2012高三物理一轮复习课件：10.7测定电源的电动势和内阻.ppt

1、 第七课时 实验14：测定电源的电动势和内阻 1用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻 2进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解 3进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方法 4掌握用图象法求电动势和内阻的方法 电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸 1电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按左上图连接好电路 2把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端 3闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)用同样方法测得几组I、U值 4断开开关，拆除电路，整理好器材 5取坐标纸，以电流I为横轴，路端电压U为纵轴，描绘出所记录的各组I、U值的对应点，连成UI

2、图线延长UI图线，它与坐标轴有两个交点，读取E、I短，进一步可以算出 如右上图所示 1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些(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，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化 3测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，要将测出的I、U数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E、r值再求平均 4在画UI图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小

3、偶然误差 5干电池内阻较小时，U的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如下图甲所示的状况，使下部大面积空间得不到利用为此，可使纵坐标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)，如下图乙所示，并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小 此时图线与横轴交点不表示短路电流而图线与纵轴的截距仍为电动势要在直线上任取两个相距较远的点，用r计算出电池的内阻r.由于实验电路及电压表、电流表内阻的影响，本实验结果E测E真，r测r真(2010年黄冈模拟)实验室中有下列器材：量程0.5 A的电流表、量程3 V的电压表V(内阻较大)、滑动变阻器R、固定电阻R14、电键S、导线若干欲测量某一

4、电源的电动势E及内阻r(E约为4.5 V，r约为1.5)请设计一个测量方案(画出实验电路原理图即可)(2)用图象法处理由你设计的实验得到的数据时，要使图线是直线如何建立坐标轴？如何进一步由图象求得待测电源的电动势E和内阻r.(3)按你设计的实验电路原理图，从下图实物图中挑选实物并进行连线【解析】实验中电流的最大值为0.5 A，此时电源内电压约1.50.5 V0.75 V，外电压4.5 V0.75 V3.75 V高于3 V，故无法直接用电压表测量路端电压，应将定值电阻R1用作保护电阻，进行串联分压，使得电压表只测量外电路的部分电压【答案】(1)实验电路原理图如图(2)由EUI(rR1)得UEI(

5、rR1)，故以U为纵轴，I为横轴，得到的图线是直线可先由纵截距bE，求出电动势E，再由斜率k的绝对值等于(rR1)求出内阻r.(3)实物图连线如下图(2010年宜昌调研)现有一特殊的电池，其电动势E约为9 V，内阻r在35 55 范围，最大允许电流为50 mA.为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计，R为电阻箱，阻值范围为09 999，R0是定值电阻(1)实验室备有的保护电阻R0有以下几种规格，本实验应选用_ A10，2.5 WB50，1.0 W C150，1.0 W D1 500，5.0 W(2)该同学接入符合要求的R0后

6、，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙所示的图线则根据该同学所作的图线可知图像的横坐标与纵坐标的比值表示_(3)根据乙图所作出的图像求得该电池的电动势E为_ V，内电阻r为_.1某课题研究小组，选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E和内阻r.(电动势约为4 V，内阻在几欧到几十欧之间)A电压表 V(量程6 V，内阻约为6.0 k)B电流表A(量程2 mA，内阻约为50)C电阻箱R(0999.9)D开关S一只、导线若干(1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，你认为可行吗？请说明理由：_【答案】(1)不可行理

7、由：根据所给数据，电路中电阻箱取最大值，电路中电流大于电流表量程2 mA，故不可行(2)如图所示(3)3.63.79.510.5 2(2010年北京模拟)现有一特殊电池，它的电动势E约为9 V，内阻r约为40，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如下图甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻RA已经测出，阻值为5，R为电阻箱，阻值范围0999.9，R0为定值电阻，对电路起保护作用(1)实验室备有定值电阻R0有以下几种规格：A10 B50 C150 D500 本实验选用哪一种规格的定值电阻最好？_.(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电

8、阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E_ V，内阻r_.【答案】(1)C(2)1045 3如图甲是“测电池的电动势和内阻”的实验电路，如果采用新电池进行实验，实验时会发现，当滑动变阻器在阻值变大的范围内调节时，电压表_，原因是：_.从而影响测量值的精确性为了较精确地测量一节新电池的内阻，可用以下给定的器材和一些导线来完成实验，器材：量程3 V的理想电压表 V，量程0.6 A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R0(R01.50)，滑动变阻器R1(010)，滑动变阻器R2(0200)，开关S.(1)实验电路原理图如图乙，加接

9、电阻R0有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是_；(2)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)；(3)用笔画线代替导线在图丙中完成实物连接图；(4)实验中，改变滑动变阻器的阻值，测出当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2.则新电池内阻的表达式r_；(用I1、I2、U1、U2和R0表示)丙(5)处理实验数据时，测出两组U、I值，便可计算出电池的电动势和内阻，这样做虽然简单，但误差可能较大处理数据时如何减少实验误差，请你提出一个处理方法：_.【答案】电压表读数变化很小 新电池的内阻很小，内电路的电压降很小(1)防止变

10、阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏(或限制电流、防止电源短路)(2)R1(3)如图所示，有一处画错不给分(5)尽可能多测几组U、I值，分别求出每组的E、r值，最后求平均值(或作UI图象利用图线在坐标轴上截距求出E、r)4(2009年北京卷)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9，可当标准电阻用)一只电流表(量程Ig0.6 A，内阻rg0.1)和若干导线(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图甲中器件的连接方式，画线把它们连接起来 (3)在图丙上把描绘出的坐标点连成图线(4)

11、根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E_V，内电阻r_【解析】(1)先设计实验电路图，然后再根据电路图连线由欧姆定律EI(Rr)知，只要知道两组外电阻和电流值，就可以解出电源电动势和内阻因此，直接将可变电阻和电流表串联在电路中就行(2)由电表可读出此时电流为0.50 A，则坐标为(2,2.6)再在坐标纸上描出该点【答案】(1)(2)见(3)问的图(3)(4)1.5(1.451.54)；0.3(0.250.35)5为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R0的阻值，某同学利用DIS设计了如下图甲所示的电路闭合电键S1，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，用电压传感器1、电压传

12、感器2和电流传感器测得数据，并根据测量数据计算机分别描绘了如图乙所示的M、N两条UI直线请回答下列问题(1)根据图乙中的M、N两条直线可知_ A直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的 B直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的 C直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的 D直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的(2)图像中两直线交点处电路中的工作状态是_ A滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端 B电源的输出功率最大 C定值电阻R0上消耗的功率为0.5 W D电源的效率达到最大值(3)根据图乙可以求得定值电阻R0_，电源电动势E_V，内电阻r_.【答案】(1)BC(2)AC(3)2.01.501.0