高考物理总复习8.5实验10测定电源的电动势和内阻课件PPT

这是一份高考物理总复习8.5实验10测定电源的电动势和内阻课件PPT，共49页。PPT课件主要包含了-2-，-3-，-4-，-5-，-6-，-7-，-8-，命题点一，命题点二，命题点三等内容，欢迎下载使用。
一、实验目的测定电源的电动势和内阻。二、实验原理
三、实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔。
四、实验步骤1.按实验电路图所示连接电路。2.把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端。3.闭合开关,调节变阻器,记录几组I、U值,填入表格中。4.断开开关,拆除电路,整理好器材。五、数据处理方法一:列方程组求解电动势和内阻的大小
根据以上三组方程分别求出E、r,再取其平均值作为电源的电动势E和内阻r。
方法二:用作图法处理数据,如图所示。(1)图线与纵轴交点为E;
六、误差分析1.偶然误差(1)电表读数不准引起误差。(2)图象法求E和r时作图不准确。2.系统误差(1)若采取电流表外接法,由于电压表分流造成电动势和内阻的测量值均偏小。(2)若采取电流表内接法,由于电流表分压,造成内阻的测量值偏大。
七、注意事项1.选用旧电池:为了使电路的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些,可选用已使用过一段时间的电池。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。因此,实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完立即断电。3.逐差法求E、r:要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些,用方程组求解时,要将测出的I、U数据中,第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组,分别解出E、r值再求平均值。
4.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,则图线和横轴的交点不再是短路电流,电源的内阻不能
实验原理与操作例1(2016·四川卷)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3 V,内阻约2 Ω),保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω),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(0~3 V,内阻约15 kΩ)B.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)C.电流表(0~200 mA,内阻约2 Ω)D.电流表(0~30 mA,内阻约2 Ω)
(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。 
答案:(1)A　C　(2)C　(3)ka　k-R2解析:(1)因电源电动势为3 V,且电压表内阻越大,系统误差越小,所以电压表选A;通过电流表的最大电流约为 =176.5 mA,所以电流表选C;(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大,说明滑动变阻器连入电路的电阻丝长度在增长,故滑片P左侧电阻丝连入电路,所以一条导线接在电阻丝左端接线柱,另一条导线接在滑动变阻器金属杆两端中的任意一端接线柱都可,选项C正确;(3)由闭合电路欧姆定律E=U+I(r+R2),可得U=E-I(r+R2),由题意U=0时,I=a,且r+R2=k,所以得E=ka;r=k-R2。
思维点拨此实验是教材上的测量电源的电动势和内阻实验的改进实验;与教材实验不同的地方就是加了两个保护电阻;仪器的选择要考虑实验的误差因素,比如此实验产生误差的是电压表的分流作用,故选择电压表时要尽量用内阻较大的电压表。
数据处理与误差分析例2小明利用如图甲所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。
甲(1)图甲中电流表的示数为　　　　 A。 
(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下:
请根据表中的数据,在图乙的方格纸上作出U-I图线。
由图线求得:电动势E=　　　　 V;内阻r=　　　 Ω。 (3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合。其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为 　。 
答案:(1)0.44　(2)U-I图线见解析　1.61(1.59~1.63都算对)　1.24(1.22~1.26都算对)　(3)通电时间较长会使干电池的电动势和内阻发生变化,导致实验误差增大解析:(1)电流表选用量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,则其读数为0.44 A。
(2)坐标系选择合适的标度,根据表中数据描点作出的U-I图线如图所示。图线与纵轴交点为1.61 V,故E=1.61 V,由图线的斜率 =1.24知,电池内阻为1.24 Ω。注意此处不要用图象与纵轴交点值除以与横轴交点值。(3)长时间保持电路闭合,电池会发热,电池内阻会发生变化,干电池长时间放电,也会引起电动势变化,导致实验误差增大。
本实验的系统误差是由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差。(1)如图甲所示,在理论上E=U+(IV+IA)r,其中电压表示数U是准确的电源两端电压。而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差,而且电压表示数越大,IV越大。当电压表示数为零时,IV=0,IA=I短,短路电流测量值=真实值。如图乙所示,可知E测