2025年高考物理复习课件 第5讲　实验 测量电源的电动势和内阻.pptxVIP

;强基础固本增分;强基础固本增分;一、实验目的

1.测量电源的电动势和内阻。

2.加深对闭合电路欧姆定律的理解。

二、实验思路

如图甲或图乙所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组U、I值,利用闭合电路欧姆定律求E、r值。;三、实验器材

电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔和刻度尺。

四、进行实验

1.按实验电路图连接电路。

2.把滑动变阻器的滑片移动到接入电路阻值最大的一端。

3.闭合开关,调节滑动变阻器,记录几组I、U值,填入表格中。

4.断开开关,拆除电路,整理好器材。;五、数据处理

方法一:列方程组求解电动势和内阻的大小

根据以上三组方程分别求出E、r,再取其平均值作为电源的电动势E和内阻r。

方法二:用作图法处理数据,如图所示。

(1)图线与纵轴交点为E;

(2)图线斜率的绝对值表示;六、误差分析

1.由于读数不准和电表线性不良引起误差。

2.用图像法求E和r时,由于作图不准确造成误差。

3.实验时通电时间过长或电流过大,都会引起E、r变化。

4.若采用图甲电路,由于电压表的分流作用造成误差,电压值越大,电压表的分流越多,对应的I真与I测的差值越大。其U-I图像如图丙所示。

结论:E测E真,r测r真。;七、注意事项

1.为了使电源的路端电压变化明显,应选内阻大些的电源(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和I的数据后应立即断开电源,以免干电池的E和r明显变化。

3.要测出多组(I,U)数据,且变化范围要大些。

4.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)。但这时图线与横轴交点的横坐标值不再是短路电流,而图线与纵轴交点的纵坐标值仍为电源电动势,图线斜率的绝对值仍为内阻。;×;研考点精准突破;;(2)实验操作步骤如下:

①将滑动变阻器滑到最左端位置;

②接法Ⅰ:单刀双掷开关S与1接通,闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据U1和I1的值,断开开关S0;

③将滑动变阻器滑到最左端位置;

④接法Ⅱ:单刀双掷开关S与2闭合,闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据U2和I2的值,断开开关S0;

⑤分别作出两种情况所对应的U1-I1图像和U2-I2图像。;(3)单刀双掷开关接1时,某次读取电表数据,电压表指针如图丙所示,此时U1=V。?;(4)根据测得数据,作出U1-I1图像和U2-I2图像如图丁所示,根据两图像求得电源电动势E=,内阻r=。(结果均保留两位小数)?;(5)由图丁可知(选填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测得的电源内阻更接近真实值。?

(6)综合考虑,若只能选择一种接法,应选择(选填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测量更合适。?;解析(1)根据图甲所示的电路图,实物连接如图所示。;(4)当单刀双掷开关接1时,电流表示数为零时,电压表测量准确,故电动势为U1-I1的纵轴截距,则有E=1.80V,当单刀双掷开关接2时,电压表示数为零时,电流表测量准确,由U2-I2图像可知此时电路电流为0.40A,根据闭合电路;(6)由电路图可知接法Ⅰ的误差来源是电流表的分压,接法Ⅱ的误差来源是电压表的分流,由于电源内阻较小,远小于电压表内阻,结合(5)问分析可知,若只能选择一种接法,应选择接法Ⅱ测量更合适。;考向二数据处理和误差分析

典题2(2022天津卷)实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路,由测得的实验数据绘制成的U-I图像如图2所示。;(1)图1的电路图为下图中的(选填“A”或“B”)。?;(3)实验后进行反思,发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响,对测得的实验数据进行修正,在图2中重新绘制U-I图线,与原图线比较,新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将,与纵坐标轴交点的数值将。(均选填“变大”“变小”或“不变”)?;解析(1)通过观察实物图可知电压表接在电源两端,故电路图为B。

(2)根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,有U=-Ir+E,则U-I图线在纵轴上的截距表示电池的电动势E,斜率是电池的内阻r,根据图像可知,纵轴截距为4.5V,横轴截距为2.5A,结合上述分析可知电池电动势E=4.5V;内阻

r=Ω=1.8Ω。;(3)分析测量电路可知系统误差的来源是电压表的分流作用,使得电流表的示数小于流过电池的电流,考虑电压表内阻RV的影响,流过电压表的电流为,II测,因电压表内阻RV不变,