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2024届高考物理一轮复习专题八恒定电流实验九测定电源的电动势和内阻课件
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这是一份2024届高考物理一轮复习专题八恒定电流实验九测定电源的电动势和内阻课件，共25页。PPT课件主要包含了①③④⑥⑦等内容，欢迎下载使用。
1.实验原理闭合电路欧姆定律.
2.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、刻度尺、铅笔等.
3.实验步骤(1)电流表用0～0.6 A量程，电压表用0～3 V量程，按图连接好电路.(2)把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端.(3)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).用同样方法测量出多组I、U值，填入表格中.(4)断开开关，拆除电路，整理好器材.
5.注意事项(1)实验时，电流不能过大，通电时间不能太长，以免对E与r产生较大影响.(2)画U－I图线时，由于偶然误差，描出的点不在一条直线上，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去.
命题一 课标教材原型实验 [基础考查]1.内接法误差：如图甲所示，在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中U是电源外电压.但实验中忽略了IV而形成误差，而且电压表示数越大，IV越大.
结论：①当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，短路电流的测量值等于真实值.②E测＜E真.
2.外接法误差：若采用如图甲所示的电路，IA为电源总电流，理论上有E＝U＋UA＋IAr，其中UA不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，UA越大，当电流为零时，UA＝0，电压为准确值，等于E.
结论：①E为真实值.②I短测＜I短真.
例1 某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材：①待测电池：电动势约为1.5 V(小于1.5 V)②电流表：量程0～3 mA③电流表：量程0～0.6 A④电压表：量程0～1.5 V⑤电压表：量程0～3 V⑥滑动变阻器：阻值范围0～20 Ω⑦开关一个，导线若干(1)请选择实验中需要的器材____________(填标号).
(2)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来.
(3)小组由实验数据作出的U－I图像如图乙所示，由图像可求得电源电动势为________V，内电阻为______Ω.
【解析】(1)电流表量程3 mA不能满足实验需要，故选量程为0.6 A电流表；电动势小于1.5 V，故选量程为1.5 V的电压表.其他都是电路必需器材，故所需器材为①③④⑥⑦.(3)根据图像得E＝1.4 V，r＝2.8 Ω.
变式1 (2022年华师附中模拟)随着智能手机的广泛应用，充电宝成为手机及时充电的一种重要选择.充电宝可视为与电池一样的直流电源.一充电宝的电动势约为5 V，内阻很小，最大放电电流为2 A.某实验小组测它的电动势和内阻时，将充电宝连接线的外绝缘层剥开，里面红导线为充电宝的正极，黑导线为充电宝的负极，另有滑动变阻器R用于改变电路中的电流.已知定值电阻R0＝3 Ω，电流表A的内阻约为0.1 Ω，电压表V的内阻约为3 kΩ，将以上器材与开关S连接成如图所示的电路.
(1)老师发现该电路中有一根导线接线错误，请你找出是哪根线______(填“a”或“b”). (2)改正后，请在下面的方框中画出对应的电路图.
(3)调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，并在坐标纸上描点如下图，请根据描出的点作出U－I图像.
(4)依据U－I图像，可求得该充电宝的电动势为______V，内阻为______Ω.(计算结果均保留2位小数)
命题二 拓展创新实验 [创新考查]测定电源的电动势和内阻还可以采用以下几种方法
例2 (2021年全国乙卷)一实验小组利用图甲所示的电路测量—电池的电动势E(约1.5 V)和内阻r(小于2 Ω).图中电压表量程为0～1 V，内阻RV＝380.0 Ω；定值电阻R0＝20.0 Ω ；电阻箱R最大阻值为999.9 Ω；S为开关.按电路图连接电路.完成下列填空：
变式2 (2021年湖南卷)某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干.由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘.某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度.主要实验步骤如下：
(2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的______(填“a”或“b”)端. (3)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ 和电流表示数I，得到多组数据.(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为r0，该电池电动势和内阻可表示为E＝______，r＝____________.(用R0 、RA 、k 、d 、r0 表示)
(1)将器材如图甲连接.
(5)为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0.利用现有器材设计实验，在图丙方框中画出实验电路图.(电阻丝用滑动变阻器符号表示)(6)利用测出的r0，可得该电池的电动势和内阻.
1.实验原理闭合电路欧姆定律.
2.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、刻度尺、铅笔等.
3.实验步骤(1)电流表用0～0.6 A量程，电压表用0～3 V量程，按图连接好电路.(2)把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端.(3)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).用同样方法测量出多组I、U值，填入表格中.(4)断开开关，拆除电路，整理好器材.
5.注意事项(1)实验时，电流不能过大，通电时间不能太长，以免对E与r产生较大影响.(2)画U－I图线时，由于偶然误差，描出的点不在一条直线上，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去.
命题一 课标教材原型实验 [基础考查]1.内接法误差：如图甲所示，在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中U是电源外电压.但实验中忽略了IV而形成误差，而且电压表示数越大，IV越大.
结论：①当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，短路电流的测量值等于真实值.②E测＜E真.
2.外接法误差：若采用如图甲所示的电路，IA为电源总电流，理论上有E＝U＋UA＋IAr，其中UA不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，UA越大，当电流为零时，UA＝0，电压为准确值，等于E.
结论：①E为真实值.②I短测＜I短真.
例1 某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材：①待测电池：电动势约为1.5 V(小于1.5 V)②电流表：量程0～3 mA③电流表：量程0～0.6 A④电压表：量程0～1.5 V⑤电压表：量程0～3 V⑥滑动变阻器：阻值范围0～20 Ω⑦开关一个，导线若干(1)请选择实验中需要的器材____________(填标号).
(2)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来.
(3)小组由实验数据作出的U－I图像如图乙所示，由图像可求得电源电动势为________V，内电阻为______Ω.
【解析】(1)电流表量程3 mA不能满足实验需要，故选量程为0.6 A电流表；电动势小于1.5 V，故选量程为1.5 V的电压表.其他都是电路必需器材，故所需器材为①③④⑥⑦.(3)根据图像得E＝1.4 V，r＝2.8 Ω.
变式1 (2022年华师附中模拟)随着智能手机的广泛应用，充电宝成为手机及时充电的一种重要选择.充电宝可视为与电池一样的直流电源.一充电宝的电动势约为5 V，内阻很小，最大放电电流为2 A.某实验小组测它的电动势和内阻时，将充电宝连接线的外绝缘层剥开，里面红导线为充电宝的正极，黑导线为充电宝的负极，另有滑动变阻器R用于改变电路中的电流.已知定值电阻R0＝3 Ω，电流表A的内阻约为0.1 Ω，电压表V的内阻约为3 kΩ，将以上器材与开关S连接成如图所示的电路.
(1)老师发现该电路中有一根导线接线错误，请你找出是哪根线______(填“a”或“b”). (2)改正后，请在下面的方框中画出对应的电路图.
(3)调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，并在坐标纸上描点如下图，请根据描出的点作出U－I图像.
(4)依据U－I图像，可求得该充电宝的电动势为______V，内阻为______Ω.(计算结果均保留2位小数)
命题二 拓展创新实验 [创新考查]测定电源的电动势和内阻还可以采用以下几种方法
例2 (2021年全国乙卷)一实验小组利用图甲所示的电路测量—电池的电动势E(约1.5 V)和内阻r(小于2 Ω).图中电压表量程为0～1 V，内阻RV＝380.0 Ω；定值电阻R0＝20.0 Ω ；电阻箱R最大阻值为999.9 Ω；S为开关.按电路图连接电路.完成下列填空：
变式2 (2021年湖南卷)某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干.由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘.某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度.主要实验步骤如下：
(2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的______(填“a”或“b”)端. (3)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ 和电流表示数I，得到多组数据.(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为r0，该电池电动势和内阻可表示为E＝______，r＝____________.(用R0 、RA 、k 、d 、r0 表示)
(1)将器材如图甲连接.
(5)为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0.利用现有器材设计实验，在图丙方框中画出实验电路图.(电阻丝用滑动变阻器符号表示)(6)利用测出的r0，可得该电池的电动势和内阻.
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