2019年高考物理一輪復習第八章恒定電流實驗十測定電源的電動勢和內阻學案_第1頁
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文檔簡介

1、(2)用作圖法處理數據,如圖2 所示.實驗十 測定電源的電動勢和內阻回歸教材掌握基本原理和基本方法回歸教材掌握基本原理和基本方法過好雙基關1基本實驗要求1 實驗原理閉合電路歐姆定律.2 實驗器材(1)電流表用 0.6A 的量程,電壓表用3V 的量程,按圖 1 連接好電路.屮乙J* JL圖 1./I把滑動變阻器的滑片移到使阻值最大的一端.一(3)閉合開關,調節滑動變阻器,使電流表有明顯示數并記錄一組數據法再測量幾組I、u值,填入表格中.斷開開關,拆除電路,整理好器材.Q規律方法總結1 .實驗數據求E、r的處理方法U=E- Iir(1)列方程求解:由U=E-Ir得電池、電壓表、3.基本操作電流表、

2、滑動變阻器、開關、導線、坐標紙和刻度尺.(Il,U) 用同樣的方,解得E、r.(2)用作圖法處理數據,如圖2 所示.| U2 =E 1231圖線與縱軸交點為E2圖線與橫軸交點為I短=-;r3圖線的斜率表示r= |號#.*2 .注意事項(1) 為了使路端電壓變化明顯,可使用內阻較大的舊電池._Cj(2) 電流不要過大,應小于 0.5A,讀數要快.(3) 要測出不少于 6 組的(I,U)數據,變化范圍要大些.(4) 若U- I圖線縱軸刻度不從零開始,則圖線和橫軸的交點不再是短路電流,內阻應根據r=|歲確定.去丫電流表要內接(因為 r 很小).3.誤差來源(1) 偶然誤差:用圖象法求E和r時作圖不準

3、確.(2) 系統誤差:電壓表分流.抓住題眼軍審題總結解題技巧方法抓住題眼軍審題總結解題技巧方法研透命題點【例 1】(2016 四川理綜 8H)用如圖 3 所示電路測量電源的電動勢和內阻.實驗器材:待 測電源(電動勢約 3V,內阻約 2Q),保護電阻R(阻值 10Q)和 R(阻值 5Q),滑動變阻器R電流表 A,電壓表 V,開關 S,導線若干.壽測電源圖 2命題點一教材原型實驗4實驗主要步驟:(i)將滑動變阻器接入電路的阻值調到最大,閉合開關;(ii )逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值,記下電壓表的示數U和相應電流表的示數I;(iii)以U為縱坐標,I為橫坐標,作U- I圖線(U I都用國際單位

4、);(iv)求出U- I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a.回答下列問題:(1) 電壓表最好選用 _;電流表最好選用 _ .A. 電壓表(03V,內阻約 15kQ)B. 電壓表(03V,內阻約 3kQ)C. 電流表(0200mA 內阻約 2Q)D. 電流表(030mA 內阻約 2Q)(2) 滑動變阻器的滑片從左向右滑動,發現電壓表示數增大兩導線與滑動變阻器接線柱連接情況是_.A. 兩導線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱B. 兩導線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱C. 一條導線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱,另一條導線接在電阻絲左端接線柱D. 一條導線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱,另一條導線

5、接在電阻絲右端接線柱選用k、a、R和R表示待測電源的電動勢E和內阻r的表達式E=_ , =_ ,代入數值可得E和r的測量值.答案(1)A C (2)C(3)ka kR解析(1)電壓表內阻越大,分流越小,誤差也就越小,所以選內阻較大的電壓表A;當滑動變阻器接入電阻最小時通過電流表電流最大,此時通過電流表電流大小約為I=E一R+ 艮 +r疋176mA 所以選量程為 200mA 的電流表 C.5(2)由電路分析可知,若滑動變阻器的滑片右移電壓表示數變大,則滑動變阻器接入電路部分阻值增大,選項 C 符合題意.由E=U+I(r+R2),得 U=-I(r+R2) +E,對比伏安特性曲線可知,圖象斜率的絕對

6、值k=r+F2,所以電源內阻r=k-R2;令U= 0,得I= 昱=,由題意知與橫軸截距為a,r十F kE所以a=I=k,貝 VE=ka.O O 題組階梯突融題組階梯突融-1 利用圖 4 所示的電路測定一節干電池的電動勢和內阻,要求盡量減小實驗誤差供選擇的器材有:A. 電流表 A(00.6A)B. 電壓表 V1(03V)C. 電壓表 V2(015V)D. 滑動變阻器R(020QE. 滑動變阻器 R(0200Q)F. 定值電阻F0= 1QG. 開關一個,導線若干(1) 實驗中電壓表應選用 _,滑動變阻器應選用 _ (選填相應器材前的字母).(2) 閉合開關,電壓表和電流表均有示數,但是無論怎么移動

7、滑動變阻器的滑片,電壓表的讀數變化都非常小.同學們討論后,在原電路的基礎上又加了一個定值電阻R),問題得到解決.請你在虛線框內畫出改進后的電路圖.某位同學記錄了 6 組數據,對應的點已經標在坐標紙上.在圖5 坐標紙上畫出 U-I圖線,并根據所畫圖線可得出干電池的電動勢E=_V,內電阻r=_Q.(結果均保留兩位有效數字)62 禾 U 用電流表和電壓表測定一節干電池的電動勢和內阻要求盡量減小實驗誤差.現有電流表(00.6A)、開關和導線若干,以及以下器材:A.電壓表(015V)B.電壓表(03V)C.滑動變阻器(050Q)D.滑動變阻器(0500Q)實驗中電壓表應選用 _ ;滑動變阻器應選用 _

8、.(選填相應器材前的字母)答案(1)B D (2)見解析圖解析(1)由于干電池的電動勢為1.5V,所以應選電壓表 B, C 的量程太大,誤差太大;選用小的滑動變阻器便于操作,故選D.電路圖如圖甲所示,U- I 圖線如圖乙所示圖象的縱截距表示電源電動勢,故有E= 1.5V,所以內阻為1.5 1.00.44Q 1Q&0.14Q(1)應該選擇的實驗電路是圖 6 中的_(選填“甲”或“乙”_)1.50.14(0.13 0.18)甲7(3)某位同學記錄的 6 組數據如表所示,其中 5 組數據的對應點已經標在圖 7,請標出余下一組數據的對應點,并畫出UI圖線序號123456電壓U(V)1.451.

9、401.301.251.201.10電流1(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480圖 7(4)根據(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E=V,內電阻r=Q.解析(1)干電池內阻相對一般電流表內阻而言較小,為減小電流表分壓帶來的系統誤差, 故應選甲.干電池電動勢約為1.5V,電壓表選 B 可減小讀數誤差.滑動變阻器應選C,若選 D,由實驗中,隨著滑動變阻器滑片的移動,電壓表的示數U及干電池的輸出功率P都會發生答案甲(2)B0.83(0.810.85)(5)Cft/V|P6L變化.8于總阻值較大,則滑片滑動時移動范圍小,不便調節.圖 99(3)圖線應為直線,作圖時使盡量多

10、的點在線上,不在線上的點應均勻分布在線的兩側,誤 差較大的點舍去.由U=E-Ir可得圖象上的縱軸截距E= 1.50V,斜率的絕對值r疋0.83Q .1E2E2輸出功率P=UI=-r(u 2)2+4,應為開口向下的拋物線,C正確.3手機、電腦等電器已經普及到人們的日常生活中,這些電器都要用到蓄電池某同學利 用下列器材測定一節蓄電池的電動勢和內阻.蓄電池的電動勢約為3V.A. 量程是 0.6A,內阻約為 0.5 Q 的電流表;B. 量程是 3V,內阻是 6k Q 的電壓表;C. 量程是 15V,內阻是 30k Q 的電壓表;D. 阻值為 01k Q,額定電流為 0.5A 的滑動變阻器;E. 阻值為

11、 010 Q,額定電流為 2A 的滑動變阻器;F. 定值電阻 4Q,額定功率 4VVG. 開關 S 一個,導線若干.(1)_為了減小實驗誤差,電壓表應選擇(填器材代號),圖 8 中的導線應連接到_處(填“”或“”),改變滑動變阻器阻值的時候,為了使電壓表和電流表的讀數變化比較明顯,滑動變阻器應選擇 _(填器材代號). -!-1 IS圖 8(2)用(1)問中的實驗電路進行測量,讀出電壓表和電流表的讀數,畫出對應的U- I圖線如圖 9 所示,由圖線可得該蓄電池的電動勢E=_ V,內阻r=_ Q .(結果保留兩位有效數字)L7V10O2IW) -14X)6(*1 /mA答案(1)B E (2)3.2

12、1.3解析(1)蓄電池的電動勢約為3V,電壓表 C 的量程太大,選電壓表 B.導線接處,與電池串聯的定值電阻阻值已知,有利于準確測出電池的內阻.電流表量程為0.6A,由R=辛辛得回路中的總電阻不能小于 5Q,滑動變阻器 D 總阻值太大,操作不方便,滑動變阻器選E.(2)由圖線在縱軸上的截距可得蓄電池的電動勢E= 3.2V,圖線斜率的絕對值|k|疋5.3Q,減去與電池串聯的定值電阻的阻值 4Q,可得電池的內阻r= 1.3Q.命題點二實驗拓展創新(例 2 圖 10 甲是利用兩個電流表 A1 和A測量干電池電動勢E和內阻r的電路原理圖.圖中VS 為開關,R為滑動變阻器,定值電阻R和 A1 內阻之和為

13、 10000Q(比r和滑動變阻器的總電 阻都大得多),A2 為理想電流表.乙圖 10(2)在閉合開關 S 前,將滑動變阻器的滑動端c移動至(填“a端” “中央”或“b端”)-(3)閉合開關 S,移動滑動變阻器的滑動端c至某一位置,讀出電流表 A 和A的示數I1 和12. 多次改變滑動端c的位置,得到的數據為:I1(mA)0.1200.1250.1300.1350.1400.145412(mA)4804003202321406811在圖 11 所示的坐標紙上以 丨丨 1 為縱坐標、丨丨 2 為橫坐標畫出所對應的 丨丨 1丨丨 2 圖線.12圖 11(5)2.5(2.32.7)解析(1)連線如圖所

14、示.實驗前滑動變阻器接入電路電阻值應最大.如圖所示.A /i/mA(4)由圖線上讀出兩組數值,代入E=l1(R+RM)+ (11 +12)r構成方程組聯立求解E和r.(5)短路電流Im=E.r題題組階梯突破組階梯突破+ /mA0. HM::1耳11:I HI IIIPI11* 11 ini i inII*忡|忡I4II0.140JIJI11 J-l ILILIJILI |II.|LloaEnan0.130f rmem ri-inai lamiEFEF田EE!3EB3: H: E;三好心圧川廠I: : : : : : : : : : : : : :!:!:!:!mar Bian inaaarr田

15、冏冋 冊I田 田 扭H37EEI汨粧111田 田 彩luaatBiauaBBia: : : : : : : : : : : : : :(I.I2U: : : : : : : : : : : : : :I I 11111, iI , 111II; IF0.1 loffi.t)SEES EEQ ESnttia!I IP;,I ”1;I I:L(X) 2IN 3(X屯0 51K)(4)利用所得圖線求得電源的電動勢E=_V 內阻 r =Q.(均保留兩位小該電路中電源輸出的短路電流Im=_A.(保留兩位有效數字)答案(1)見解析圖(2)b端(3)見解析圖(4)1.49(1.481.50)0.60(0.5

16、5 0.65)0J3)j.z!l:l:t) IIOE.仆IHI* 2(KI出卅*iI田I可TMlHril-IMnnrnLIrll-lmrrK一:!軽!:!-!第二EmHEb昱:訂::134 某同學準備利用下列器材測量干電池的電動勢和內阻.A.待測干電池一節,電動勢約為1.5V,內阻約為幾歐姆B.直流電壓表 V,量程為 3V,內阻非常大C.定值電阻 150QD. 電阻箱 RE. 導線和開關根據如圖 12 甲所示的電路連接圖進行實驗操作多次改變電阻箱的阻值,記錄每次電阻箱1的阻值R和電壓表的示數U.在Q-R坐標系中描出的坐標點如圖乙所示.1(1) 分別用E和r表示電源的電動勢和內阻,貝 UQ與R的

17、關系式為 _.1(2) 在圖乙坐標紙上畫出Q-R關系圖線.(3) 根據圖線求得斜率k=_V1Q-1,截距b=_V-1(保留兩位有效數字).14(4) 根據圖線求得電源電動勢E=_V,內阻r=_Q(保留三位有效數字).11R)+r-333答案 (1)=R+(2)見解析圖(3)4.4X10-3(4.2X10-34.6X10-3)U ER ER150.70(0.69 0.71)(4)1.52(1.451.55)9.09(7.50 10.5)解析 由閉合電路歐姆定律可知:E=U+舟舟(R+r),整理可知U=歆歆+ +作圖如圖所示.k= 5 5 :. .7070V1Q14.4X103v1Q1,截距b=

18、0.70V11o01,=b= 0.70,解得E 1.52V ;r9.09Q.ER5某同學設想運用如圖 13 甲所示的實驗電路,測量未知電阻R的阻值、電流表 A 的內阻和電源(內阻忽略不計)的電動勢,實驗過程中電流表的讀數始終符合實驗要求.(1)為了測量未知電阻R的阻值,他在閉合開關之前應該將兩個電阻箱的阻值調至_(填“最大”或“最小”),然后閉合開關將開關 K2 撥至 1 位置,調節艮使電 流表A 有明顯讀數I。;接著將開關 K2 撥至 2 位置保持F2 不變,調節R,當調節R= 34.2Q時,電流表 A讀數仍為I。,則該未知電阻的阻值FX =Q.為了測量電流表 A 的內阻 甩和電源(內阻忽略不計)的電動勢E,他將R的阻值調到R=1.5Q, R 調到最大,將開關 K2 撥至 2 位置,閉合開關然后多次調節 F2,并在表格中記錄下了各次 民的阻值和對應電流表 A 的讀數I;最后根據記錄的數據, 他畫出了如圖乙所示 的圖象,根據你所學知識和題中所給字母寫出該圖象對應的函數表達

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