届高考物理核心要点突破系列课件：第章第十一节《实验：测定电源电动势和内阻》人教选修

第十一节实验：测定电源电动势和内阻

核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第十一节课前自主学案目标概览目标概览学习目标：1.掌握伏安法测电源的电动势和内阻的方法．2．能建立恰当坐标系处理实验数据．重点难点：1.电压表和电流表量程的选择．2．伏安法测电源电动势和内阻安培表内、外接法的选择．课前自主学案一、实验目的用电流表和电压表测出电流和电压，再利用闭合电路的欧姆定律计算电源的电动势和内电阻．二、实验原理图14－11－1图14－11－2为了减小偶然误差，可以多测出几组U、I数据，求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值．(2)用图象来处理也可以根据测出的几组U、I值，画出U－I图象，如图14－11－2所示．与U轴的交点的纵坐标为电源的电动势，直线的斜率的绝对值为电源内阻．三、实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸．四、实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，按图14－11－1所示电路把器材连接好．2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大．3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数．记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组I、U值．4．断开电键，整理好器材．5．数据处理：用原理中方法计算或从U－I图中找出E、r.五、数据处理1．公式法利用依次记录的多组数据(一般6组)，分别记录如下表所示：实验序号123456I/AI1I2I3I4I5I6U外/VU1U2U3U4U5U62.图14－11－3图象法把测出的多组U、I值，在U－I图中描点画图象，使U－I图象的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图14－11－3所示，由U＝E－Ir可知，图线与纵轴截距等于电动势E，因此斜率的绝对值等于内阻r，根据图线纵截距和斜率找出E、r.六、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．用公式法求解时，要将测出的I、U数据分组，第1、4为一组，第2、5为一组，第3、6为一组，分别解出E、r值，再求平均值．4．画出U－I图象，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑．这样，就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度．核心要点突破图14－11－42．应注意当电池内阻较小时，U的变化较小，图象中描出的点呈现如图14－11－5甲所示状态，下面大面积空间得不到利用，所描得的点及做出的图线误差较大．为此，可使纵轴不从零开始，如图乙所示，把纵坐标比例放大，可使结果误差小些．此时，图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势，但图线与横轴的交点不再代表短路状态，计算内阻要在直线上选取两个相距较远的点，由它们的坐标值计算出斜率的绝对值，即为内阻r.图14－11－5二、两种实验电路的误差分析与选择图14－11－6在图14－11－6甲中寒，由妙于电谋压表宁的分监流，筋电流笑表的烦测量崇值偏消小，牢而且U越大肺，电捐流表决的测复量值摩偏小辽越多托，当U＝0时(当电晶流表偷是理铅想的坚才能偏做到U＝0)，电建压表汽不再该分流滥，故搂这时剥电流灭表的外测量府值等凉于真故实值颤，据挥此作娇出如劳图14－11－7所示堡的真吸实的漂和测议量的U－I图线待，由示图线御不难叠看出期，E、r的测佣量值解均小公于真暗实值帜．图14－11－7图14－11－8图14－11－6乙的鹊电路膊图测E、r，由埋于电俯流表拐的分劣压，训电压胸表的部测量屋值偏令小，摇而且肆随着I越大藏，电绢压表索的测较量值紧偏小绍越多钓，当I＝0时(当电抹压表队是理搜想的威才能退做到)，电集流表黎不再虏分压劣，故览这时苗电压猴表的霞测量积值等半于真桑实值酷．据参此作粉出图14－11－8所示睁的真舱实的呢和测竹量的U－I图线崭后，赞由图迈线不吵难看缝出，伶电动锹势E的测总量值慌等于晃真实毙值，恳内阻r的测蹦量值跳大于猪真实艘值．若电茂压表梢的内遭阻远送大于扶电源朵内阻圾，电宜流表温的内笼阻与宣电源目内阻企相差扭不大毅，因为此电肃压表艳的内涛阻影记响较衰小，申电流横表的封内阻锅影响厨较大顽，故桑在实足际中静，优辣选图14－11－6甲所耐示的帜电路闪图，仿反之爬应选谎择图扭乙所叮示电蠢路图饿．三、赔测量E、r的其弊他方篇法图14－11－9课堂互动讲练为测路量一蒙电源宇的电换动势萄及内隆阻(1豆)在下寸列三垂个电沟压表贸中选夺一个抬改装角成量顶程为9留V的电烛压表A．量廉程为1纳V、内千阻大陵约为1胞kΩ的电辛压表V1B．量屿程为2核V、内蛾阻大梦约为2娇kΩ的电岁压表V2C．量到程为3闹V、内馅阻为3尿kΩ的电侄压表V3选择焦电压灶表__础__曲__出__串联__苦__视__禽__米kΩ的电哀阻可队以改辰装成桃量程排为9泪V的电庙压表芽．对伏安法测E、r原理的应用例1(2糟)利用距一个且电阻诉箱、纪一只但开关妈、若古干导船线和猜改装亡好的种电压感表(此表元用符拔号V1、V2或V3与一杆个电转阻串深联来穴表示马，且盗可视蝴为理寸想电增压表)，画芒出测跨量电扑源电腐动势魂及内孙阻的昏实验愁原理已电路助图．(3挖)根据肉以上代实验宫原理饼电路娘图进宫行实届验，章读出匪电压傅表示叮数为1.振50熊V时，削电阻贸箱的小阻值尤为15俊.0爽Ω；电存压表哄示数旁为2.拜00拉V时，明电阻倘箱的见阻值飘为40翻.0彼Ω，则铲电源饥的电去动势E＝__君__役__贞__强V、内谨阻r＝__轧__逗__镰__她Ω.【答案】(1稳)C哈6(弄2)如图14－11－11所示(3虽)7郊.5素10梨.0某同湾学利塑用电硬压表束和电肝阻箱唱测定粉干电夹池的她电动仍势和箩内阻拢，使砌用的雀器材兽还包罢括定扯值电荐阻(R0＝5羽Ω)一个办，开呆关两蛮个，毫导线亚若干语，实犯验原泛理如临图14－11－12甲．图14－11－12对实验原理的理解和迁移例2(1逼)在图核乙的耗实物乏图中豆，已让正确升连接方了部堆分电浑路，贤请完扛成余指下电袍路的乡丰连接煌．图14－11－13(2晒)请完愈成下享列主阀要实怎验步易骤：A．检蜘查并瓣调节很电压冤表指察针指呢零；止调节僻电阻盼箱，束示数疮如图14－11－13所示唇，读券得电逃阻值从是__疤__吓__壳__；B．将暖开关S1闭合宪，开欧关S2断开煎，电聪压表棋的示姻数是1.惨49恭V；C．将隐开关S2__醋__遇__剖__，电部压表确的示誓数是1.骄16黑V；断胶开开恼关S1.(3研)使用宁测得部的数挥据，性计算仔出干谨电池时的内己阻是__插__杰__末__恨(计算尿结果云保留薯二位悟有效亿数字)．(4砍)由于台所用橡电压龟表不尼是理述想电添压表验，