2018年高考物理一轮复习 实验九 测定电源的电动势和内阻教学案

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1、实验九测定电源的电动势和内阻1.掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法.2.掌握用图象处理实验数据的方法.3.掌握实物图连接的技巧．1．实验原理(1)实验依据：闭合电路欧姆定律．(2)E和r的求解：由U＝E－Ir得，解得E、r.(3)用作图法处理数据，如图1所示．图1①图线与纵轴交点为E；②图线与横轴交点为I短＝；③图线的斜率表示r＝

2、

3、.2．实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺．3．基本操作(1)电流表用0.6A的量程，电压表用3V的量程，按实验原理图连接好电路．(2)把变阻器的滑片移到使阻值最大的一端．(3)

4、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)．用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中．(4)断开开关，拆除电路，整理好器材．【规律方法总结】1．实验数据求E、r的处理方法(1)列多个方程组求解，再求E、r的平均值．(2)图象法处理：以路端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建坐标系、描点、连线，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r.2．注意事项(1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池．(2)电流不要过大，应小于0.5A，读数要快．(3)要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些．(4)若U－I图线纵轴刻

5、度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据r＝

6、

7、确定．(5)电流表要内接(因为r很小)．3．误差来源(1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确．(2)系统误差：电压表分流．高频考点一　器材选取、电路设计及误差分析例1．(2016·四川理综·8Ⅱ)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源(电动势约3V，内阻约2Ω)，保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。实验主要步骤：(ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；(ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下

8、电压表的示数U和相应电流表的示数I；(ⅲ)以U为纵坐标，I为横坐标，作UI图线(U、I都用国际单位)；(ⅳ)求出UI图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。回答下列问题：(1)电压表最好选用________；电流表最好选用________。A．电压表(0～3V，内阻约15kΩ)B．电压表(0～3V，内阻约3kΩ)C．电流表(0～200mA，内阻约2Ω)D．电流表(0～30mA，内阻约2Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________。A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B．两导线接在滑

9、动变阻器金属杆两端的接线柱C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝________，r＝________，代入数值可得E和r的测量值。(3)UI图线如图所示，斜率的绝对值k＝r＋R2，故r＝k－R2。横轴截距a＝，则E＝ak。答案：　(1)A　C　(2)C　(3)ak　k－R2【举一反三】用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V，内电阻约1Ω)的电动势

10、和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A．电流表：量程0.6A，内电阻约1ΩB．电流表：量程3A，内电阻约0.2ΩC．电压表：量程3V，内电阻约30kΩD．电压表：量程6V，内电阻约60kΩE．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5AF．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)．(2)图2为正确选择仪器后，连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将________和_____

11、___相连、________和________相连、________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)．图2(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以_______为纵坐标，以_______为横坐标．答案　(1)A　D　F　(2)a　d　c　g　f　h　(3)　(或U　或　R)(2)本实验的实验电路应如图甲所示．甲为了连接成如图甲所示的实验电路

12、，还需要用导线将a与d、c与g、f与h相连．(3)实验时，电流表不再使用，电阻箱