2018版高中物理第4章探究闭合电路欧姆定律4.2测量电源的电动势和内阻课件沪科版.pptx

第4章 学案2测量电源的电动势和内阻 目标定位1 知道测量电源的电动势和内阻的实验原理 进一步了解电源路端电压随电流变化的关系 2 经历实验过程 掌握实验方法 学会根据图像合理外推 进行数据处理的方法 内容索引 知识探究 达标检测 知识探究 1 一 伏安法测电源电动势和内阻 1 实验原理如图1所示 改变RP的阻值 测量外电压U外和通过电源的电流I 由闭合电路欧姆定律建立方程组 图1 E U1 I1r 1 E U2 I2r 2 解 1 2 式便可求出电源的电动势E和内阻r 2 实验器材待测电池一节 电流表 0 0 6A 电压表 0 3V 各一个 滑动变阻器一个 开关一个 导线若干 3 实验步骤 1 电流表用0 0 6A量程 电压表用0 3V量程 按实验原理图连接好电路 2 把滑动变阻器的滑片移到一端 使其阻值最大 3 闭合开关 调节滑动变阻器 使电流表有明显的示数 记录一组数据 I1 U1 用同样的方法测量几组I U值 4 断开开关 整理好器材 5 处理数据 用公式法和作图法这两种方法求出电池的电动势和内阻 4 实验数据的处理 1 平均值法 由E U1 I1r E U2 I2r可解得 可以利用U I的值多求几组E r的值 算出它们的平均值 2 U I图像法 根据多次测出的U I值 作U I图像 将图线两侧延长 纵轴截距点的数值是电池电动势E 图2 5 注意事项 1 为使电池的路端电压有明显变化 应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表 2 实验中不能将电流调得过大 且读数要快 读完后立即切断电源 防止干电池大电流放电时内阻r的明显变化 3 当干电池的路端电压变化不很明显时 作图像时 纵轴单位可取得小一些 且纵轴起点可不从零开始 如图3所示 此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E 但图线与横轴交点不再是短路电流 内阻要在直线上取较远的两点用r 求出 图3 例1在 用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻 的实验中 1 备有如下器材A 干电池1节B 滑动变阻器 0 20 C 滑动变阻器 0 1k D 电压表 0 3V E 电流表 0 0 6A F 电流表 0 3A G 开关 导线若干其中滑动变阻器应选 电流表应选 只填器材前的序号 答案 解析 B E 滑动变阻器的最大值一般为待测电阻的几倍时较好 在该实验中因电池内阻比较小 故滑动变阻器选择较小一点的即可 故滑动变阻器应选B 也可以从便于调节的角度来分析 应该选择阻值较小的滑动变阻器 电流表的量程要大于电源允许通过的电流 对于干电池来讲允许通过的最大电流一般是0 5A 故需要选择0 0 6A量程的电流表 所以电流表应选E 2 为了最大限度的减小实验误差 请在虚线框中画出该实验最合理的电路图 答案 解析 见解析图 电路图如图所示 3 某同学根据实验数据画出的U I图像如图4所示 由图像可得电池的电动势为 V 内电阻为 答案 解析 1 5 图4 1 针对训练用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r 所用电路如图5 a 所示 一位同学测得的六组数据如下表所示 答案 解析 1 试根据这些数据在图 b 中作出U I图线 图5 见解析图 2 根据图线求出电池的电动势E V 电池的内阻r 1 46 1 45 1 47均可 0 71 0 68 0 74均可 二 安阻法 测E和r 1 实验原理由E IR Ir可知 只要能得到的两组数据 列出关于E r的两个方程 就能解出E r 2 实验器材 电路图如图6所示 图6 I R 开关 变阻箱 电流表 电源 3 数据处理 1 公式法 由E I1 R1 r 和E I2 R2 r 可解出E和r 2 图像法 由E I R r 得 例2某研究性学习小组利用如图7甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r 根据实验数据绘出如图乙所示的R 图线 其中R为电阻箱读数 I为电流表读数 由此可以得到E r 答案 解析 图7 3 0V 1 0 由闭合电路欧姆定律有 E I R r 1 实验原理由E U 知 如果能得到的两组数据 列出关于E r的两个方程 就能解出E r 2 实验器材 电路图如图8所示 三 伏阻法 测E和r 图8 U R 电源 开关 变阻箱 电压表 例3给你一个电压表 一个电阻箱 开关及导线等器材 1 在虚线框内画出根据闭合电路欧姆定律测定一节旧的干电池的电动势和内阻的实验电路图 答案 解析 电路图如图所示 2 在实验过程中 将电阻箱拨到45 时 电压表读数为0 9V 若将电阻箱拨到如图9甲所示的位置时 电压表读数如图乙表盘所示 根据以上数据 可以算出该节电池的电动势E V 内阻r 结果均保留两位有效数字 答案 图9 1 3 19 达标检测 2 1 在利用伏安法测量电源的电动势和内阻的实验中 某同学的实物连线图如图10甲所示 1 经仔细检查可知 该图中有两处不太合理的连线 那么这两处不太合理的连线对应的编号是 答案 图10 解析 1 2 电路连接中错误所在是滑动变阻器不起作用和开关不能控制电压表 故 连线不合理 1 2 2 若利用改正后的正确的连线图 实验后 测得数据 并画出电源的伏安特性曲线 U I图线 如图乙 则该电源的电动势为 电源内阻为 答案 3V 解析 2 由U I图像可知 E 3V I短 1 5A 所以内阻r 2 1 2 2 如图11 a 是 测量电源的电动势和内阻 的实验电路 如果采用一节新干电池进行实验 实验时会发现 当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时 电压表读数变化很小 为了较精确地测量一节新干电池的内阻 加接一定值电阻 实验电路原理图如图 b 可用以下给定的器材和一些导线来完成实验 器材 量程3V的理想电压表V 量程0 6A的电流表A 具有一定内阻 定值电阻R0 R0 1 5 滑动变阻器R1 0 10 滑动变阻器R2 0 200 开关S 图11 1 2 1 为方便实验调节且能较准确地进行测量 滑动变阻器应选用 填R1或R2 答案 R1 2 用笔画线代替导