高考物理一轮专题 测定电源的电动势和内阻突破课件 鲁科.ppt

2021/8/11 星期三11实验目的(1)进一步理解闭合电路欧姆定律，掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内电阻的方法(2)掌握用图象法求电动势和内阻的方法；理解并掌握路端电压U与干路电流I的关系图象(即UI图象)与纵横坐标轴交点坐标的意义以及图象斜率的意义2021/8/11 星期三22实验原理用电流表和电压表测出 和 ，再用闭合电路欧姆定律求出电池的电动势和内阻3实验器材被测电池(干电池)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线等电流电流路端电压路端电压2021/8/11 星期三34数据处理方法(1)公式法：运用解方程组的方法求解E和r，为了减小实验的偶然误差，应该利用(I，U)值多求几组E和r的值，算出它们的(2)图象法：对于E、r一定的电源，路端电压U与干路的电流I组成的UI图象应该是一条，这条直线与纵轴的交点表示电源的 ，与横轴I的交点表示 ，图线斜率的绝对值表示电源的平均值平均值直线直线电动势电动势短路电流短路电流内阻内阻2021/8/11 星期三4考点实验过程1实验步骤(1)连接电路电流表取0.6 A量程，电压表取3 V量程，移动触头位置，使开关刚闭合时，连入电路中的有效阻值最大(2)测几组(I，U)值闭合开关，移动变阻器触头，使电流表有明显示数，记下一组(I，U)值；然后断开开关，用同样的方法多次移动变阻器触头，记录多组(I，U)值；最后断开开关，整理器材2021/8/11 星期三5(3)建立坐标系、描点纵轴表示电压，横轴表示电流，取合适的标度，使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上，必要时纵坐标可以不从零开始取值(4)根据描出的坐标点作出UI图象(5)测算电动势和内电阻准确读出UI图线与纵轴和横轴的交点坐标，并代入公式UEIr中，算出E和r.2注意事项(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选得大一些(选用已使用过一段时间的干电池)2021/8/11 星期三6(2)在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化(3)在画UI图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点应大致对称地分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差2021/8/11 星期三72021/8/11 星期三83误差分析(1)由读数视差和电表线性不良引起误差(2)由于导线未焊接在电池的正、负极上，接触不良，造成电池内阻不稳定；单掷开关接触不良，造成电池内阻增大(3)每次读完电表示数后没有立即断开，而是长时间闭合开关S，甚至改变滑动变阻器阻值，全过程中始终放电，造成电池电动势E下降，内阻r增大(4)测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流作用(5)用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的偶然误差2021/8/11 星期三9(6)如图所示，在理论上有EU(IVIA)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而造成误差(如图中虚线段)，而且电压表示数越大，IV越大结论：当电压表示数为零时，IV0，IAI短，短路电流测量值等于真实值；E测E真2021/8/11 星期三10(7)如采用图甲所示接法，IA为电源电流真实值，理论上有EUUAIAr，其中的UA不可知，从而造成误差(如图乙中虚线段UA)，而且电流表示数越大，UA越大当电流为零时，UA0，电压为准确值，等于E.2021/8/11 星期三11【案例1】(2010江苏高考)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路2021/8/11 星期三12(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到_(选填“最大值”“最小值”或“任意值”)(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R010 的定值电阻两端的电压U.下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是_(选填“1”或“2”)方案编号电阻箱的阻值R/1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.02021/8/11 星期三132021/8/11 星期三142021/8/11 星期三15【案例2】(2010安徽理综)太阳能是一种清洁、“绿色”能源在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的IU特性所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干2021/8/11 星期三16(1)为了达到上述目的，请将下图连成一个完整的实验电路图2021/8/11 星期三17(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图所示的IU图象由图可知，当电压小于2.00 V时，太阳能电池的电阻_(填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V时，太阳能电池的电阻约为_.2021/8/11 星期三182021/8/11 星期三19【答案】(1)如图所示(2)很大1.0103(9651 040)Q2021/8/11 星期三202021/8/11 星期三21