还剩43页未读，
继续阅读
所属成套资源：人教版新高考物理一轮总复习课件
成套系列资料，整套一键下载
人教版新高考物理一轮总复习--实验13 电池电动势和内阻的测量课件PPT
展开
这是一份人教版新高考物理一轮总复习--实验13 电池电动势和内阻的测量课件PPT，共51页。PPT课件主要包含了内容索引，必备知识落实，实验能力形成，巩固提升检测，③等效电源法，k-R2，偶然误差较大，电压表分流等内容，欢迎下载使用。
一、实验目的1.掌握用电压表和电流表测量电池的电动势和内阻的方法;进一步理解闭合电路的欧姆定律。2.掌握用图像法求电动势和内阻的方法。二、实验原理1.实验依据:闭合电路欧姆定律。2.实验电路:如图所示。
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,电流表量程取0~0.6 A,电压表量程取0~3 V。2.把滑动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,调节滑动变阻器,使电流表和电压表有明显示数。记录一组电流表和电压表的示数,用同样方法测量并记录几组I、U值,并填入表格中。
4.断开开关,拆除电路,整理好器材。
五、数据处理方法一:列方程组求解电池的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池的电动势E和内阻r。方法二:用作图法处理数据,同实验原理4。
六、误差分析1.偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不很准确。2.系统误差,由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差。(1)当电路如图所示时,即电流表内接时,系统误差源于电压表的分流,由于电压表的分流作用,使电流表示数I小于电池的输出电流I真,导致电池电动势和内阻的测量值E测和r测都比真实值E真和r真小。具体分析时可采用以下几种方法。
(2)伏安法测E、r还可接成如图所示的电路,即电流表外接时,该测量电路存在的系统误差是由于电流表的分压作用导致的。因为U真=U测+UA=U测+IRA,RA为电流表的内阻,这样在U-I图线上对应每一个I应加上一修正值ΔU=IRA,由于RA很小,所以在I很小时,ΔU趋于零,I增大,ΔU也增大,理论值与测量值的差异如戊所示。
由图可知E测=E真,r测>r真(内阻测量误差非常大)。另外两种误差的分析方法请参照(1)中的方法自行分析。
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1号干电池。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.计算法求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。
【例1】 用如图所示的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。
【例2】 小明利用如图所示的实验装置测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)图中电流表的示数为____________ 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,在下面的方格纸上作出U-I图线。
由图线求得电动势E=________________V,内阻r=________________ Ω。
1.61(1.59~1.63均可)
1.24(1.22~1.26均可)
(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。从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为____________________。
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
以本实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器设置题目,不脱离教材而又不拘泥于教材,体现开放性、探究性、设计性等特点。
1.实验方法、方案的拓展(一电表一电阻箱法)
2.实验器材的灵活选用(1)定值电阻可以作为保护电阻。(2)定值电阻可以当电压表使用(已知通过定值电阻的电流)。(3)定值电阻可以当电流表使用(已知定值电阻两端的电压)。(4)内阻已知的电压表可以当小量程的电流表使用。
【例3】 某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验电路如图甲所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A,V为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0 Ω的定值电阻。(1)已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=100 μA,内阻rg=2.0 kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200 mA,应并联一只阻值为____________ Ω的定值电阻R1。(结果保留1位小数)
(2)根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路。
(3)某次实验的数据如下表所示。
该小组借鉴研究匀变速直线运动实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻r=_______Ω(保留2位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是_____________________________。
充分利用已测得的数据
(4)(多选)该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是_________。A.电压表内阻的影响B.滑动变阻器的最大阻值偏小C.R1的实际阻值比计算值小D.R0的实际阻值比标称值大
解析:(1)由串、并联电路的特点可得
(2)从电源正极出发,沿电流的流向依次连线,注意电流要由两电表的正接线柱流入,负接线柱流出。
(3)E-U=I(r内+R0),则-ΔU=ΔI(r内+R0),
所以r内=5.66 Ω-R0=1.66 Ω;逐差法处理实验数据的优点是可以充分利用已测得的数据,减小实验误差。(4)如果考虑电压表内阻,由 测得的电阻相当于电源E的内阻与R0串联后再与电压表内阻并联的阻值,即测得的内阻偏小,选项A错误。滑动变阻器用来改变路端电压,对测量结果没有影响,选项B错误。若R1的实际阻值偏小,则电流表的实际量程偏大,电流表的读数比实际值小,电池组的内阻测量值偏大,选项C正确。R0的实际阻值偏大时,电池组的实际内阻比测量值小,选项D正确。
1.某同学为了测定一个笔记本电脑电池板的电动势和内阻。(1)他先用多用电表直接测电池板的两极电压,应将红表笔接在电池板的______(选填“正”或“负”)极。 (2)接下来该同学用如图所示的电路来完成电动势和内阻的测量,图中电压表和开关之间的3种连接方式,其中正确的是_____(选填“①”“②”或“③”)。
(3)该同学两次实验记录的电压表读数为10.6 V和11.8 V,电流表读数为0.51 A和0.44 A,他将以上数据填入表格,请判断下列数据记录正确的表格是____________(选填“表1”或“表2”)。
(4)请判断,从第1次实验到第2次实验,滑动变阻器滑片向____________ (选填“右”或“左”)滑。
解析:(1)多用电表测电压,电流应从红表笔流进,故红表笔应接电池板的正极。(2)从表中数据来看,量程应选择0~15 V,开关要控制整个电路,故应选线②。(3)由路端电压与电流的关系可知,表1数据符合实际。(4)滑动变阻器连入电路中的电阻越小,电压表的示数越小,电路中电流越大,故从第1次实验到第2次实验,滑动变阻器的滑片向左移动。
2.(2020·湖南永州第一次模拟)某同学要测量一节干电池的电动势和内阻。他根据老师提供的以下器材,画出了如图所示的原理图。①电压表V(量程3 V,内阻RV约为10 kΩ)②电流表G(量程3 mA,内阻Rg=100 Ω)③电流表A(量程3 A,内阻约为0.5 Ω)④滑动变阻器R1(0~20 Ω,2 A)⑤滑动变阻器R2(0~500 Ω,1 A)⑥定值电阻R3=0.5 Ω⑦开关S和导线若干
(1)该同学发现电流表A的量程太大,于是他将电流表G与定值电阻R3并联,实际上是进行了电表的改装,则他改装后的电流表对应的量程是____________ A。(保留2位有效数字) (2)为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是____________。 (3)该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表G的读数为横坐标,以电压表V的读数为纵坐标,绘出了如图所示的图线,根据图线可求出电源的电动势为____________ V。
3.(2020·北京海淀区三模)同学们用如图甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r。实验室提供的器材如下:电压表,电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω),开关、导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,在图乙中用笔画线替代导线,把器材连接起来。
(3)根据图丁中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值E=__________ V,内阻测量值r=__________ Ω。(结果均保留2位有效数字)
(4)实验中测得两组R、U的数据,就可以利用闭合电路欧姆定律解方程组求电动势和内阻。该同学没有采用该方法的原因是___________________。(5)该实验测得电源的电动势和内阻都存在误差,造成该误差主要原因是____________________。
(6)(多选)不同小组的同学分别用不同的电池组(均由同一规格的两节干电池串联而成)完成了上述的实验后,发现不同组的电池组的电动势基本相同,只是内阻差异较大。同学们选择了内阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究,对电池组的内阻热功率P1以及总功率P2分别随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了P1-U和P2-U图像。若已知乙电池组的内阻较大,则下列各图可能正确的是____________。
解析:(1)由题图甲所示电路图可知,电源、开关、电阻箱组成串联电路,电压表与电阻箱并联测路端电压,实物电路图如图所示。
一、实验目的1.掌握用电压表和电流表测量电池的电动势和内阻的方法;进一步理解闭合电路的欧姆定律。2.掌握用图像法求电动势和内阻的方法。二、实验原理1.实验依据:闭合电路欧姆定律。2.实验电路:如图所示。
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,电流表量程取0~0.6 A,电压表量程取0~3 V。2.把滑动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,调节滑动变阻器,使电流表和电压表有明显示数。记录一组电流表和电压表的示数,用同样方法测量并记录几组I、U值,并填入表格中。
4.断开开关,拆除电路,整理好器材。
五、数据处理方法一:列方程组求解电池的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池的电动势E和内阻r。方法二:用作图法处理数据,同实验原理4。
六、误差分析1.偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不很准确。2.系统误差,由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差。(1)当电路如图所示时,即电流表内接时,系统误差源于电压表的分流,由于电压表的分流作用,使电流表示数I小于电池的输出电流I真,导致电池电动势和内阻的测量值E测和r测都比真实值E真和r真小。具体分析时可采用以下几种方法。
(2)伏安法测E、r还可接成如图所示的电路,即电流表外接时,该测量电路存在的系统误差是由于电流表的分压作用导致的。因为U真=U测+UA=U测+IRA,RA为电流表的内阻,这样在U-I图线上对应每一个I应加上一修正值ΔU=IRA,由于RA很小,所以在I很小时,ΔU趋于零,I增大,ΔU也增大,理论值与测量值的差异如戊所示。
由图可知E测=E真,r测>r真(内阻测量误差非常大)。另外两种误差的分析方法请参照(1)中的方法自行分析。
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1号干电池。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.计算法求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。
【例1】 用如图所示的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。
【例2】 小明利用如图所示的实验装置测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)图中电流表的示数为____________ 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,在下面的方格纸上作出U-I图线。
由图线求得电动势E=________________V,内阻r=________________ Ω。
1.61(1.59~1.63均可)
1.24(1.22~1.26均可)
(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。从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为____________________。
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
以本实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器设置题目,不脱离教材而又不拘泥于教材,体现开放性、探究性、设计性等特点。
1.实验方法、方案的拓展(一电表一电阻箱法)
2.实验器材的灵活选用(1)定值电阻可以作为保护电阻。(2)定值电阻可以当电压表使用(已知通过定值电阻的电流)。(3)定值电阻可以当电流表使用(已知定值电阻两端的电压)。(4)内阻已知的电压表可以当小量程的电流表使用。
【例3】 某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验电路如图甲所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A,V为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0 Ω的定值电阻。(1)已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=100 μA,内阻rg=2.0 kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200 mA,应并联一只阻值为____________ Ω的定值电阻R1。(结果保留1位小数)
(2)根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路。
(3)某次实验的数据如下表所示。
该小组借鉴研究匀变速直线运动实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻r=_______Ω(保留2位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是_____________________________。
充分利用已测得的数据
(4)(多选)该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是_________。A.电压表内阻的影响B.滑动变阻器的最大阻值偏小C.R1的实际阻值比计算值小D.R0的实际阻值比标称值大
解析:(1)由串、并联电路的特点可得
(2)从电源正极出发,沿电流的流向依次连线,注意电流要由两电表的正接线柱流入,负接线柱流出。
(3)E-U=I(r内+R0),则-ΔU=ΔI(r内+R0),
所以r内=5.66 Ω-R0=1.66 Ω;逐差法处理实验数据的优点是可以充分利用已测得的数据,减小实验误差。(4)如果考虑电压表内阻,由 测得的电阻相当于电源E的内阻与R0串联后再与电压表内阻并联的阻值,即测得的内阻偏小,选项A错误。滑动变阻器用来改变路端电压,对测量结果没有影响,选项B错误。若R1的实际阻值偏小,则电流表的实际量程偏大,电流表的读数比实际值小,电池组的内阻测量值偏大,选项C正确。R0的实际阻值偏大时,电池组的实际内阻比测量值小,选项D正确。
1.某同学为了测定一个笔记本电脑电池板的电动势和内阻。(1)他先用多用电表直接测电池板的两极电压,应将红表笔接在电池板的______(选填“正”或“负”)极。 (2)接下来该同学用如图所示的电路来完成电动势和内阻的测量,图中电压表和开关之间的3种连接方式,其中正确的是_____(选填“①”“②”或“③”)。
(3)该同学两次实验记录的电压表读数为10.6 V和11.8 V,电流表读数为0.51 A和0.44 A,他将以上数据填入表格,请判断下列数据记录正确的表格是____________(选填“表1”或“表2”)。
(4)请判断,从第1次实验到第2次实验,滑动变阻器滑片向____________ (选填“右”或“左”)滑。
解析:(1)多用电表测电压,电流应从红表笔流进,故红表笔应接电池板的正极。(2)从表中数据来看,量程应选择0~15 V,开关要控制整个电路,故应选线②。(3)由路端电压与电流的关系可知,表1数据符合实际。(4)滑动变阻器连入电路中的电阻越小,电压表的示数越小,电路中电流越大,故从第1次实验到第2次实验,滑动变阻器的滑片向左移动。
2.(2020·湖南永州第一次模拟)某同学要测量一节干电池的电动势和内阻。他根据老师提供的以下器材,画出了如图所示的原理图。①电压表V(量程3 V,内阻RV约为10 kΩ)②电流表G(量程3 mA,内阻Rg=100 Ω)③电流表A(量程3 A,内阻约为0.5 Ω)④滑动变阻器R1(0~20 Ω,2 A)⑤滑动变阻器R2(0~500 Ω,1 A)⑥定值电阻R3=0.5 Ω⑦开关S和导线若干
(1)该同学发现电流表A的量程太大,于是他将电流表G与定值电阻R3并联,实际上是进行了电表的改装,则他改装后的电流表对应的量程是____________ A。(保留2位有效数字) (2)为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是____________。 (3)该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表G的读数为横坐标,以电压表V的读数为纵坐标,绘出了如图所示的图线,根据图线可求出电源的电动势为____________ V。
3.(2020·北京海淀区三模)同学们用如图甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r。实验室提供的器材如下:电压表,电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω),开关、导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,在图乙中用笔画线替代导线,把器材连接起来。
(3)根据图丁中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值E=__________ V,内阻测量值r=__________ Ω。(结果均保留2位有效数字)
(4)实验中测得两组R、U的数据,就可以利用闭合电路欧姆定律解方程组求电动势和内阻。该同学没有采用该方法的原因是___________________。(5)该实验测得电源的电动势和内阻都存在误差,造成该误差主要原因是____________________。
(6)(多选)不同小组的同学分别用不同的电池组(均由同一规格的两节干电池串联而成)完成了上述的实验后,发现不同组的电池组的电动势基本相同,只是内阻差异较大。同学们选择了内阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究,对电池组的内阻热功率P1以及总功率P2分别随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了P1-U和P2-U图像。若已知乙电池组的内阻较大,则下列各图可能正确的是____________。
解析:(1)由题图甲所示电路图可知,电源、开关、电阻箱组成串联电路,电压表与电阻箱并联测路端电压,实物电路图如图所示。
相关课件
人教版高考物理一轮总复习实验13用双缝干涉测量光的波长习题课件： 这是一份人教版高考物理一轮总复习实验13用双缝干涉测量光的波长习题课件，共15页。
人教版高考物理一轮总复习第11章实验13用双缝干涉测量光的波长课件： 这是一份人教版高考物理一轮总复习第11章实验13用双缝干涉测量光的波长课件，共23页。PPT课件主要包含了回顾教材重“四基”，研析考点强“四翼”，点击右图进入等内容，欢迎下载使用。
人教版高考物理一轮复习第8章实验13电池电动势和内阻的测量PPT课件： 这是一份人教版高考物理一轮复习第8章实验13电池电动势和内阻的测量PPT课件，共51页。PPT课件主要包含了内容索引，必备知识落实，实验能力形成，巩固提升检测，③等效电源法，k-R2，偶然误差较大，电压表分流等内容，欢迎下载使用。
