2016高三第一轮复习实验9测定电源的电动势和内电阻

内容首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理实验基础自主梳理考点一实验原理及数据处理考点二实物连图及实验操作考点三创新实验设计考点高三物理一轮复习实验九测定电源的电动势和内电阻内容首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理实验基础自主梳理实验目的1．掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路的欧姆定律．2．掌握用图象法求电动势和内阻的方法．实验原理1．实验电路：如图1所示．内容首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理实验基础自主梳理2．实验原理：闭合电路的欧姆定律．实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔．实验步骤1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图连接好电路．2．把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端．3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数．记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组I、U值，并填入表格中．内容首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理实验基础自主梳理4.断开开关，拆除电路，整理好器材．数据处理本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法．法一：取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r…让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小．第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A内容首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理实验基础自主梳理法二：以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U－I坐标系，在坐标平面内描出各组(U，I)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，如图2所示，则：(1)图线与纵轴交点为E.(2)图线与横轴交点为I短＝Er.(3)图线的斜率表示r＝ΔUΔI.内容首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理实验基础自主梳理误差分析1．由读数误差和电表线性不良引起误差．2．用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差．3.本实验采用的如图1所示的测量电路是存在系统误差的，这是由于电压表的分流IV引起的，使电流表的示数I测小于电池的输出电流I真．因为I真＝I测＋IV，而IV＝U/RV，U越大，IV越大，U趋近于零时，IV也趋近于零．所以此种情况下图线与横轴的交点为真实的短路电流，而图线与纵轴的交点为电动势的测量值，比真实值偏小．修正后的图线如图3所示，显然，E、r的测量值都比真实值偏小，r测r真、E测E真．内容首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理实验基础自主梳理4．若采用如图4所示电路，电流是准确的，当I很小时，电流表的分压很小，但随电压的增大，电流I增大，电流表的分压作用也逐渐增大．此种情况如图5所示，所以E测＝E真、r测r真．内容首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理实验基础自主梳理注意事项1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些(选用已使用过一段时间的干电池)．2．在实验中不要将I调得过大，每次读完U、I读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，使得E、r明显变化．3．测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，要将测出的I、U数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E、r值再求平均值．4．在画U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上，或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差．内容首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理实验基础自主梳理5．干电池内阻较小时，U的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如图甲所示的状况，使下部大面积空间得不到利用，为此，可使纵坐标不从零开始而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)，如图乙所示，并且把坐标的比例放大，可使结果的误差减小．此时图线与横轴交点不表示短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势．要在直线上任取两个相距较远的点，用r＝ΔUΔI计算出电池的内阻r.内容考点突破题型透析首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理【例1】(2014·高考北京卷改编)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．(1)应该选择的实验电路是图1中的__________(选填“甲”或“乙”)．(2)现有电流表(0～0.6A)、开关和导线若干，以及以下器材：A．电压表(0～15V)B．电压表(0～3V)C．滑动变阻器(0～50Ω)D．滑动变阻器(0～500Ω)实验中电压表应选用________，滑动变阻器应选用________；(选填相应器材前的字母)考点一实验原理及数据处理图片显/隐内容考点突破题型透析首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理(3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U－I图线.(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.解析图片显/隐考点一实验原理及数据处理序号123456电压U(V)1.451.401.301.251.201.10电流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480(1)干电池内阻较小，应选甲以减小误差．(2)干电池电动势约为1.5V，电压表应选B可减小读数误差．滑动变阻器应选C，若选D，则滑片滑动时引起电流表读数变化非常微小．(3)图线应为直线，作图时使尽量多的点在线上，不在线上的点应均匀分布在线的两侧，误差较大的点舍去．内容考点突破题型透析首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理(1)甲(2)BC(3)图见解析(4)1.50(1.49～1.51)0.83(0.81～0.85)(4)由U＝E－Ir可得图象上的截距E＝1.50V，斜率的绝对值r≈0.83Ω解析答案考点一实验原理及数据处理内容考点突破题型透析首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理考点二实物连图及实验操作图片显/隐【例2】在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有：A．干电池一节B．电流表(量程0.6A)C．电压表(量程3V)D．开关S和若干导线E．滑动变阻器R1(最大阻值20Ω，允许最大电流1A)F．滑动变阻器R2(最大阻值300Ω，允许最大电流0.5A)G．滑动变阻器R3(最大阻值1000Ω，允许最大电流0.1A)(1)①按如下图所示电路测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选________(填写代号)．内容考点突破题型透析首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理②为使测量尽可能精确，用笔画线代替导线将如下图所示的实物图连接成实验电路(已连接了部分线)，要求变阻器的滑片滑至最右端时，其使用电阻值最大．(2)实验步骤：①按实验要求连接好电路．闭合开关前把变阻器的滑片滑至一端，使接入电路的阻值最大；②闭合开关，调节滑动变阻器，使________的指针有明显偏转，读取________和________的示数．用同样方法测量多组数据；③断开开关，整理好器材；④数据处理．图片显/隐考点二实物连图及实验操作内容考点突破题型透析首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理(3)将实验测得的数据标在如下图所示的坐标图中，请作出U－I图线，由此求得待测电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(结果保留三位有效数字)内容考点突破题型透析首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理(3)将实验测得的数据标在如下图所示的坐标图中，请作出U－I图线，由此求得待测电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(结果保留三位有效数字)滑动变阻器不要选阻值过大的，因为阻值过大不便于调节，要保证电流不超过额定值，电流表量程为0.6A，所以选R1；U－I图线中，与纵轴的交点就是电动势，斜率就是内阻．解析答案考点二实物连图及实验操作(1)①E(或R1)②如图甲所示(2)②电流表电流表电压表(3)如图乙所示1.50(1.47～1.52均对)1．88(1.86～1.90均对)内容考点突破题型透析首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理考点三创新实验设计图片显/隐【例3】(2014·高考新课标全国Ⅰ卷)利用如图甲所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值999.9Ω)，电阻R0(阻值为3.0Ω)，电阻R1(阻值为3.0Ω)，电流表(量程为200mA，内阻为RA＝6.0Ω)，开关S.实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.③以1I为纵坐标，R为横坐标，作1I－R图线(用直线拟合)；内容考点突破题型透析首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理回答下列问题：(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0Ω时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________．图片显/隐考点三创新实验设计(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则1I与R的关系式为_______________________________________________．R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077I－1/A－16.998.00②10.011.011.913.0内容考点突破题型透析首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理解析考点三创新实验设计(3)在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝_______A－1·Ω－1.截距b＝________A－1.(4)根据图线求得电源电动势E＝_____V，内阻r＝________Ω.(1)由闭合电路欧姆定律得E＝IRA＋I＋IRAR1(R0＋r＋R)变形化简得：1I＝RA＋R1ER1R＋1ERA＋RA＋R1R1（r＋R0）(2)电流表的读数为I＝200mA50×27.5＝110mA＝0.110A，1I＝9.09A－1.(3)用直尺作图，使尽量多的点在线上，作图可知k＝1.0，b＝6.0.内容考点突破题型透析首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理解析答案考点三创新实验设计(2)①0.110②9.09A－1(3)图见解析1.0(或在0.96～1.04之间)6.0(或在5.9～6.1之间)(4)3.0(或在2.7～3.3之间)1.0(或在0.6～1.4之间)(4)由表达式可知k＝3E，b＝15＋3rE代入数据可得E＝3.0V，r＝1.0Ω.(1)1I＝RA＋R1ER1R＋1ERA＋RA＋R1R1（r＋R0）或写成1I＝3.0ER＋3.0E(5.0＋r)内容考点突破题型透析首页上页下页尾页考点突破题型透析实验基础自主梳理点击图片免费观看视频微课......