高考物理总复习第八章恒定电流实验十测定电源的电动势和内阻材料市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,试验十测定电源电动势和内阻,1/29,2/29,注意事项,1,.,可选取旧电池：,为了使电路路端电压改变显著，电池内阻宜大些，可选取已使用过一段时间,1,号干电池。,2,.,电流不要过大，读数要快：,干电池在大电流放电时，电动势,E,会显著下降，内阻,r,会显著增大。所以，试验中不要将,I,调得过大，读电表要快，每次读完马上断电。,3,.,计算法求,E,、,r,：,要测出不少于,6,组,I,、,U,数据，且改变范围要大些，用方程组求解时，要将测出,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,值再求平均值。,3/29,图,2,4/29,误差分析,1,.,用图象法求,E,和,r,时作图不准确。,2,.,因为电流表或电压表分压或分流存在系统误差。,本试验中测量结果是：,E,测,E,真,，,r,测,r,真,。,5/29,热点一教材原型试验,【例,1,】,(,四川理综，8,),用如图,3,所表示电路测量电源电动势和内阻。试验器材：待测电源,(,电动势约,3 V,，内阻约,2),，保护电阻,R,1,(,阻值,10),和,R,2,(,阻值,5),，滑动变阻器,R,，电流表,A,，电压表,V,，开关,S,，导线若干。,试验主要步骤：,(,),将滑动变阻器接入电路阻值调到最大，闭合开关；,(,),逐步减小滑动变阻器接入电路阻值，记下电压表示数,U,和对应电流表示数,I,；,(,),以,U,为纵坐标，,I,为横坐标，作,U,I,图线,(,U,、,I,都用国际单位,),；,(,),求出,U,I,图线斜率绝对值,k,和在横轴上截距,a,。,6/29,回答以下问题：,(1),电压表最好选取,_,；电流表最好选取,_,。,A,.,电压表,(0,3 V,，内阻约,15 k),B,.,电压表,(0,3 V,，内阻约,3 k),C,.,电流表,(0,200 mA,，内阻约,2),D,.,电流表,(0,30 mA,，内阻约,2),图,3,7/29,(2),滑动变阻器滑片从左向右滑动，发觉电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是,_,。,A,.,两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱,B,.,两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱,C,.,一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱,D,.,一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱,(3),选取,k,、,a,、,R,1,和,R,2,表示待测电源电动势,E,和内阻,r,表示式,E,_,，,r,_,，代入数值可得,E,和,r,测量值。,8/29,答案(1)AC(2)C(3),ka,k,R,2,(2),由电路分析可知，若滑动变阻器滑片向右滑动时电压表示数变大，则滑动变阻器接入电路部分阻值增大，选项,C,符合题意。,9/29,【变式训练1】某兴趣小组利用图,4,所表示电路测定一组干电池内阻,r,和一待测电阻阻值,R,x,。已知电池组电动势约为6 V，电池组内阻和待测电阻阻值都约为10，且不超出10，可供选取试验器材有：,图,4,10/29,A,.,电流表,(,量程,0,300 mA,，内阻不计,),；,B,.,电流表,(,量程,0,3 A,，内阻不计,),；,C,.,电压表,(,量程,0,6 V,，内阻很大,),；,D,.,电压表,(,量程,0,15 V,，内阻很大,),；,E,.,滑动变阻器,R,(,阻值,0,100),；,开关,S,一个，导线若干。,该试验过程以下：,(1),在连接电路前，先选择适当器材，电流表应选取,_,，电压表应选取,_,。,(,填所选器材前字母,),11/29,(2),按图,4,正确连接好电路后，将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关，逐次调小其接入电路阻值，测出多组,U,和,I,值，并统计对应数据，以,U,为纵轴，,I,为横轴，得到图,5,所表示图线。,(3),断开开关,S,，将,R,x,改接在,B,、,C,之间，,A,与,B,用导线直接相连，其它部分保持不变。重复步骤,(2),，得到另一条,U,I,图线，其斜率绝对值为,k,。,(4),依据上面试验数据结合图,5,可得，电池组内阻,r,_,；用,k,和,r,表示待测电阻关系式为,R,x,_,。,图,5,12/29,解析,(1),由图,5,可知，电流最大为300 mA，为了确保试验安全和准确，电流表应选择A；电源电动势约为6 V，故电压表应选择6 V量程C。,答案(1)AC(4)10,k,r,13/29,热点二试验拓展创新,方法,1,安,阻法,试验原理,用一个电流表和电阻箱测量，电路如图,6,所表示，测量原理为：,E,I,1,(,R,1,r,),，,E,I,2,(,R,2,r,),，由此可求出,E,和,r,，此种方法使测得电动势无偏差，内阻偏大。若已知电流表,A,阻值可消除测内阻系统误差。,图,6,14/29,方法,2,伏,阻法,(1),试验原理,图,7,15/29,(2),图象法处理数据，如图,8,所表示。,图,8,16/29,【例2】(湖北省襄阳市高三调研)如图,9,所表示为某兴趣小组测量电池组电动势和内阻试验原理图，已知电池组电动势约3 V，内阻约2。现提供器材以下：,A,.,电池组,B,.,电压表,V,1,(,量程,0,10 V,，内阻约,10 000),C,.,电压表,V,2,(,量程,0,3 V,，内阻约,10 000),D,.,电阻箱,R,(0,99.9),E,.,定值电阻,R,1,20,F,.,定值电阻,R,2,1 000,H,.,开关和导线若干,图,9,17/29,(1),假如要准确测量电源电动势和内阻，电压表,V,应选择,_(,选填,“B”,或,“C”),；定值电阻,R,0,应选择,_(,选填,“E”,或,“F”),。,(3),该试验测得电动势与真实值相比_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)，内阻测量值与真实值相比_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。,图,10,18/29,解析,(1),电压表,V,1,量程太大，使得电压表指针偏角太小，测量误差太大，,R,2,1 000 定值电阻太大，使得电压表指针偏角太小，且在改变电阻箱阻值时，电压表示数改变不显著，故电压表选择C，定值电阻选择E。,19/29,A,.,电流表,G(,量程为,30 mA,、内阻未知,),B,.,电阻箱,R,(0,999.9),C,.,滑动变阻器,R,1,(0,20),D,.,滑动变阻器,R,2,(0,1 k),E,.,开关、导线若干,F,.,电源,E,(,电动势约,10 V),(1),要完成试验，首先需测量电流表,G,内阻。测量电流表,G,内阻试验电路如图,11,所表示。,【变式训练2】(山东省潍坊市高三统考)某兴趣小组要准确测定电源电动势和内阻，他们找来了以下器材：,20/29,将下述试验过程补充完整。,a,.,选择器材，滑动变阻器,R,应该选取,_(,选填,“,R,1,”,或,“,R,2,”),；,b,.,连接好电路，,R,滑片应调到,_(,选填,“,a,”,或,“,b,”),端；,c,.,断开,S,2,，闭合,S,1,，调整,R,，使电流表,G,满偏；,d,.,保持,R,不变，闭合,S,2,，调整电阻箱,R,阻值，当,R,10,时，电流表,G,示数为,20 mA,；,假如认为闭合,S,2,前后干路上电流不变，则电流表,G,内阻,R,g,_,。,图,11,21/29,图,12,22/29,答案(1),R,2,a,5(2)940,23/29,1,.,某同学利用如图,13,甲所表示电路测量电源电动势,E,和内阻,r,，可供选择试验器材有：待测电源,(,电动势约,6 V,，内阻约,1),，定值电阻,R,A,(,阻值,10),和,R,B,(,阻值,1),，滑动变阻器,R,(,最大阻值,10),，电流表,(,量程为,0,0.6 A,，内阻约,1),，电压表,(,量程为,0,5 V,，内阻约,10 k),，开关,S,，导线若干。请回答以下问题：,图,13,24/29,(1),图,13,甲为该同学设计电路图一部分，将电路图补充完整。,(2),图,13,甲中,R,1,应选,_(,填,“,R,A,”,或,“,R,B,”),。,(3),改变滑动变阻器接入电路阻值，分别记下几组电压表示数,U,和对应电流表示数,I,；以,U,为纵坐标，,I,为横坐标，作,U,I,图线如图乙所表示，并求出,U,I,图线在横轴上截距,a,和在纵轴上截距,b,。请选取待测电源电动势,E,、内阻,r,、定值电阻,R,1,和,R,2,，写出,a,、,b,表示式，,a,_,，,b,_,，代入对应数值即可得,E,和,r,测量值。,25/29,解析,(1),利用电压表和电流表测量电源电动势和内阻试验，电流表内阻与电源内阻相差不大，所以要把电流表内接，电路图如答图。,(2),因为滑动变阻器最大阻值只有10，电流表量程只有0.6 A，所以需要串联电阻,R,1,应该选择阻值为10 定值电阻,R,A,。,26/29,2,.,天津理综，,9(3),某探究性学习小组利用如图,14,所表示电路测量电池电动势和内阻。其中电流表,A,1,内阻,r,1,1.0 k,，电阻,R,1,9.0 k,，为了方便读数和作图，给电池串联一个,R,0,3.0,电阻。,按图示电路进行连接后，发觉,aa,、,bb,和,cc,三条导线中，混进了一条内部断开导线。为了确定哪一条导线内部是断开，将电键,S,闭合，用多用电表电压挡先测量,a,、,b,间电压，读数不为零，再测量,a,、,a,间电压，若读数不为零，则一定是,_,导线断开；若读数为零，则一定是,_,导线断开。,图,14,27/29,排除故障后，该小组顺利完成试验。经过屡次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表,A,1,和,A,2,多组,I,1,、,I,2,数据，作出图象如图,15,。由,I,1,I,2,图象得到电池电动势,E,_ V,，内阻,r,_,。,图,15,28/29,解析,用多用电表电压挡检测电路故障，电压表表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在,a,、,b,间后有示数，说明电路被接通，即,a,、,b,间有断路故障，再测量,a,、,a,间电压，电压表读数不为零，说明断路故障范围被缩小到,a,、,a,间，则一定是,aa,导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接通，电路故障一定是,bb,导线断开。,依据闭合电路欧姆定律得,E,I,1,(,R,1,r,1,),(,I,1,I,2,)(,R,0,r,),，,I,1,I,2,，上式可简化为,E,I,1,(,R,1,r,1,),I,2,(,R,0,r,),，读出两点坐标：(60 mA，0.12 mA)和(260 mA，0.05 mA)，代入方程解得电动势,E,1.41 V，内阻,r,0.5。,答案,aa,bb,1.41(1.36,1.44,均可,),0.5(0.4,0.6,均可,),29/29,