2013届高考物理一轮复习课件：7.5实验：测定电源的电动势和内阻（人教版选修3-1）.ppt

1、第七章恒定电流立体设计走进新课堂第七章恒定电流立体设计走进新课堂1实验目的(1)进一步理解闭合电路欧姆定律，掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内电阻的方法(2)掌握用图象法求电动势和内阻的方法；理解并掌握路端电压U与干路电流I的关系图象(即UI图象)与纵横坐标轴交点坐标的意义以及图象斜率的意义第七章恒定电流立体设计走进新课堂2实验原理用电流表和电压表测出和，再用闭合电路欧姆定律求出电池的电动势和内阻3实验器材被测电池(干电池)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线等电流路端电压第七章恒定电流立体设计走进新课堂4数据处理方法(1)公式法：运用解方程组的方法求解E和r，为了减小实验的偶然误差，

2、应该利用(I，U)值多求几组E和r的值，算出它们的(2)图象法：对于E、r一定的电源，路端电压U与干路的电流I组成的UI图象应该是一条，这条直线与纵轴的交点表示电源的，与横轴I的交点表示，图线斜率的绝对值表示电源的内阻平均值直线电动势短路电流第七章恒定电流立体设计走进新课堂考点实验过程1实验步骤(1)连接电路电流表取0.6 A量程，电压表取3 V量程，移动触头位置，使开关刚闭合时，连入电路中的有效阻值最大第七章恒定电流立体设计走进新课堂(2)测几组(I，U)值闭合开关，移动变阻器触头，使电流表有明显示数，记下一组(I，U)值；然后断开开关，用同样的方法多次移动变阻器触头，记录多组(I，U)值；

3、最后断开开关，整理器材(3)建立坐标系、描点纵轴表示电压，横轴表示电流，取合适的标度，使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上，必要时纵坐标可以不从零开始取值(4)根据描出的坐标点作出UI图象(5)测算电动势和内电阻准确读出UI图线与纵轴和横轴的交点坐标，并代入公式UEIr中，算出E和r.第七章恒定电流立体设计走进新课堂2注意事项(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选得大一些(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)在画UI图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上，不在

4、直线上的点应大致对称地分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差第七章恒定电流立体设计走进新课堂第七章恒定电流立体设计走进新课堂3误差分析(1)由读数视差和电表线性不良引起误差(2)由于导线未焊接在电池的正、负极上，接触不良，造成电池内阻不稳定；单掷开关接触不良，造成电池内阻增大(3)每次读完电表示数后没有立即断开，而是长时间闭合开关S，甚至改变滑动变阻器阻值，全过程中始终放电，造成电池电动势E下降，内阻r增大(4)测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流作用第七章恒定电流立体设计走进新课堂(5)用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的偶然误差(6)如图所示，在理论上有EU(

5、IVIA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压而实验中忽略了通过电压表的电流IV而造成误差(如图中虚线段)，而且电压表示数越大，IV越大第七章恒定电流立体设计走进新课堂结论：当电压表示数为零时，IV0，IAI短，短路电流测量值等于真实值；E测E真第七章恒定电流立体设计走进新课堂(7)如采用图甲所示接法，IA为电源电流真实值，理论上有EUUAIAr，其中的UA不可知，从而造成误差(如图乙中虚线段UA)，而且电流表示数越大，UA越大当电流为零时，UA0，电压为准确值，等于E.结论：E为真实值；I短测I短真；第七章恒定电流立体设计走进新课堂【案例1】（2011四川理综）为测量一电源的电动势及内阻

6、（1）在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表A.量程为1 V、内阻大约为1 k的电压表B.量程为2 V、内阻大约为2 k的电压表C.量程为3 V、内阻为3 k的电压表选择电压表_串联_k的电阻可以改装成量程为9 V的电压表.第七章恒定电流立体设计走进新课堂（2）利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表（此表用符号、或与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表），在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图.（3）根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时，电阻箱的阻值为15.0；电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为40.0，则电源的电动势E=

7、_V，内阻r=_.第七章恒定电流立体设计走进新课堂第七章恒定电流立体设计走进新课堂第七章恒定电流立体设计走进新课堂【案例2】（2011山东理综）某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率.（1）所得实验数据如下表，请在给出的直角坐标系上画出U-I图象.第七章恒定电流立体设计走进新课堂第七章恒定电流立体设计走进新课堂（2）根据所画U-I图象，可求得电流I=0.20 A时电源的输出功率为_W.（保留两位有效数字）（3）实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计.在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是_.（Rx阻值未知）第七章恒定电流立体设计走进新课堂第七章恒定电流立体设计走进新课堂【解析】（1）选择合适标度后描点，连线得图象时，应舍弃第四组数据点.（2）在图象上读出与I=0.20 A对应的电压U值，根据P=IU求解.（3）题中“存在安全隐患”，意为缺乏保护措施.a电路中Rx起不到保护作用，d中Rx起保护作用，但不能测出电源的输出功率，b、c能满足题目要求，选b、c.第七章恒定电流立体设计走进新课堂【答案】（1）如图所示（2）0.37（或0.36）（3）bc第七章恒定电流立体设计走进新课堂