高三物理复习实验九测定电源的电动势和内阻省公开课一等奖新名师优质课获奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,1/53,基础自主梳理,2/53,基础自主梳理,3/53,基础自主梳理,4/53,基础自主梳理,5/53,基础自主梳理,6/53,基础自主梳理,7/53,精典考题例析,例1 (四川卷)用试验测一电池内阻r和一待测电阻阻值R,x,.已知电池电动势约为6 V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧.可选取试验器材有：,电流表A,1,(量程030 mA)；电流表A,2,(量程0100 mA)；电压表V(量程06 V)；滑动变阻器R,1,(阻值05)；滑动变阻器R,2,(阻值0300)；开关S一个，导线若干条.,某同学试验过程以下：,8/53,精典考题例析,.设计如图1所表示电路图，正确连接电路.,.将R阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R阻值，测出多组U和I值，并统计.以U为纵轴，为横轴，得到如图2所表示图线.,.断开开关，将R,x,改接在B、C之间，A与B直接相连，其它部分保持不变.重复步骤，得到另一条U-I图线，图线与横轴交点坐标为(I,0,0),与纵轴U交点坐标为(0,U,0,).,9/53,精典考题例析,回答以下问题：,电流表应选取,滑动变阻器应选取,；,由图2图线，得电源内阻r=,；,用I,0,、U,0,和r表示待测电阻关系式R,x,，代入数值可得R,x,；,若电表为理想电表，R,x,接在BC之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数改变范围,，电压表示数改变范围,.(填“相同”或“不一样”),10/53,解析,：从U-I图线中看出路端电压最大值大于5.5 V，此时内外电压之比为111即内外电阻之比为111，那么外电路电阻最少为几百欧，所以滑动变阻器应选择R,2,，一样道理，从图中看出电流测量范围大于80 mA，所以电流表应选择量程为100 mAA,2,；图线方程为E=U+Ir,则图斜率绝对值为电源内阻r，即r=U，由图中数据代入可得r=25；将R,x,接入BC之间闭全电路欧姆定律方程为E=U+I(R,x,+r)，将U,0,、I0,两截距代入可R,x,=U,0,I,0,-r；将R,x,接入AB或BC之间时电阻最大值为R,x,+r+R ;最小值为R,x,+r，所以电流最大值与最小值相同.将R,x,接入AB路端电压最大值为Rx+RRx+；将R,x,接入BC端路端电压最大值为RRx+R+r，所以电压范围不一样.,答案,：,25,U0I0-r ,相同 不一样,11/53,精典考题例析,12/53,精典考题例析,13/53,精典考题例析,14/53,精典考题例析,15/53,16/53,精典考题例析,2.用图所表示电路，测定一节干电池电动势和内阻.电池内阻较小，为了预防在调整滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R,0,起保护作用.除电池、开关和导线外，可供使用试验器材还有：,(a)电流表(量程0.6 A、3 A)；,(b)电压表(量程3 V、15 V)；,(c)定值电阻(阻值1、额定功率5 W)；,(d)定值电阻(阻值10、额定功率10 W)；,(e)滑动变阻器(阻值范围010、额定电流2 A)；,(f)滑动变阻器(阻值范围0100、额定电流1 A).,那么：,(1)要正确完成试验，电压表量程应选择,V，电流表量程应选择,A；R,0,应选择,定值电阻，R应选择阻值范围是,滑动变阻器.,(2)引发该试验系统误差主要原因是,.,17/53,精典考题例析,解析,：(1)干电池电动势大约是1.5 V，所以电压表选取3 V量程.为了减小电流表指针偏角太小带来误差，故电流表选取0.6 A量程，定值电阻选取1.为了操作方便，滑动变阻器选取010.,(2)因为电压表分流作用造成电流表读数总是比真实值小，造成E,测,E,真,，r,测,r,真,.,答案：(1)3 0.6 1 010,(2)电压表分流,18/53,精典考题例析,例2,(安徽卷)某同学为了测量一节电池电动势和内阻，从试验室找到以下器材：一个满偏电流为100 A、内阻为2 500 表头，一个开关，两个电阻箱(0999.9)和若干导线.,(1)因为表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50 mA电流表，则应将表头与电阻箱,(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为,.,(2)接着该同学用改装电流表对电池电动势及内阻进行测量，试验电路如图1所表示，经过改变电阻R测对应电流I，且作相关计算后一并统计以下表.,19/53,精典考题例析,依据表中数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图中，并画出IR-I图线；,20/53,依据图线可得电池电动势E是,V，内阻r是,.,思维导引,本题并未采取传统伏安法测电动势及内阻，而是采取电流表与可变电阻组合即欧安法；表头内阻明码给出，意味着能够准确掌控哪个电学量?IR-I图象斜率可表示什么物理量，其截距有何意义.,21/53,精典考题例析,解析,：(1)把小量程电流表改装成大量程电流表需并联小电阻，由并联特点，电压相等(I-I,g,)R=I,g,R,g,，得R=5.0,；,(2)如图所表示，由E=IR+I(r+R,A,)得IR=E-I(r+R,A,)，纵截距为电源电动势E,，,R,A,=5.0,，得r=2.0,.,答案,：(1)并联 5.0,22/53,精典考题例析,(2)如图所表示 1.53 2.0,感悟提升：,伏安法测电源电动势和内阻是最惯用方法，但因为闭合电路欧姆定律含有较多变形公式，所以试验方案也灵活多变.要熟练掌握三种试验方案，用电压表、电流表、滑动变阻器测量，用电流表、电阻箱测量，用电压表、电阻箱测量.,23/53,精典考题例析,24/53,精典考题例析,25/53精典考题例析,4.某同学经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电动势E和内电阻r，不过从试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I,g,=0.6 A，内阻r,g,=0.1)和若干导线.,请依据测定电动势E和内电阻r要求，设计图甲中器件连接方式，画线把它们连接起来.,26/53,精典考题例析,接通开关，逐次改变电阻箱阻值R，读出与R对应电流表示数I，并作统计.当电阻箱阻值R=2.6 时，其对应电流表示数如图乙所表示.处理试验数据时，首先计算出每个电流值I倒数1I；再制作R-1/I坐标图，如图丙所表示，图中已标注出了(R，1/I)几个与测量对应坐标点.请你将与图乙试验数据对应坐标点也标注在图丙上.,在图丙上把描绘出坐标点连成图线.,依据图丙描绘出图线可得出这个电池电动势E=V，内电阻r=,.,27/53,精典考题例析,解析,：见答案.由欧姆定律有I=ER+r+rg 得R=EI-(r+rg)，图线斜率等于电源电动势，在纵轴上截距等于电源内阻与电流表内阻之和负值，由图可知E=1.5 V，r=0.3.,答案,：如图甲所表示 如图乙所表示 如图乙所表示1.5(1.461.54)0.3(0.250.35),28/53,速效提升训练,1.某同学对试验室一个多用电表中电池进行更换时发觉，里面除了一节1.5 V干电池外，还有一个方形电池(层叠电池).为了测定该电池电动势和内电阻，试验室中提供以下器材：,A.电流表A,1,(满偏电流10 mA，内阻10)；,B.电流表A,2,(00.6 A，内阻未知)；,C.滑动变阻器R,0,(0100，1 A)；,D.定值电阻R(阻值990)；,E.开关与导线若干.,29/53,速效提升训练,该同学依据现有试验器材，设计了如图甲所表示电路，图乙为该同学依据上述设计试验电路测出多组数据并绘出I,1,-I,2,图线(I,1,为电流表A,1,示数，I,2,为电流表A,2,示数)，则由图线能够得到被测电池电动势E=,V，内阻r=,.(结果保留两位有效数字),30/53,解析,：由试验电路，R和A,1,串联相当于电压表，依据闭合电路欧姆定律,E=I,1,(R+RA,1,)+I,2,r,解得：I11R+RA1E-rR+RA1I2,延长I,1,-I,2,图线，当I,2,=0时，读出,I,1,9.0 mA，解得E=9.0 V.,图线斜率绝对值rR+RA1=,I1，解得,r=10.,答案：,9.0 10,31/53,2.(江苏卷)小明利用如图1所表示试验装置测量一干电池电动势和内阻.,(1)图1中电流表示数为,A.,32/53,速效提升训练,(2)调整滑动变阻器，电压表和电流表示数统计以下,请依据表中数据，在图2上作出U-I图线.,由图线求得：电动势E=,V；内阻,r=,.,(3)试验时，小明进行了屡次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合.其实，从试验误差考虑，这么操作不妥，因为,.,33/53,解析,：(1)由图可知，电流表量程为0.6 A，精度为0.02 A，所以电流表示数为0.02 A22=0.44 A;(3)由图像与纵轴截距得电动势为1.60 V，斜率即内阻为r=1.60-1.00.49=1.22;(4)假如一直保持电路闭合，电池长时间使用后，电动势和内阻会发生改变，造成试验误差增大.,答案,：(1)0.44 (2)(U-I图线如图)1.60(1.581.62都算对)1.2(1.181.26都算对),(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生改变，造成试验误差增大,34/53,速效提升训练,35/53,速效提升训练,36/53,37/53,速效提升训练,38/53,39/53,速效提升训练,40/53,速效提升训练,41/53,速效提升训练,42/53,速效提升训练,43/53,速效提升训练,5.在测量电源电动势和内阻试验中：因为所用电压表(视为理想电压表)量程较小，某同学设计了如图所表示实物电路.,(1)试验时，应先将电阻箱电阻调到,(填“最大值”“最小值”或“任意值”).,(2)改变电阻箱阻值R，分别测出阻值R,0,=10 定值电阻两端电压U.以下两组R取值方案中，比较合理方案是,(填“1”或“2”),44/53,速效提升训练,(3)依据试验数据描点，绘出1/U-R图象是一条直线.若直线斜率为k，在1/U坐标轴上截距为b，则该电源电动势E,=,内阻r,=.(,用k、b和R,0,表示),45/53,速效提升训练,解析,：(1)试验时，为保护电压表，应将电阻箱阻值调到最大，此时电压表两端电压最小(2)电压表量程为3 V，故电阻箱两端最小电压约为6 V.依据串联电路特点可知，3/R,0,=6/R，电阻箱阻值最小值为20 在试验时，为减小读数误差，所用电表指针偏角普通大于其量程1/3，当电压表量程为1 V时，由1R0=9-1 得R=80 所以选择方案2较合理(3)依据闭合电路欧姆定律E=U+UR0(R+r)变形得1U=1E+rER0+1ER0R,1U-R 图象截距b=1/E+r/ER,0,，斜率k=1/ER,0,，联立这两个式子得：E=1/kR,0,r=b/k-R,0,.,答案,：(1)最大值 (2)2 (3),46/53,速效提升训练,47/53,速效提升训练,48/53,速效提升训练,49/53,速效提升训练,50/53,速效提升训练,51/53,速效提升训练,52/53,速效提升训练,53/53,