高考物理 名师1号系列复习 测定电源的电动势和内阻教案

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1、实验十四测定电源电动势与内电阻第一关：基础关展望高考基础知识(一)实验目的1.掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法与原理;2.学习掌握用U-I图象处理数据的方法.(二)实验原理如图所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组I,U值,利用闭合电路欧姆定律U=E-Ir求出几组E,r值,最后分别算出它们的平均值.用作图法来处理数据:即在坐标纸上以I为横坐标,U为纵坐标,用测出的几组I,U值画出U-I图象.如图所示.所得直线跟纵轴的交点即为电动势值,图线斜率的绝对值即为内电阻r的值.(三)实验器材电流表,电压表,交变器,开关,导线及被测干电池(旧电池).(四)实验步骤1.

2、恰当选择实验器材,照图连好实验仪器,使开关处于断开状态且滑动变阻器的滑动触头滑至使接入电阻阻值最大的一端.2.闭合开关,接通电路,记下此时电压表和电流表的示数.3.将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动至某位置,记下各位置对应的电压表和电流表的示数.4.继续移动滑动变阻器的滑动触头至其他几个不同位置,记下各位置对应的电压表和电流表的示数.5.断开开关,拆除电路,收好器材.6.在坐标纸上以U为纵轴,以I为横轴,作出U-I图象,利用图象求出E,r.第二关：技法关解读高考解题技法一、实验注意事项技法讲解(1)对电路中RV要远远大于r，且滑动变阻器RRV，故R应选小一点的，此外电流不能太大，太大

3、会使电池的内电阻急剧增大，电动势减小.(2)本实验由于电池内电阻较小，路端电压U的变化也较小，此外电流不能太大，电压也就不能太小，故U-I图线纵轴的刻度可以不从零开始，且纵截距表示E的大小，斜率表示r的大小，应选旧电池进行实验.(3)画U-I图线时，应使各点尽可能多地分布在一条直线上，其他各点在直线两侧的点数差不多相等，个别偏离太多的点应舍去，以求准确.典例剖析例1用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列各项中错误的是()A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数变化明显B．应选用内阻较小的电压表和电流表C．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D．根据实验记录的

4、数据作U-I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀地分布在直线两侧解析：为使误差减小及安全性，ACD正确．答案选B.答案：B二、实验数据处理技法讲解实验的数据处理(1)用平均值法求E和r:把所测量的数据代入闭合电路欧姆定律E=U+Ir中,得E=U1+I1rE=U2+I2r,计算出r1=,E1=.同理，把其他几组r2、r3和E2、E3计算出来，利用公式求得r=,E=,即为所求电源的电动势E和内阻r.(2)利用U-I图线求E和r:建立U-I坐标系,依据测量数据在坐标系中画出相应的点,延长这条直线,读出它与U轴相交点的值,此值为断路时的路端电压即电源电动势E;这条直线与I轴

5、的交点表示U=0(外电路短路)时的电流I短,由I短=,计算出内阻r=.当干电池内阻较小时,路端电压U的变化较小,坐标图中数据点所描直线呈现如图甲所示的状况,下部大面积空间得不到利用,作图时也易造成较大误差,为此可使纵坐标不从零开始(横坐标必须从零开始),如图乙所示,并把纵坐标的标度取得小一些,可使测量结果的误差减小些,但要注意的是:此时图象与横轴的交点不表示短路电流,计算内阻时,要在直线上任取两个相距较远的点,用r=来计算电池的内阻r.典例剖析例2用电流表和电压表测定电源的电动势E和内电阻r,所用的电路如图所示，一位同学测得的数据组如下表所示.(1)试根据这些数据在图中作出U-I图象.组别I/

6、AU/V120.120.201.341.3230.311.2440.321.1850.501.1060.2571.05(2)根据图象得出电源的电动势E=__________V,根据图象得出的电源内阻r=_________Ω.(3)若不作出图象,只选用其中两组U和I数据,可利用公式E=U1+I1r和E=U2+I2r算出E和r,这样做可能得出误差很大结果.选用第__________组和第__________组的数据,求得E和r误差最大.解析：如图所示,作图象时应把个别不合理的数据去除.由直线与纵轴的交点可读出电动势E=1.45V,再读出直线与横轴的交点的坐标(U,I),连同得出的E值代入E=U+I

7、r中,得r===0.69Ω.选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大,不需要利用所给的6组数据分别进行计算,利用作图就可看出这一点.选用这两组数据求E和r,相当于过图中3和4两点作一直线,利用此直线求出E和r,而此直线与所画的直线偏离最大.实际上,第4组数据不合理,已经排除.答案：(1)如图解析所示(2)1.450.69(3)34点评：用图象法处理数据是该实验的一个重点,在高考中经常出现.需要注