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时间:2019-10-27
《2020高考物理第八章实验十测定电源的电动势和内阻教案鲁科版》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验十 测定电源的电动势和内阻一、基本原理与操作原理电路图操作要领原理:闭合电路欧姆定律E=U+Ir(1)连接电路:按实验电路图连接好电路(2)测量与记录:闭合开关,调节滑动变阻器,测量出多组I、U值,填入对应的表格中二、数据处理1.计算方法2.图象法:画出电源的U-I图象,如图所示,(1)图线与纵轴交点为E(2)图线斜率的绝对值表示r=
2、
3、◎注意事项(1)可选用旧电池:为了使电路的路端电压变化明显。(2)电流不要过大,读数要快:干电池在大电流放电时,电动势E会明显下降,内阻r会明显增大。(3)合理选择标度:为使图线分布空间大,如图所示,纵坐标可以不从零开始,则图
4、线和横轴的交点不再是短路电流,应根据r=
5、
6、确定。◎误差分析(1)用图象法求E和r时作图不准确。(2)由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。(3)本实验中测量结果是:E测7、器应选用 ;(选填相应器材前的字母)(3)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图2中的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。序号123456电压U/V1.451.401.301.251.201.10电流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480图2(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E= V,内电阻r= Ω。(结果保留2位小数)解析 (1)干电池内电阻较小,远小于电压表内阻,选用甲电路时电源内电阻的测量值相对误差小。(2)因为一节干电池的电压在1.5V左右,所以电压表选用0~3V8、量程的;为了便于调节,滑动变阻器选用变阻范围0~50Ω的。(3)作图过程略,如图:(4)由U=E-Ir知U-I图线在U轴上的截距表示E、斜率的绝对值表示r。由图线可得E=1.50V,r=0.83Ω。答案 (1)甲 (2)B C (3)见解析图(4)1.50(1.49~1.51) 0.83(0.81~0.85)热点二 实验拓展创新命题角度 结合电表的改装测定电源的电动势和内阻【例2】 某同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内阻小于1.0Ω)B.电流表A1(量程0~3mA,内阻Rg1=10Ω)C.电流表A2(9、量程0~0.6A,内阻Rg2约为0.1Ω)D.滑动变阻器R1(阻值范围0~20Ω,额定电流10A)E.滑动变阻器R2(阻值范围0~200Ω,额定电流1A)F.电阻箱R0(阻值范围0~999Ω)G.开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图a、b、c、d所示的四个参考实验电路,并计划用图象法处理实验数据,其中最合理的是图 所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选 (填写器材前的字母代号)。(2)该同学选出合理的实验电路后,把与R0串联的电流表当作量程为0~3V的电压表使用,于10、是将电阻箱R0的阻值调至 Ω。(3)图3为该同学利用(1)中选出的合理的实验电路测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数),被测干电池的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果保留2位小数)图3解析 (1)将小量程电流表A1与电阻箱R0串联并将电阻箱调至某一合适的阻值从而将电流表改装为电压表,由此排除图a、图d所示的电路;对于图b所示的电路,根据闭合电路欧姆定律可得E=(I1+I2)r+I1(Rg1+R0),对于图c所示的电路,根据闭合电路欧姆定律可得E=I2(Rg2+r)+I1(Rg1+R0),由于Rg2的准确11、值未知,用图象法处理数据,会使测量结果不准确,故应选图b所示的电路。由电流表A2的量程分析可知,滑动变阻器应选D。(2)根据题图分析可知应将电阻箱R0的阻值调至990Ω,从而将电流表改装为量程为0~3V的电压表。(3)由图b所示的电路可得I1-I2图线的表达式为I1=-I2,图象在纵轴上的截距为=1.48mA;图线的斜率的绝对值k==,联立并代入数据解得E=1.48V,r=0.85Ω。答案 (1)b D (2)990 (3)1.48 0.85命题角度 用电流表、电阻箱测电源的电动势和内阻实验原理实验电路数据处理误差来源E=IR+Ir(1)图象法=·R+(2)计算法12、E=I1R
7、器应选用 ;(选填相应器材前的字母)(3)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图2中的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。序号123456电压U/V1.451.401.301.251.201.10电流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480图2(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E= V,内电阻r= Ω。(结果保留2位小数)解析 (1)干电池内电阻较小,远小于电压表内阻,选用甲电路时电源内电阻的测量值相对误差小。(2)因为一节干电池的电压在1.5V左右,所以电压表选用0~3V
8、量程的;为了便于调节,滑动变阻器选用变阻范围0~50Ω的。(3)作图过程略,如图:(4)由U=E-Ir知U-I图线在U轴上的截距表示E、斜率的绝对值表示r。由图线可得E=1.50V,r=0.83Ω。答案 (1)甲 (2)B C (3)见解析图(4)1.50(1.49~1.51) 0.83(0.81~0.85)热点二 实验拓展创新命题角度 结合电表的改装测定电源的电动势和内阻【例2】 某同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内阻小于1.0Ω)B.电流表A1(量程0~3mA,内阻Rg1=10Ω)C.电流表A2(
9、量程0~0.6A,内阻Rg2约为0.1Ω)D.滑动变阻器R1(阻值范围0~20Ω,额定电流10A)E.滑动变阻器R2(阻值范围0~200Ω,额定电流1A)F.电阻箱R0(阻值范围0~999Ω)G.开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图a、b、c、d所示的四个参考实验电路,并计划用图象法处理实验数据,其中最合理的是图 所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选 (填写器材前的字母代号)。(2)该同学选出合理的实验电路后,把与R0串联的电流表当作量程为0~3V的电压表使用,于
10、是将电阻箱R0的阻值调至 Ω。(3)图3为该同学利用(1)中选出的合理的实验电路测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数),被测干电池的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果保留2位小数)图3解析 (1)将小量程电流表A1与电阻箱R0串联并将电阻箱调至某一合适的阻值从而将电流表改装为电压表,由此排除图a、图d所示的电路;对于图b所示的电路,根据闭合电路欧姆定律可得E=(I1+I2)r+I1(Rg1+R0),对于图c所示的电路,根据闭合电路欧姆定律可得E=I2(Rg2+r)+I1(Rg1+R0),由于Rg2的准确
11、值未知,用图象法处理数据,会使测量结果不准确,故应选图b所示的电路。由电流表A2的量程分析可知,滑动变阻器应选D。(2)根据题图分析可知应将电阻箱R0的阻值调至990Ω,从而将电流表改装为量程为0~3V的电压表。(3)由图b所示的电路可得I1-I2图线的表达式为I1=-I2,图象在纵轴上的截距为=1.48mA;图线的斜率的绝对值k==,联立并代入数据解得E=1.48V,r=0.85Ω。答案 (1)b D (2)990 (3)1.48 0.85命题角度 用电流表、电阻箱测电源的电动势和内阻实验原理实验电路数据处理误差来源E=IR+Ir(1)图象法=·R+(2)计算法
12、E=I1R
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