测量电源电动势和内阻.ppt

单击此处编辑母版文本样式,高考调研,第,*,页,新课标版,物理,高三总复习,第七章恒 定 电 流,一、应试目标,1,各种测定电池的电动势和内阻的方法,2,利用图像法解决电动势及内阻,3,误差分析,二、实验原理,在中学物理实验室里，测定电动势,E,和内阻,r,的方法有多种，可以用一只电压表和一只电流表，也可以用一只电流表和一只电阻箱，或者用一只电压表和一只电阻箱，它们的测量原理都是闭合电路欧姆定律,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,连接电路,电流表用,0.6 A,量程，电压表用,3 V,量程，按上图连接好电路,2,测量与记录1),把变阻器的滑片移动到使用阻值最大的一端,(2),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,(,I,1,、,U,1,),用同样方法测量几组,I,、,U,值,【,考题随练,1】,利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻要求尽量减小实验误差,(1),应该选择的实验电路是下图中的,_(,选项,“,甲,”,或,“,乙,”,),(2),现有电流表,(0,0.6 A),、开关和导线若干，以及以下器材：,A,电压表,(0,15 V),B,电压表,(0,3 V),C,滑动变阻器,(0,50),D,滑动变阻器,(0,500),实验中电压表应选用,_,；滑动变阻器应选用,_,；,(,填选项字母,),大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,【,解析,】,(1),干电池内阻较小，为减小实验误差，应选甲所示电路图,(2),一节干电池电动势约为,1.5 V,，则电压表应选,B,项，为方便实验操作，滑动变阻器应选,C,项,【,答案,】,(1),甲,(2)B,C,【,考题随练,2】,利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻,(1),某位同学记录的,6,组数据如下表所示，其中,5,组数据的对应点已经标在下图的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出,U,I,图线,(2),根据,(1),中所画图线可得出干电池的电动势,E,_ V,，内电阻,r,_.,【,解析1),根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出电源的,U,I,图像如图所示；,【,答案,】,(1),如解析图所示,(2)1.5,0.83,测量电源电动势和内阻的方法,一、伏阻法,【,考题随练,1】,某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势,E,.,(1),先直接用多用电表测定该电池电动势，在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为,_ V.,(2),然后，用电压表,V,、电阻箱,R,、定值电阻,R,0,、开关,S,、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势,根据电路图甲，用笔画线代替导线，将实物图乙连接成完整电路,闭合开关,S,，调整电阻箱阻值,R,，读出电压表,V,相应示数,U,，该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的,R,、,U,数据，并计算出相应的,1/,R,与,1/,U,的值请用表中数据在下图坐标纸上描点，并作出,1/,U,1/,R,图线,.,从图线中可求得,E,_ V.,【,解析,】,(1),选择开关位于直流电压,10 V,挡，按电表中央刻度,0,10 V,刻度读数，最小刻度为,0.2 V,，电池的电动势为,9.4 V.,(2),根据电路图连接实物图，如下图所示,作出,1/,U,1/,R,图线，如下图所示,【,答案,】,(1)9.4,(2),如解析图所示如解析图所示,9.5,11.1,【,答案,】,2.9,0.9,【,学法指导,】,图像与函数一一对应，从函数表达式中找斜率和截距的物理意义,(1),画出实验电路原理图,(2),实验中，当电流表读数为,I,1,时，电压表读数为,U,1,；当电流表读数为,I,2,时，电压表读数为,U,2,.,则可以求出,E,_,，,r,_.(,用,I,1,、,I,2,、,U,1,、,U,2,及,R,表示,),【,解析,】,本题实际上是在课本实验,测定电源的电动势和内电阻,的基础上改编而成的，因本题电压表的量程只有,3 V,，而电源电动势,E,约为,4.5 V,，故不能直接用电压表测量电源的路端电压，应把待测电源与固定电阻串联等效为一个新电源,(1),实验电路原理图如图所示,二、水果电池,【,例,2】,(2012,重庆,),某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势,E,和内阻,r,，并探究电极间距对,E,和,r,的影响实验器材如图所示,(1),测量,E,和,r,的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压,U,和流过电源的电流,I,，依据公式,_,，利用测量数据作出,U,I,图像，得出,E,和,r,.,(2),将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路,(3),实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的,U,I,图像如图中,(,a,),、,(,b,),、,(,c,),、,(,d,),所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势,_(,填,“,增大,”“,减小,”,或,“,不变,”,),，电源内阻,_(,填,“,增大,”“,减小,”,或,“,不变,”,),曲线,(,c,),对应的电源电动势,E,_ V,，内阻,r,_,，当外电路总电阻为,2 500,时，该电源的输出功率,P,_ mW.(,均保留三位有效数字,),【,答案,】,(1),U,E,Ir,(2),如下图所示,(3),不变增大,0.975,478,0.268,三、巧妙利用图像解疑难,【,例,3】,电池甲和乙的电动势分别为,E,1,和,E,2,，内阻分别为,r,1,和,r,2,，若用甲和乙电池分别向某电阻,R,供电，则在这个电阻上消耗的电功率相同，若用甲和乙电池分别向某电阻,R,供电，则在这个电阻上消耗的电功率分别为,P,1,和,P,2,，已知,E,1,E,2,，,R,R,，则,(,),A,r,1,r,2,B,r,1,r,2,C,P,1,P,2,D,P,1,P,2,【,解析,】,根据题意，该电路为纯电阻电路如图,1,，因为两电池分别接入同一电路，故设该电阻的伏安特性曲线为图,2,，两电池在电阻上消耗的功率相同，由,P,UI,知两电池的伏安特性曲线与电阻,R,的伏安特性曲线交于同一点,A,，由于甲电池的电动势,E,1,大于乙电池电动势,E,2,即,E,1,E,2,分别作,E,1,、,E,2,与,A,的连线，交,I,轴于,I,1,、,I,2,，,I,1,、,I,2,分别为甲乙两电池的短路电流，由斜率可知,r,1,r,2,，,A,选项正确；因为,R,R,，所以,R,的伏安特性曲线的倾斜角比,R,的大，图示如图,2,所示，由,R,与,E,1,、,E,2,的交点可知这个电阻上消耗的电功率关系为,P,1,P,2,，,C,选项正确，,D,选项错误,【,答案,】,AC,