高考物理一轮总复习精品课件 第8章 恒定电流 实验10 测定电源的电动势和内阻.ppt

考点一教材原型实验典例1.(2020山东卷)实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对测量电源的电动势和内阻的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有:干电池一节(电动势约1.5V,内阻小于1Ω);电压表V(量程3V,内阻约3kΩ);电流表A(量程0.6A,内阻约1Ω);滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);定值电阻R1(阻值2Ω);定值电阻R2(阻值5Ω);开关一个,导线若干。(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在U-I坐标纸上描点,如图乙所示,结果发现电压表示数的变化范围比较小,出现该现象的主要原因是。(单选,填正确答案标号)?A.电压表分流B.干电池内阻较小C.滑动变阻器最大阻值较小D.电流表内阻较小甲乙(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题,该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案,重新测量得到的数据如下表所示。序号1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52请根据实验数据,回答以下问题:①如图丙所示的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点,请在坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图象。丙②根据实验数据可知,所选的定值电阻为(选填“R1”或“R2”)。?③用笔画线代替导线,请按照改进后的方案,将下面的实物图连接成完整电路。解题指导:1.分析实验目的:用伏安法测干电池的电动势和内阻。2.确定实验原理:由闭合电路的关系E=U+Ir,得U=E-Ir,U-I图象的纵截距表示电动势E,图线斜率绝对值为电源内阻r,但是图乙中电压表示数变化过小,则原因是电源内阻偏小。3.制定数据处理方案:为了减小实验误差,改进方案是通过给电源串联一个定值电阻R定,作为等效内阻r效=r+R定,作出U-I图象,图象斜率的绝对值为等效内阻r效=r+R定,从而求得R定。答案:(1)B(2)①如图所示。②R1③如图所示。解析:(1)根据闭合电路欧姆定律有E=U+Ir,整理可得U=-rI+E,故U-I图象斜率的绝对值表示电源内阻大小,由题图乙可知电压表示数变化小即U-I图象斜率小,原因是干电池内阻太小,故只有选项B正确。(2)①先根据表格数据把各点位置在图中找出,然后采用拟合的方法用直线连接各点,注意要把图象延长至坐标轴,便于求截距和斜率。②改进实验时,为了使电压表示数变化明显,需要把一个定值电阻与电源串联,将定值电阻与电源内阻的串联电阻看成等效电源的内阻一同测量,由作出的U-I图象可得斜率约为2.6Ω,故实验中与电源串联的电阻只能为R1。③结合解析②可知,实物图连接如答案图所示。对点演练1.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:A.被测干电池一节B.电流表:量程0~0.6A,内阻r=0.3ΩC.电流表:量程0~0.6A,内阻约为0.1ΩD.电压表:量程0~3V,内阻未知E.电压表:量程0~15V,内阻未知F.滑动变阻器:0~10Ω,2AG.滑动变阻器:0~100Ω,1AH.开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差;在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母):电流表选择,电压表选择,滑动变阻器选择。?(2)实验电路图应选择图中的(选填“甲”或“乙”)。?甲乙丙(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势E=V,内阻r=Ω。答案:(1)BDF(2)甲(3)1.500.7解析:(1)因测干电池的电动势和内阻,为了读数准确,电流表选B,电压表选D;滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化,减小误差,选F。(2)因电流表内阻已知,故应采用相对电源的电流表内接法,故选甲。(3)由U-I图象可以知道,电源的电动势E=1.50V,内阻考点二实验的改进与创新一、安阻法用一个电流表和电阻箱测量,电路如图甲所示,数据处理:1.公式法:E=I1(R1+r),E=I2(R2+r),由此可求出E和r,此种方法使测得的电动势无偏差,内阻偏大。若已知电流表A的阻值可消除测量内阻的系统误差。三、等效电源法当电源内阻r过小时,如果直接测量,测出电源的内阻误差较大。解决方法:用一个适当的定值电阻R0与电