、基本原理與操作一、基本原理與操作原理電路圖原理電路圖操作要領(lǐng)操作要領(lǐng)原理：閉合電路歐姆定律原理：閉合電路歐姆定律EUIr（1）連接電路：）連接電路：按實(shí)驗(yàn)電路圖連接好按實(shí)驗(yàn)電路圖連接好電路電路（2）測(cè)量與記錄：）測(cè)量與記錄：閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)量出多組動(dòng)變阻器，測(cè)量出多組I、U值，填入值，填入對(duì)應(yīng)的表格中對(duì)應(yīng)的表格中二、數(shù)據(jù)處理二、數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算方法計(jì)算方法2.圖象法圖象法：畫出電源的：畫出電源的UI圖象，如圖所示，圖象，如圖所示，注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)（1）可選用舊電池：可選用舊電池：為了使電路的路端電壓變化明顯

2、。為了使電路的路端電壓變化明顯。（2）電流不要過大，讀數(shù)要快：電流不要過大，讀數(shù)要快：干電池在大電流放電時(shí)，電動(dòng)勢(shì)干電池在大電流放電時(shí)，電動(dòng)勢(shì)E會(huì)明顯下降，會(huì)明顯下降，內(nèi)阻內(nèi)阻r會(huì)明顯增大。會(huì)明顯增大。誤差分析誤差分析（1）用圖象法求）用圖象法求E和和r時(shí)作圖不準(zhǔn)確。時(shí)作圖不準(zhǔn)確。（2）由于電流表或電壓表的分壓或分流存在系統(tǒng)誤差。）由于電流表或電壓表的分壓或分流存在系統(tǒng)誤差。（3）本實(shí)驗(yàn)中測(cè)量結(jié)果是：）本實(shí)驗(yàn)中測(cè)量結(jié)果是：E測(cè)測(cè)E真真，r測(cè)測(cè)r真真。熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)【例【例1】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。要求盡量減小利用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電

3、動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。實(shí)驗(yàn)誤差。（1）應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖）應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖1中的中的（選填（選填“甲甲”或或“乙乙”）。）。（2）現(xiàn)有電流表（）現(xiàn)有電流表（00.6 A）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：A.電壓表（電壓表（015 V）B.電壓表（電壓表（03 V）C.滑動(dòng)變阻器（滑動(dòng)變阻器（050 ）D.滑動(dòng)變阻器（滑動(dòng)變阻器（0500 ）實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用；（選填相應(yīng)器材前的字母）；（選填相應(yīng)器材前的字母）（3）某位同學(xué)記錄的）某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中組數(shù)據(jù)如下表所示

4、，其中5組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖2中的中的坐標(biāo)紙上，請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并畫出坐標(biāo)紙上，請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并畫出UI圖線。圖線。序號(hào)序號(hào)123456電壓電壓U/V1.451.401.301.251.201.10電流電流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480圖圖2（4）根據(jù)（）根據(jù)（3）中所畫圖線可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)）中所畫圖線可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)E V，內(nèi)電阻，內(nèi)電阻r 。（結(jié)果保留（結(jié)果保留2位小數(shù)）位小數(shù)）解析解析（1）干電池內(nèi)電阻較小，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，選用甲電路時(shí)電源內(nèi)電阻的）干電池內(nèi)電阻較小，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，選用

5、甲電路時(shí)電源內(nèi)電阻的測(cè)量值相對(duì)誤差小。測(cè)量值相對(duì)誤差小。（2）因?yàn)橐还?jié)干電池的電壓在）因?yàn)橐还?jié)干電池的電壓在1.5 V左右，所以電壓表選用左右，所以電壓表選用03 V量程的；為了便量程的；為了便于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器選用變阻范圍于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器選用變阻范圍050 的。的。（3）作圖過程略，如圖：）作圖過程略，如圖：（4）由）由UEIr知知UI圖線在圖線在U軸上的截距軸上的截距表示表示E、斜率的絕對(duì)值表示、斜率的絕對(duì)值表示r。由圖線可得由圖線可得E1.50 V，r0.83 。答案答案（1）甲（）甲（2）BC（3）見解析圖）見解析圖（4）1.50（1.491.51）0.83（0.810.85）熱點(diǎn)二

6、實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新命題角度命題角度結(jié)合電表的改裝測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻結(jié)合電表的改裝測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻【例【例2】某同學(xué)在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：某同學(xué)在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：A.待測(cè)的干電池（電動(dòng)勢(shì)約為待測(cè)的干電池（電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V，內(nèi)阻小于，內(nèi)阻小于1.0 ）B.電流表電流表A1（量程（量程03 mA，內(nèi)阻，內(nèi)阻Rg110 ）C.電流表電流表A2（量程（量程00.6 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻Rg2約為約為0.1 ）D.滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍（阻值范圍020 ，額定電流，額定電流10 A）E.滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器

7、R2（阻值范圍（阻值范圍0200 ，額定電流，額定電流1 A）F.電阻箱電阻箱R0（阻值范圍（阻值范圍0999 ）G.開關(guān)和導(dǎo)線若干開關(guān)和導(dǎo)線若干（1）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個(gè)電流表，于是他設(shè)計(jì)）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個(gè)電流表，于是他設(shè)計(jì)了如圖了如圖 a、b、c、d所示的四個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路，并計(jì)劃用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中所示的四個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路，并計(jì)劃用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中最合理的是圖最合理的是圖所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選（填寫器材

8、前的字母代號(hào)）。（填寫器材前的字母代號(hào)）。（2）該同學(xué)選出合理的實(shí)驗(yàn)電路后，把與）該同學(xué)選出合理的實(shí)驗(yàn)電路后，把與R0串聯(lián)的電流表當(dāng)作量程為串聯(lián)的電流表當(dāng)作量程為03 V的電壓表的電壓表使用，于是將電阻箱使用，于是將電阻箱R0的阻值調(diào)至的阻值調(diào)至 。（3）圖）圖3為該同學(xué)利用（為該同學(xué)利用（1）中選出的合理的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出的數(shù)據(jù)繪出的）中選出的合理的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出的數(shù)據(jù)繪出的I1I2圖線圖線（I1為電流表為電流表A1的示數(shù)，的示數(shù)，I2為電流表為電流表A2的示數(shù)），被測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)的示數(shù)），被測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)E V，內(nèi)阻內(nèi)阻r 。（結(jié)果保留。（結(jié)果保留2位小數(shù)）位小數(shù)）解析解析（1）將小量程電流

9、表）將小量程電流表A1與電阻箱與電阻箱R0串聯(lián)并將電阻箱調(diào)至某一合適的阻值從串聯(lián)并將電阻箱調(diào)至某一合適的阻值從而將電流表改裝為電壓表，由此排除圖而將電流表改裝為電壓表，由此排除圖a、圖、圖d所示的電路；對(duì)于圖所示的電路；對(duì)于圖b所示的電路，所示的電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E（I1I2）rI1（Rg1R0），對(duì)于圖），對(duì)于圖c所示的電路，所示的電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得根據(jù)閉合電路歐姆定律可得EI2（Rg2r）I1（Rg1R0），由于），由于Rg2的準(zhǔn)確值未的準(zhǔn)確值未知，用圖象法處理數(shù)據(jù)，會(huì)使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，故應(yīng)選圖知，用圖象法處理數(shù)據(jù)，會(huì)使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，故應(yīng)選

10、圖b所示的電路。由電流表所示的電路。由電流表A2的量程分析可知，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選的量程分析可知，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選D。（2）根據(jù)題圖分析可知應(yīng)將電阻箱）根據(jù)題圖分析可知應(yīng)將電阻箱R0的阻值調(diào)至的阻值調(diào)至990 ，從而將電流表改裝為量程，從而將電流表改裝為量程為為03 V的電壓表。的電壓表。答案答案（1）bD（2）990（3）1.480.85命題角度命題角度用電流表、電阻箱測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻用電流表、電阻箱測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理誤差來源誤差來源EIRIr（1）圖象法）圖象法（2）計(jì)算法）計(jì)算法EI1R1I1rEI2R2I2r電流表的分壓電流表的分壓E測(cè)測(cè)

11、E真真，r測(cè)測(cè)r真真【例【例3】（2018江蘇單科，江蘇單科，10）一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。（1）如圖）如圖4所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線（圖中虛線所示）時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線（圖中虛線所示）時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處_。圖圖5R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.266.76.05.34.53.8（3）為了得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為為了得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)

12、將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時(shí)，電壓表的時(shí)，電壓表的指針位置如圖指針位置如圖6所示，則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為所示，則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為 V；內(nèi)阻應(yīng)為；內(nèi)阻應(yīng)為 。解析解析（1）在連接電路前，首先要斷開開關(guān)，電路中串聯(lián)的電阻箱（或滑動(dòng)變阻）在連接電路前，首先要斷開開關(guān)，電路中串聯(lián)的電阻箱（或滑動(dòng)變阻器）阻值要調(diào)節(jié)到最大，所以操作中存在的不妥之處是：器）阻值要調(diào)節(jié)到最大，所以操作中存在的不妥之處是：開關(guān)未斷開；開關(guān)未斷開；電阻箱電阻箱阻值為零。阻值為零。答案答案（1）開關(guān)未斷開；

13、開關(guān)未斷開；電阻箱阻值為零。電阻箱阻值為零。（2）圖象見解析）圖象見解析1.4（1.301.44都算對(duì)）都算對(duì)）1.2（1.01.4都算對(duì)）都算對(duì)）（3）1.4結(jié)果與（結(jié)果與（2）問第一個(gè)空格一致）問第一個(gè)空格一致1.0結(jié)果比（結(jié)果比（2）問第二個(gè)空格小）問第二個(gè)空格小0.2命題角度命題角度用電壓表、電阻箱測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻用電壓表、電阻箱測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理誤差來源誤差來源（1）圖象法）圖象法（2）計(jì)算法）計(jì)算法電壓表的分流電壓表的分流E測(cè)測(cè)E真真，r測(cè)測(cè)r真真【例【例4】某同學(xué)僅用一個(gè)電壓表、一個(gè)電阻箱、一個(gè)開關(guān)和若干導(dǎo)線測(cè)量某一電源某同學(xué)僅用一個(gè)電壓表、一個(gè)電阻箱、一個(gè)開關(guān)和若干導(dǎo)線測(cè)量某一電源的電動(dòng)勢(shì)的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻和內(nèi)阻r。圖圖7（1）請(qǐng)你根據(jù)上述器材，設(shè)計(jì)出測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路，并按你設(shè)）請(qǐng)你根據(jù)