(精品)5.学生实验：测量电源的电动势和内阻.pptx

测量电源的电动势与内阻测量电源的电动势与内阻测量电源的电动势与内阻测量电源的电动势与内阻江苏省宝应中学张志勇江苏省宝应中学张志勇江苏省宝应中学张志勇江苏省宝应中学张志勇实验方法的迁移：实验方法的迁移：是物理实验试题命制的主要方向是物理实验试题命制的主要方向 近年来物理高考实验试题命制的趋势是近年来物理高考实验试题命制的趋势是重点考查考生对重点考查考生对实验原理实验原理的理解和的理解和实验方法实验方法的灵活应用，很少考查实验步骤和死记硬背的灵活应用，很少考查实验步骤和死记硬背的实验试题。高考实验试题具有一个共同的的实验试题。高考实验试题具有一个共同的特点，就是注重特点，就是注重实验方法实验方法在不同情境下的在不同情境下的迁迁移移。现在有一节干电池，要想测出其电现在有一节干电池，要想测出其电动势和内阻，需要什么器材？实验动势和内阻，需要什么器材？实验原理是什么？采用什么样的电路图原理是什么？采用什么样的电路图呢？呢？问题：问题：实验原理是什么？实验原理是什么？实验原理是什么？实验原理是什么？闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律路端电压总电流A.A.待待测干电池测干电池1节（电动势约为节（电动势约为1.5V，内阻，内阻约约 为为 1）B.电流表电流表A1（00.6A）C.电流表电流表A2（03A）D.电压表电压表V （03V）E.滑动变阻器滑动变阻器R1（0 10，2A）F.滑动变阻器滑动变阻器R2（0 200，1A）G.开关与导线开关与导线若干若干 为什么选择为什么选择00.6A的电流表的电流表A1？为什么选择为什么选择010的滑动变阻器的滑动变阻器R1？A.A.待待测干电池测干电池1节（电动势约为节（电动势约为1.5V，内阻，内阻约约 为为 1）B.电流表电流表A1（00.6A）C.电流表电流表A2（03A）D.电压表电压表V （03V）E.滑动变阻器滑动变阻器R1（0 10，2A）F.滑动变阻器滑动变阻器R2（0 200，1A）G.开关与导线开关与导线若干若干 仪器选择原仪器选择原则则：安全、精确、操作方便。安全、精确、操作方便。问题：问题：利用利用测量的数据测量的数据求电源求电源电动电动势势E与内阻与内阻r有哪些方法有哪些方法？方法一：方法一：公式法公式法方法二：方法二：图像法图像法E1 r1E2 r2E3 r3平衡平衡偶然误差偶然误差提高提高精确度精确度电动势E斜率绝对值斜率绝对值=rUIO电源电源U-I的的测量图线测量图线I真真=I测测+U/RV电源电源U U-I I的的真实图线真实图线系统误差分析系统误差分析用图像修正法分用图像修正法分析系统误析系统误差差由于电压表分流由于电压表分流E测测 E真真 r测测 r真真I测I真IV变化一：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)，保护电阻R1(阻值10)和R2(阻值5)，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：()将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；()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；()以U为纵坐标，I为横坐标，作UI图线(U、I都用国际单位)；()求出UI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)电流表最好选用_；电压表最好选用_.A.电压表(03 V，内阻约15 k)B.电压表(03 V，内阻约3 k)C.电流表(0200 mA，内阻约2)D.电流表(030 mA，内阻约2)AC电路设计：电路设计：扩大内阻扩大内阻(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.UIO电阻电阻R2的作用是什么？的作用是什么？KaK-R2问题：问题：在测量电源电动势与内阻的实验中，在测量电源电动势与内阻的实验中，我们常常选取旧电池进行实验，而不使用新我们常常选取旧电池进行实验，而不使用新电池，但如果选取内阻较小的新电池，那么电池，但如果选取内阻较小的新电池，那么图像处理时可采取什么措施提高精度呢？图像处理时可采取什么措施提高精度呢？数据处理：数据处理：上移横轴、减小纵轴分度值上移横轴、减小纵轴分度值利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻.要求尽量减小实验误差.(1)应该选择的实验电路是图中的_(选填“甲”或“乙”).试一试：试一试：图甲图甲图乙图乙1、如果电表都是理想电表，两个电路、如果电表都是理想电表，两个电路还有还有区别吗区别吗？2、两个电路产生系统误差的原因是什么？、两个电路产生系统误差的原因是什么？rrrrUIO电源电源U-I的的测量图线测量图线系统误差分析系统误差分析用图像修正法分用图像修正法分析系统误析系统误差差由于电流表分压由于电流表分压E测测=E真真r测测r真真U真真=U测测+IRA电源电源U U-I I的的真实图线真实图线E测测 E真真 r测测 r真真图甲图甲图乙图乙1、如果电表都是理想电表，两个电路、如果电表都是理想电表，两个电路还有还有区别吗区别吗？2、两个电路产生系统误差的原因是什么？、两个电路产生系统误差的原因是什么？rrrr3、两个、两个电路电路各各适用适用于测什么样内阻的电源？于测什么样内阻的电源？(2)现有电流表(00.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材：A.电压表(015 V)B.电压表(03 V)C.滑动变阻器(050)D.滑动变阻器(0500)实验中电压表应选用_；滑动变阻器应选用_.(选填相应器材前的字母)BC(3)某位同学记录的6组数据如表所示，其中5组数据的对应点已经标在图，请标出余下一组数据的对应点，并画出UI图线.答案序号123456电压U(V)1.451.401.301.251.201.10电流I(A)0.060 0.120 0.240 0.260 0.3600.480根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E_V，内电阻r_.1.50(1.491.51)0.83(0.810.85)(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化.下列示意图中正确反映PU关系的是_.答案根据如图甲所示的电路连接图进行实验操作.多次改变电阻箱的阻值，记录每次电阻箱的阻值R和电压表的示数U.在 1/U R坐标系中描出的坐标点如图乙所示.若实验中没有电流表，只有电压表，能测电若实验中没有电流表，只有电压表，能测电源的电动势与内阻吗？源的电动势与内阻吗？(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则 与R的关系式为_.答案解析(2)在图乙坐标纸上画出 1/UR关系图线.答案(3)根据图线求得斜率k_ V11，截距b_ V1(保留两位有效数字).0.70(0.690.71)4.4103(4.21034.6103)答案解析(4)根据图线求得电源电动势E_ V，内阻r_(保留三位有效数字).9.09(7.5010.5)1.52(1.451.55)答案解析图甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图.图中S为开关，R为滑动变阻器，定值电阻R1和A1内阻之和为10 000(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多)，A2为理想电流表.【例2】答案若实验中没有电若实验中没有电压压表，只有电表，只有电流流表，能测电表，能测电源的电动势与内阻吗？源的电动势与内阻吗？(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至_(填“a端”“中央”或“b端”).b端答案解析实验前滑动变阻器接入电路电阻值应最大.(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为：I1(mA)0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2(mA)48040032023214068在图所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1I2图线.答案(4)利用所得图线求得电源的电动势E_ V，内阻r_.(均保留两位小数)答案解析0.60(0.550.65)1.49(1.481.50)由图线上读出两组数值，代入EI1(R1RA1)(I1I2)r构成方程组联立求解E和r.(5)该电路中电源输出的短路电流Im_ A.(保留两位有效数字)答案解析2.5(2.32.7)