高考物理大一輪復(fù)習(xí)第八章恒定電流實(shí)驗(yàn)十測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課件

實(shí)驗(yàn)十測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 熱點(diǎn)定位 跟蹤訓(xùn)練 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 理解落實(shí)夯基礎(chǔ) 注意事項(xiàng)1 電池選取 應(yīng)選用內(nèi)阻較大的電池 2 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)中不宜將電流調(diào)得過大 電表讀數(shù)要快 每次讀完數(shù)后立即斷開開關(guān) 3 數(shù)據(jù)要求 要測(cè)出不少于6組的 I U 數(shù)據(jù) 且變化范圍要大些 4 描點(diǎn)畫圖 畫U I圖線時(shí) 應(yīng)使圖線通過盡可能多的點(diǎn) 并使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè) 個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去 5 縱軸標(biāo)度的確定 畫U I圖線時(shí) 縱軸的刻度可以不從零開始 而是依據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始 橫坐標(biāo)I必須從零開始 但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流 而圖線與縱軸的截距仍為電源電動(dòng)勢(shì) 圖線斜率的絕對(duì)值仍為內(nèi)阻 誤差分析1 偶然誤差 1 由于電表讀數(shù)不準(zhǔn)引起誤差 2 用圖像法求E和r時(shí) 由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差 3 測(cè)量過程中通電時(shí)間過長或電流過大 都會(huì)引起E r變化 2 系統(tǒng)誤差 1 若采用 甲 圖 其U I圖像如 乙 圖所示 由于電壓表的分流作用造成誤差 當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí) IV 0 IA I短 短路電流測(cè)量值等于真實(shí)值 E測(cè) E真 因?yàn)閞測(cè) 所以r測(cè) r真 2 若采用 丙 圖 其U I圖像如 丁 圖所示 由于電流表的分壓作用造成誤差 E為真實(shí)值 I短測(cè) I短真 因?yàn)閞測(cè) 所以r測(cè) r真 r測(cè)為r真和RA的串聯(lián)值 由于通常情況下電池的內(nèi)阻較小 所以這時(shí)r測(cè)的誤差非常大 熱點(diǎn)定位 重點(diǎn)透析通熱點(diǎn) 熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)步驟 例1 2016 四川卷 8 用如圖所示電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)器材 待測(cè)電源 電動(dòng)勢(shì)約3V 內(nèi)阻約2 保護(hù)電阻R1 阻值10 和R2 阻值5 滑動(dòng)變阻器R 電流表A 電壓表V 開關(guān)S 導(dǎo)線若干 實(shí)驗(yàn)主要步驟 將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大 閉合開關(guān) 逐漸減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值 記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I 以U為縱坐標(biāo) I為橫坐標(biāo) 作U I圖線 U I都用國際單位 求出U I圖線斜率的絕對(duì)值k和在橫軸上的截距a 回答下列問題 1 電壓表最好選用 電流表最好選用 A 電壓表 0 3V 內(nèi)阻約15k B 電壓表 0 3V 內(nèi)阻約3k C 電流表 0 200mA 內(nèi)阻約2 D 電流表 0 30mA 內(nèi)阻約2 解析 1 電壓表內(nèi)阻越大 分得的電流越小 誤差也就越小 所以選內(nèi)阻較大的A電壓表 當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電阻最小時(shí)通過電流表電流最大 此時(shí)通過電流表電流大小約為I 158mA 所以選量程為200mA的C電流表 答案 1 AC 2 滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng) 發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大 兩導(dǎo)線與滑動(dòng)變阻器接線柱連接情況是 A 兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端的接線柱B 兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿兩端的接線柱C 一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿左端接線柱 另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱D 一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿右端接線柱 另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱 解析 2 由電路分析可知 滑片右移電壓表示數(shù)變大 意味著滑動(dòng)變阻器接入電路部分阻值增大 A選項(xiàng)若兩導(dǎo)線都接電阻絲兩端 接入電阻為最大阻值 不會(huì)變化 B選項(xiàng)兩導(dǎo)線都接在金屬桿兩端上 接入電阻為0 C選項(xiàng)一導(dǎo)線接金屬桿左端 一導(dǎo)線接電阻絲左端 則滑片右移時(shí)阻值增大 則電壓表示數(shù)變大 D選項(xiàng)一導(dǎo)線接金屬桿右端 一導(dǎo)線接電阻絲右端 則滑片右移時(shí)阻值減小 則電壓表示數(shù)變小 故選項(xiàng)C正確 答案 2 C 3 選用k a R1和R2表示待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的表達(dá)式 E r 代入數(shù)值可得E和r的測(cè)量值 答案 3 kak R2 方法技巧幾種常見情況閉合電路歐姆定律的表達(dá)式電路圖如圖所示 1 B C之間加定值電阻R0時(shí) E U I R0 r 教師備用 2016 河南開封質(zhì)檢 某同學(xué)利用如圖 甲 所示的電路測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻 實(shí)驗(yàn)中電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響很小 均可以忽略不計(jì) 閉合開關(guān)S后 變阻器的滑動(dòng)觸頭P由變阻器的一端滑到另一端的過程中 兩電壓表示數(shù)隨電流變化情況分別如圖 乙 中的直線a b所示 1 將如圖 丙 所示實(shí)物圖中未連接的部分元件 按電路圖連接成實(shí)驗(yàn)電路 解析 1 將實(shí)物圖中未連接的部分元件 按電路圖連接成實(shí)驗(yàn)電路 如圖所示 答案 1 見解析 2 通過分析可知 圖 乙 中直線 填 a 或 b 表示電壓表V1示數(shù)隨電流表A示數(shù)變化的關(guān)系 3 根據(jù)U I圖像中坐標(biāo)軸表示的數(shù)據(jù) 可求出電源電動(dòng)勢(shì)E 內(nèi)電阻r 解析 2 電壓表V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖像應(yīng)為a 電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖像應(yīng)為b 答案 2 a 3 例2 某興趣小組用圖 甲 所示的電路測(cè)定某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 除待測(cè)電源 開關(guān) 導(dǎo)線外 另有內(nèi)阻為RV 3000 的電壓表一只 量程略大于電源的電動(dòng)勢(shì) 電阻箱一個(gè) 1 實(shí)驗(yàn)中調(diào)整電阻箱達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求時(shí) 電阻箱的各個(gè)旋鈕的位置如圖 乙 所示 電阻箱的讀數(shù)是 熱點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析 2 為了減小測(cè)量誤差 多次改變電阻箱的電阻R 讀出電壓表的示數(shù)U 得到如下表的數(shù)據(jù) 請(qǐng)?jiān)趫D 丙 坐標(biāo)紙上畫出與R的關(guān)系圖線 3 由圖線得出 電源電動(dòng)勢(shì)E V 內(nèi)阻r 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 4 該小組同學(xué)測(cè)量電源內(nèi)阻誤差的主要原因可能是 A 導(dǎo)線的電阻B 電壓表讀數(shù)的誤差C 電壓表的內(nèi)阻D 電阻箱的精確度 核心點(diǎn)撥 1 電阻箱的讀數(shù)不用估讀 2 根據(jù)閉合電路歐姆定律的表達(dá)式整理出 R關(guān)系式 并分析斜率和截距的意義 解析 1 電阻箱的讀數(shù)為指示數(shù)乘以倍率 所以讀數(shù)為4000 2 如圖所示 4 導(dǎo)線的電阻相對(duì)于電壓表的內(nèi)阻可以忽略 實(shí)驗(yàn)原理精確 所以主要是讀取數(shù)據(jù)的誤差 讀取的是電壓表的讀數(shù) 電壓表的內(nèi)阻已知 電阻箱的讀數(shù)很精確 故選B 答案 1 4000 2 見解析 3 2 945 4 B 方法技巧圖像法處理數(shù)據(jù)總結(jié) 教師備用 小明利用如圖 甲 所示的電路測(cè)定舊電池組的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻 1 用筆畫線代替導(dǎo)線將圖 乙 中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整 解析 1 連線如圖 答案 1 見解析 2 由圖 丙 可知 該電池組的電動(dòng)勢(shì)E V 內(nèi)阻r 保留兩位有效數(shù)字 答案 2 4 27 2 3 小明又利用上述實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定了同規(guī)格新電池組的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻 通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)舊電池組與新電池組相比 電動(dòng)勢(shì)幾乎沒有變化 但它們的輸出功率P隨外電阻R變化的關(guān)系圖線有較大差異 如圖 丁 所示 可知圖線 選填 A 或 B 對(duì)應(yīng)的是新電池組 試說出判斷的理由 答案 3 B理由見解析 熱點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與改進(jìn) 2014 全國 卷 23 2014 大綱卷 23 2016 湖南益陽調(diào)研 新題體驗(yàn) 1 2016 河南八市重點(diǎn)高中質(zhì)檢 某實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)量某電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 1 實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的電池內(nèi)阻較小 實(shí)驗(yàn)器材有被測(cè)電池 一電阻箱R 一只開關(guān)S 若干導(dǎo)線 內(nèi)阻Rg 30 量程為1mA的電流表A 阻值為2970 的定值電阻R0 阻值為2 的定值電阻R1 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理電路圖 圖中標(biāo)明相關(guān)器材的字母符號(hào) 解析 1 由于題中給出的電流表量程太小 需要將其改裝成較大量程的電壓表 若改裝成量程為3V的電壓表 需要串聯(lián)一個(gè)電阻 由U Ig Rg R 解得串聯(lián)的電阻R 2970 因此用定值電阻R0與電流表串聯(lián)可以改裝成量程為3V的電壓表 這樣就可以采用伏阻法測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 由于電池內(nèi)阻很小 需要串聯(lián)一個(gè)保護(hù)電阻 增大等效電源的內(nèi)阻 電路圖如圖所示 答案 1 見解析 2 為了比較準(zhǔn)確地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論 該小組的同學(xué)準(zhǔn)備用直線圖像來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 圖像縱坐標(biāo)表示電流表的示數(shù)I的倒數(shù) 橫坐標(biāo)表示的物理量是 答案 2 3 若作出的圖像與縱軸的截距為 圖像斜率絕對(duì)值為k 則可求得電池的電動(dòng)勢(shì)E 內(nèi)阻r 用物理量的符號(hào)表示 答案 3 I0 Rg R0 kI0 R1 2 2016 湖南益陽調(diào)研 某實(shí)驗(yàn)小組利用如下實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 A 待測(cè)干電池兩節(jié) 每節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)約為1 5V 內(nèi)阻約幾歐姆B 直流電壓表V1 V2 內(nèi)阻約為3k C 阻值為5 的定值電阻R0D 滑動(dòng)變阻器R 最大阻值為RmE 導(dǎo)線和開關(guān) 1 根據(jù)電路原理圖完成電路實(shí)物圖的連接 解析 1 連線如圖所示 解析 1 見解析 2 實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸頭 讀出電壓表V1和V2的多組數(shù)據(jù)如下表 請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)紙中描繪出U1 U2圖像 解析 2 U1 U2圖像如圖所示 解析 2 見解析 3 根據(jù)描繪出的U1 U2圖像 求得兩節(jié)干電池的總電動(dòng)勢(shì)E V 總內(nèi)阻r 計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 答案 3 3 02 5 跟蹤訓(xùn)練 即時(shí)鞏固測(cè)效果 1 2016 北大附中河南分校模擬 為了測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)E 內(nèi)電阻r的大小并同時(shí)描繪出小燈泡的伏安特性曲線 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖 甲 所示的電路 閉合開關(guān) 調(diào)節(jié)電阻箱的阻值 同時(shí)記錄電阻箱的阻值R 電壓表V1的示數(shù)U1 電壓表V2的示數(shù)U2 根據(jù)記錄數(shù)據(jù)計(jì)算出流過電阻箱的電流I 分別描繪了a b兩條U I圖線 如圖 乙 所示 請(qǐng)回答下列問題 1 寫出流過電阻箱的電流的表達(dá)式 I 答案 1 2 小燈泡兩端電壓隨電流變化的圖像是 選填 a 或 b 答案 2 b 解析 2 燈泡與電阻箱串聯(lián) 電壓表V1測(cè)燈泡兩端的電壓 燈泡兩端電壓隨電流增大而增大 由圖 乙 所示圖像可知 圖線b是燈泡電壓隨電流變化的關(guān)系圖像 3 根據(jù)圖 乙 可以求得電源的電動(dòng)勢(shì)E V 內(nèi)電阻r 該電路中小燈泡消耗的最大功率為W 解析 3 隨電流增大 路端電壓減小 由圖 乙 所示圖像可知 圖線a是電源的U I圖像 由圖線a可知 電源電動(dòng)勢(shì)E 3 0V 電源內(nèi)電阻r 2 由圖線a可知 燈泡兩端最大電壓為2 0V 電流為0 5A 燈泡最大功率P UI 2 0 0 5W 1W 答案 3 3 021 2 2016 河北石家莊一模 許明同學(xué)想測(cè)量某電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r 選用器材如下 電流表A1 量程50mA 內(nèi)阻RA1約為10 電流表A2 雙量程 一量程為20mA 另一量程為200mA 電阻箱R 0 999 9 定值電阻R0 阻值為4 0 開關(guān)兩個(gè)導(dǎo)線若干該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示電路 并進(jìn)行如下操作 1 實(shí)驗(yàn)中電流表A2選擇量程 2 將開關(guān)S1閉合 S2斷開 調(diào)整電阻箱R 記下電流表A1 A2的示數(shù)I1 30 0mA I2 120mA 則電流表A1的內(nèi)阻RA1 答案 1 200mA 2 12 0 解析 1 根據(jù)步驟中提供的電流表A2的示數(shù) 知電流表A2應(yīng)選用200mA的量程 3 保持S1閉合 再閉合S2 調(diào)整電阻箱R 記下電阻箱阻值分別為30 0 90 0 時(shí)對(duì)應(yīng)的電流表A1的示數(shù)為25 0mA 10 0mA 由此可求得E V r 計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 答案 3 4 07 0 3 2016 安徽師大附中模擬 小王和小李兩同學(xué)分別用電阻箱 電壓表測(cè)量不同電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 1 小王所測(cè)電源的內(nèi)電阻r1較小 因此他在電路中接入了一個(gè)阻值為2 0 的定值電阻R0 所用電路如圖 甲 所示 請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖 乙 所示器材連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路 解析 1 根據(jù)電路圖 實(shí)物圖連接如圖所示 答案 1 見解析 閉合開關(guān)S 調(diào)整電阻箱的阻值R 讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)U 得到了一組 U R 數(shù)據(jù) 為了比較準(zhǔn)確地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論 小王同學(xué)準(zhǔn)備用直線圖像來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 圖像的縱坐標(biāo)表示電壓表讀數(shù)U 則圖像的橫坐標(biāo)表示的物理量應(yīng)該是 答案 2 小李同學(xué)所測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E2約為9V 內(nèi)阻r2為35 55 允許通過的最大電流為50mA 小李同學(xué)所用電路如圖 丙 所示 圖中電阻箱R的阻值范圍為0 9999 電路中R0為保護(hù)電阻 實(shí)驗(yàn)室中備有以下幾種規(guī)格的定值電阻 本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用 A 20 125mAB 50 20mAC 150 60mAD 1500 5mA 答案 2 C 實(shí)驗(yàn)中通過調(diào)節(jié)電阻箱的阻值 記錄電阻箱的阻值R及相應(yīng)的電壓表的示數(shù)U 根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù) 作出 圖線 圖線的縱軸截距為a