【三维设计】高考物理一轮复习 第七章 实验10 测定电源的电动势和内阻课件 新人教（安徽 北京专）

实验理论必备第七章课下知能提升命题热点例析一、实验目的(1)掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法。(2)学会用图像法求电源的电动势和内阻。二、实验原理1．实验依据闭合电路欧姆定律。2．实验电路如图实－10－1所示。图实－10－14．作图法数据处理如图实－10－2所示。

图实－10－2(4)断开开关，拆除电路，整理好器材。五、数据处理本实验中数据的处理方法：一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法。第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A方法一：：联六组对对应的U、I数据，数数据满足足关系式式U1六、误差差分析1．偶然误误差(1)由读数不不准和电电表线性性不良引引起误差差。(2)用图像像法求求E和r时，由由于作作图不不准确确造成成的误误差。。(3)测量过过程中中通电电时间间过长长或电电流过过大，，都会会引起起E、r变化。。2．系统统误差差由于电电压表表和电电流表表内阻阻影响响而导导致的的误差差。(1)如图实实－10－3甲所示示，在在理论论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中中电压表表示数数U是准确确的电电源两两端电电压。。而实实验中中忽略略了通通过电电压表表的电电流IV而形成成误差差，而而且电电压表表示数数越大大，IV越大。。图实实－10－3乙所示示，因因为电电压表表和电电池并并联，，所以以r测小于电池内内阻r真，因为外电电阻R断开时，a、b两点间电压压(2)若采用如图实－10－4甲所示的电路，IA为电源电流真实值，理论上有E＝U＋UA＋IAr，其中UA不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，UA越大，当电流为零时，UA＝0，电压为准确值，等于E。图实－10－4七、注意事事项(1)为了使电池池的路端电电压变化明明显，电池池的内阻宜宜大些(选用已使用用过一段时时间的干电电池)。(2)要测出不少少于6组的(I，U)数据，且变变化范围要要大些，然后用方程程组求解，，并求平均均值。(3)画U－I图线时，由由于读数的的偶然误差差，描出的的点不在一条直线上上，在作图图时应使图图线通过尽尽可能多的的点，并使使不在直线线上的点均均匀分布在在直线的两两侧，个别别偏离直线线太远的点点可舍去。。这样就可可使偶然误误差得到部部分抵消，，从而提高高精确度。。(4)由于干电池池的内阻较较小，路端端电压U的变化也较较小，这时画U－八、实验改改进测电源的电电动势和内内阻的其他他几种方法法(1)用一个电流流表和电阻阻箱测量，，电路如图图实－10－5所示，测量原理为为：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求求出E和r，此种方法法使测得的的电动势无无偏差，但但内阻偏大大。图实实－－10－5图实实－－10－7[例1]用图图实实－－10－8所示示电电路路，，测测定定一一节干干电电池池的的电电动动势势和和内内阻阻．．电电池池的的内内阻阻较小小，，为为了了防防止止在在调调节节滑滑动动变变阻阻器器时时造造成短短路路，，电电路路中中用用一一个个定定值值电护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：(a)电流流表表(量程程0.6A、3A)；(b)电压压表表(量程程3V、15V)；(c)(d)定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W)；(e)滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A)；(f)滑动变阻器(阻值范围0～100Ω、额定电流1A)。那么么：：(1)要正正确确完完成成实实验验，，电电压压表表的的量量程程应应选选择择____(2)引起该实验系统误差的主要原因是_______________________________________________________________________________________________。[解析析]由于于一一节节干干电电池池的的电电动动势势为为1.5V，故故选选量量程程为为3V的电电压压表表；；估估算算电电流流时时，，考考虑虑到到干干电电池池的的内内阻阻一一般般几几欧欧左左右右，，加加上上保保护护电电阻阻，，最最大大电电流流在在0.5A左右右，，所所以以选选量量程程为为0.6A的系统统误误差差一一般般是是由由测测量量工工具具和和测测量量方方法法造造成成的的，，一一般般具具有有倾倾向向性性，，总总是是偏偏大大或或者者偏偏小小。。本本实实验验中中由由于于电电压压表表的的分分流流作作用用造造成成电电流流表表读读数数总总是是比比测测量量值值小小，，造造成成E测＜E真，r测＜r真。[答案](1)30.6[例2]在“用电流表和电电压表测电池池的电动势和和内电阻”的实验中，提提供的器材有有：A．干电池一节节B．电流流表(量程0.6A)C．电压压表(量程3V)D．开关关S和若干干导线线E．滑动动变阻阻器R1(最大阻阻值20ΩΩ，允许许最大大电流流1A)F．滑动动变阻阻器R2(最大阻阻值300ΩΩ，允许许最大大电流流0.5A)G．滑动动变阻阻器R3(最大阻阻值1000ΩΩ，允许许最大大电流流0.1A)(1)①按如如图实实－10－9所示电电路测测量干干电池池的电电动势势和内内阻，，滑动动变阻阻器应应选________(填写代代号)。图实－－10－9②为使使测量量尽可可能精精确，，用笔笔画线线代替替导线线将如如图实实－10－10所示的的实物物图连连接成成实验验电路路(已连接接了部部分线线)，要求求变阻阻器的的滑片片滑至至最右右端时时，其其使用用电阻阻值最最大。。图实－－10－10(2)实验步步骤：：①按实实验要要求连连接好好电路路。闭闭合开开关前前把变变阻器器的滑滑片滑滑至一一端，，使接接入电电路的的阻值值最大大；②闭合合开关关，调调节滑滑动变变阻器器，使使________的指针针有明明显偏偏转，，读取取________和________的示数数。用用同样样方法法测量量多组组数据据；③断开开开关关，整整理好好器材材；④数据据处理理。(3)将实验验测得得的数数据标标在如如图实实－10－11所示的的坐标标图中中，请请作出出U－I图线，，由此此求得得待测测电池池的电电动势势E＝________V，内电电阻r＝________ΩΩ。(结果保保留三三位有有效数数字)图实－－10－11[解析]滑动变变阻器器不要要选阻阻值过过大的的，因因为阻阻值过过大不不便于于调节节，当当然要要保证证电流流不超超过额额定值值，电电流表表量程程为0.6A，所以以选R1；U－I图线中中，与与纵轴轴的交交点就就是电电动势势，斜斜率就就是内内阻。。[答案](1)①E(或R1)②如图图所示示(2)②电流流表电电流流表电电压压表(3)如图所所示1.50(1.47～1.52均对)1．88(1.86～1.90均对)[例3]某同学学利用用电压压表和和电阻阻箱测测定干干电池池的电电动势势和内内阻，，使用用的器器材还还包括括定值值电阻阻(R0＝5ΩΩ)一个个，，开开关关两两个个，，导导线线若若干干，，实实验验原原理理图图如如图图实实－－10－12。(1)在图图实实－－10－13的实实物物图图中中，，已已正正确确连连接接了了部部分分电电路路，，请请完完成成余余下下电电路路的的连连接接。。(2)请完完成成下下列列主主要要实实验验步步骤骤：：①检检查查并并调调节节电电压压表表指指针针指指零零；；调调节节电电阻阻箱箱，，示示数数如如图图实实－－10－14所示示，，读读得得电电阻阻值值是是________；②将将开开关关S1闭合合，，开开关关S2断开开，，电电压压表表的的示示数数是是1.49V；③将将开开关关S2________，电电压压表表的的示示数数是是1.16V；断断开开开开关关S1。(3)使用用测测得得的的数数据据，，计计算算出出干干电电池池的的内内阻阻是是________(计算结结果