第七章 第五讲 实验测定电源的电动势和内电阻9.ppt

共 52 页 考点精析 一?实验原理及数据处理方法 1.实验原理: 测量原理图如图所示,由闭合电路的欧姆定律可得电池的电动势E?内阻r?路端电压U?电流强度I存在如下关系: U=E-Ir.① 2.数据处理:(1)计算法:对于一特定的电池,E和r都是确定的,所以改变R的阻值,测得多组U?I值,代入①式,可分别得到U1=E-I1rU2=E-I2rU3=E-I3r…以上方程两两组成方程组,可求得多组E?r值,为减小误差取其平均值作为电池的电动势和内阻的大小. (2)图象法: 由①式说明U和I是一次函数关系,所以可在U-I坐标平面内描出各组U?I值对应的点,然后通过这些点画一直线,如图所示,直线与纵轴交点的纵坐标就是电池电动势的大小,直线与横轴交点的横坐标就是电池的短路电流I0= ,因此可求得内电阻r= . 二?实验器材 电池(被测电源)?电压表?电流表?滑动变阻器?电键?导线?坐标纸. 四?实验步骤 1.连接电路.电流表取0.6A量程,电压表取3 V量程,移动触头位置,使电键刚闭合时,连入电路中的有效阻值最大. 2.测几组(I?U)值.闭合电键,移动变阻器触头,使电流表有明显示数,记下一组(I,U)值,然后,断开电键,用同样方法,多次移动变阻器触头,记录多组(I,U)值,然后断开电键,整理好器材. 3.建立坐标系?描点.纵轴表示电压,横轴表示电流,取合适的标度,使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上,必要时纵坐标可以不从零开始取值. 4.据描出的坐标点作出U-I图象. 5.测算电动势和内电阻.准确读出U-I图线与纵轴和横轴的交点坐标,并代入U=E-Ir中,算出E和r. 考题精练 1.在用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中,下列注意事项中错误的是( ) A.应选用旧的干电池作为被测电源,以使电压表示数的变化比较明显 B.应选用内阻较小的电压表和电流表 C.移动滑动变阻器的滑键时,不能使滑动变阻器短路造成电流表过载 D.根据实验记录的数据作U-I图象时,应通过尽可能多的点画一条直线,并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧 解析:为减小测量误差,A正确;为减小偶然误差,D正确;为安全的需要,C正确;电压表内阻应选阻值大的,对电流表内阻没有特别要求,B错误. 答案:B 2.在测一节干电池(电动势约为1.5 V,内阻约为2 Ω)的电动势和内阻的实验中,变阻器和电压表各有两个供选择:A电压表量程为15 V,B电压表量程为3 V,A变阻器为(0~20 Ω,3 A),B变阻器为(0~500 Ω,0.2 A).电压表应该选___________(选填“A”或“B”),这是因为_____________________________.变阻器应该选___________(选填“A”和“B”),这是因为______________________________. 解析:电动势为1.5 V,而A电压表量程为15 V,若用A则很难精确读数,误差太大.B变阻器电阻太大而额定电流过小,调节不方便. 3.(2009·海南高考)图(a)是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图.图中S为开关,R为滑动变阻器,固定电阻R1和A1内阻之和为10000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多),A2为理想电流表. (1)按电路原理图在图(b)虚线框内各实物图之间画出连线. 答案:(1)连线如下图所示 (2)在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑动端c移动至__________(填“a端”“中央”或“b端”). (3)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置,读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置,得到的数据为 在下图所示的坐标纸上以I1为纵坐标?I2为横坐标画出所对应的I1-I2曲线. 答案：如下图所示 (4)利用所得曲线求得电源的电动势E=_____________V,内阻r=________________Ω.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流Imax=__________A. 解析:(2)实验前滑动变阻器接入电路电阻值最大;(4)由图线上读出两组数据,代入E=I1R1+(I1+I2)r构成方程组联立求解E和r;(5)短路电流Imax=E/r. 解读高考第二关 热点关 典例剖析 【例】 (2009·宁夏综合)用电流表和电压表测1节干电池的电动势和内电阻,如下图中给出了(a)?(b)两个供选用的电路图,为了较精确地测定电动势和内电阻,实验中应选用________电路,正确选用电路后,根据图(c)中器材连成实验用电路,实验时经测量得出的数据如下表,请在图(d)的方格纸上画出U-I图线.利用图线可求出电源电动势和内电阻分别为________?________. 若不作