【三維設計】高考物理一輪復習 第七章 實驗10 測定電源的電動勢和內(nèi)阻課件 新人教（安徽 北京專）

實驗理論必備第七章課下知能提升命題熱點例析一、實驗目的(1)掌握用電壓表和電流表測量電源電動勢和內(nèi)阻的方法。(2)學會用圖像法求電源的電動勢和內(nèi)阻。二、實驗原理1．實驗依據(jù)閉合電路歐姆定律。2．實驗電路如圖實－10－1所示。圖實－10－14．作圖法數(shù)據(jù)處理如圖實－10－2所示。

圖實－10－2(4)斷開開關，拆除電路，整理好器材。五、數(shù)據(jù)處理本實驗中數(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)六組對對應的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)數(shù)據(jù)滿足足關系式式U1六、誤差差分析1．偶然誤誤差(1)由讀數(shù)不不準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，由由于作作圖不不準確確造成成的誤誤差。。(3)測量過過程中中通電電時間間過長長或電電流過過大，，都會會引起起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)阻阻影響響而導導致的的誤差差。(1)如圖實實－10－3甲所示示，在在理論論上E＝U＋(IV＋IA)r，其中中電壓表表示數(shù)數(shù)U是準確確的電電源兩兩端電電壓。。而實實驗中中忽略略了通通過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。。圖實實－10－3乙所示示，因因為電電壓表表和電電池并并聯(lián)，，所以以r測小于電池內(nèi)內(nèi)阻r真，因為外電電阻R斷開時，a、b兩點間電壓壓(2)若采用如圖實－10－4甲所示的電路，IA為電源電流真實值，理論上有E＝U＋UA＋IAr，其中UA不可知，而造成誤差，而且電流表示數(shù)越大，UA越大，當電流為零時，UA＝0，電壓為準確值，等于E。圖實－10－4七、注意事事項(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(選用已使用用過一段時時間的干電電池)。(2)要測出不少少于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，由由于讀數(shù)的的偶然誤差差，描出的的點不在一條直線上上，在作圖圖時應使圖圖線通過盡盡可能多的的點，并使使不在直線線上的點均均勻分布在在直線的兩兩側(cè)，個別別偏離直線線太遠的點點可舍去。。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，這時畫U－八、實驗改改進測電源的電電動勢和內(nèi)內(nèi)阻的其他他幾種方法法(1)用一個電流流表和電阻阻箱測量，，電路如圖圖實－10－5所示，測量原理為為：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求求出E和r，此種方法法使測得的的電動勢無無偏差，但但內(nèi)阻偏大大。圖實實－－10－5圖實實－－10－7[例1]用圖圖實實－－10－8所示示電電路路，，測測定定一一節(jié)干干電電池池的的電電動動勢勢和和內(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)滑滑動動變變阻阻器器時時造造成短短路路，，電電路路中中用用一一個個定定值值電護作用。除電池、開關和導線外，可供使用的實驗器材還有：(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)滑動變阻器(阻值范圍0～10Ω、額定電流2A)；(f)滑動變阻器(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實驗驗，，電電壓壓表表的的量量程程應應選選擇擇____(2)引起該實驗系統(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動勢勢為為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時，，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，，加加上上保保護護電電阻阻，，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測量量工工具具和和測測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。。本本實實驗驗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)總總是是比比測測量量值值小小，，造造成成E測＜E真，r測＜r真。[答案](1)30.6[例2]在“用電流表和電電壓表測電池池的電動勢和和內(nèi)電阻”的實驗中，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．開關關S和若干干導線線E．滑動動變阻阻器R1(最大阻阻值20ΩΩ，允許許最大大電流流1A)F．滑動動變阻阻器R2(最大阻阻值300ΩΩ，允許許最大大電流流0.5A)G．滑動動變阻阻器R3(最大阻阻值1000ΩΩ，允許許最大大電流流0.1A)(1)①按如如圖實實－10－9所示電電路測測量干干電池池的電電動勢勢和內(nèi)內(nèi)阻，，滑動動變阻阻器應應選________(填寫代代號)。圖實－－10－9②為使使測量量盡可可能精精確，，用筆筆畫線線代替替導線線將如如圖實實－10－10所示的的實物物圖連連接成成實驗驗電路路(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時，其其使用用電阻阻值最最大。。圖實－－10－10(2)實驗步步驟：：①按實實驗要要求連連接好好電路路。閉閉合開開關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閉合合開關關，調(diào)調(diào)節(jié)滑滑動變變阻器器，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量量多組組數(shù)據(jù)據(jù)；③斷開開開關關，整整理好好器材材；④數(shù)據(jù)據(jù)處理理。(3)將實驗驗測得得的數(shù)數(shù)據(jù)標標在如如圖實實－10－11所示的的坐標標圖中中，請請作出出U－I圖線，，由此此求得得待測測電池池的電電動勢勢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－－10－11[解析]滑動變變阻器器不要要選阻阻值過過大的的，因因為阻阻值過過大不不便于于調(diào)節(jié)節(jié)，當當然要要保證證電流流不超超過額額定值值，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就就是電電動勢勢，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)1．88(1.86～1.90均對)[例3]某同學學利用用電壓壓表和和電阻阻箱測測定干干電池池的電電動勢勢和內(nèi)內(nèi)阻，，使用用的器器材還還包括括定值值電阻阻(R0＝5ΩΩ)一個個，，開開關關兩兩個個，，導導線線若若干干，，實實驗驗原原理理圖圖如如圖圖實實－－10－12。(1)在圖圖實實－－10－13的實實物物圖圖中中，，已已正正確確連連接接了了部部分分電電路路，，請請完完成成余余下下電電路路的的連連接接。。(2)請完完成成下下列列主主要要實實驗驗步步驟驟：：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)如如圖圖實實－－10－14所示示，，讀讀得得電電阻阻值值是是________；②將將開開關關S1閉合合，，開開關關S2斷開開，，電電壓壓表表的的示示數(shù)數(shù)是是1.49V；③將將開開關關S2________，電電壓壓表表的的示示數(shù)數(shù)是是1.16V；斷斷開開開開關關S1。(3)使用用測測得得的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)，，計計算算出出干干電電池池的的內(nèi)內(nèi)阻阻是是________(計算結(jié)結(jié)果