高考物理测定电源电动势和内阻实验高三物理课件

实验原理:如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。AVRSEr图1此外，还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出U-I图象(如图2)所得直线跟纵轴的交点即为电动势E值,图线斜率的绝对值即为内电阻r的值.OI/AU/VI短E图2注意事项:1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。2．干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。3．要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值再平均。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。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。5．干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，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）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻，这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。伏安法测电动势和内阻实验中测量值和真实值的比较：VA安培表内接在并联电路之内的电路:解：作U=E-Ir图线如图实线示：UIE测UIA式中的U是路端电压,I应是通过电源的电流，I实=IA+IV=(IA+U/RV)可见U越大，差值(I实-IA)就越大，U=0时，差值(I实-IA)也为0，实际的U-I图线如图蓝虚线示:斜率增大E真I实∴E测E真r测r真该电路适用于滑动变阻器阻值很小(电源内阻很小)的情况.1.为测定一节蓄电池的电动势和内阻(内阻约为0.5Ω)，实验可能采用的电路图如图甲、乙所示。为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中连接了一个保护电阻R0，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：A．电流表(量程0.6A、内阻约0.5Ω)B．电压表(量程3V，内阻约6kΩ)C．电压表(量程15V，内阻约30kΩ)D．定值电阻(阻值1Ω；额定功率5W)E.定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W)F．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω)、额定电流2A)G．滑动变阻器(阻值范围0～200Ω、额定电流lA)(1)实验应采用电路(填“甲”或“乙”)；(2)电压表应选，定值电阻应选,滑动变阻器应选。(填相应仪器的序号)乙2.将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5V。可是这种电池并不能点亮手电筒上额定电压为1.5V、额定电流为0.3A的小灯泡，原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3mA。现试用量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材尽量精确地测定“水果电池”的电动势和内电阻。⑴请在下面虚线框内画出应该采用的电路原理图。⑵滑动变阻器有两种规格：A(0~10Ω)、B（0~3kΩ）。本实验中应该选用哪种规格的的滑动变阻器？为什么？⑶在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值，经描点、连线得到了U—I图象如图所示。根据图中所给数据，“水果电池”的电动势与内电阻分别是：E=_V，r=___________Ω。⑵选B，电池内阻很大，若选A，当滑动头移动时，电表读数几乎不变。⑶E=1.45Vr=483Ω3.下图虚线方框内是由电阻、电源组成的线性网络电路，为了研究它的输出特性，将电流表、电压表、滑动变阻器按图示的方式连接在它的输出端A、B之间。电键S闭合后，实验中记录的6组电流表示数I、电压表示数U如下表所示。（1）试根据这些数据在坐标纸上画出U—I图线。（2）若将方框内的电路等效成电动势为E、内电阻为r的电源，从图线上求出电源的电动势E=_______V，内电阻r=______Ω。(保留2位有效数字)（3）若电流表内阻为0，当滑动变阻器的滑片移至最上端时，电流表示数是_______A。（4）变阻器滑片移动过程中，滑动变阻器的最大功率是_________W。（1）如图所示（2）2.5~2.7V之间均给分，0.9~1.1Ω之间均给分（3）2.5~2.8A之间均给分（4）1.6~1.8W之间均给分5、在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：①干电池E（电动势约为1.5V、内电阻大约为1.0）②电压表V（0~15V）③电流表A（0~0.6A、内阻0.1）④电流表G（满偏电流3mA、内阻Rg=10）⑤滑动变阻器R1（0~10、10A）⑥滑动变阻器R2（0~100、1A）⑦定值电阻R3=990⑧开关、导线若干（1）为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是________（填写字母代号）（2）请在线框内画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号。（3）上图为某一同学根据他设计的实验，绘出的I1—I2图线流表G的示数，I2为电流表A的示数），由图线可求得被测电池的电动势E=___________V，内电阻r=__________。（1）R1（2）电路图如右图所示（3）E=1.47（1.46~1.48均对），r=0.83(0.81~0.85均可以)6.要测量一电源的电动势E（小于3V）和内阻r（约1Ω），现有下列器材：电压表V（3V和15V两个量程）、电阻箱（0~999.9Ω）、定值电阻R0=3Ω、开关和导线。某同学根据所给器材设计如下的实验电路。（1）电路中定值电阻R0的作用是．（2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路.（3）该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表读数U，得到二组数据：R1=2.0Ω时U1=2.37V；R2=4.0Ω时U2=2.51V。由这二组数可求得电源的电动势为E=V，内阻为r=Ω．（4）为使最终测量结果更精确，在不改变实验方法、不更换实验器材的前提下，请你对该同学提一条建议。（1）保护电源，防止短路（2）如右图所示（有一处错就不给分）（3）多测几组R、U，分别求出电动势E、内阻r，再求E、r的平均值，利用图象处理数据。18.利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，研究设计测量一个电池组的电动势和内阻。根据上面实验器材：简略写出实验方案；(2)画出实验电路图，并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。(3)用记录的实验数据（用符号代替数据），写出电动势和内阻的表达式。2、现有一电池，其电动势E约为9V，内阻r在35～55Ω范围内，最大允许为50mA．为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验．图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω；R0为保护电阻．（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，本实验应选用__A．10Ω，2.5WB．50Ω，1.0WC．150Ω，1.0WD．1500Ω，5.0W（2）按照图甲所示的电路图，将图乙的实物连接成实验电路．（2）该同学接好电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，然后通过作出有关物理量的线性图像，求得电源的电动势E和内阻r．a．请写出与你所作线性图像对应的函数表达式_______________．b．请在图丙的虚线框内坐标中作出定性图像(要求标明两个坐标轴所表示的物理量，用符号表示)c．图丙中___________表示E，___________表示r．（1）C（2）如图（3）法一a．b．如右图c．纵轴截距的倒数斜率除以纵轴的截距法二a．b．如右图c．斜率除以纵轴截距的绝对值纵轴截距的倒数的绝对值