高考物理一轮复习实验增分专题10测定电源的电动势和内阻学案.doc
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1、1 / 11【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习实验增分专题精选高考物理一轮复习实验增分专题 1010测定电源的电动势和内阻学案测定电源的电动势和内阻学案考纲要求考情分析命题趋势测定电源的电动势和内阻2017天津卷,92016四川卷,8高考对本实验的考查主要侧重于以下四个方面:1.实验原理的理解;2.实验电路的设计(实验电路的补充连线);3.实验数据的处理(尤其是结合解析式分析图象);4.实验误差的分析知识梳理夯实基础一、实验流程二、注意事项1可选用旧电池: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
2、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4合理选择标度:为使图线分布空间大,如图乙所示,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,电源的内阻不能用 r确定,应根据 r确定三、误差分析2 / 111用图象法求 E 和 r 时作图不准确2由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差3本实验
3、中测量结果是:E 测E 真,r 测r 真核心考点分层突破考点 1 实验步骤和实验器材的选择例 1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 为橫坐标,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)电压表最好选用_
4、A_;电流表最好选用_C_.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 )(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_C_.A两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱3 / 11B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_
5、ka_,r_kR2_,代入数值可得 E 和 r 的测量值解析 (1)电压表内阻越大,分流越小,误差也就越小,所以选内阻较大的电压表 A;当滑动变阻器接入电阻最小时通过电流表电流最大,此时通过电流表电流大小约为 I176 mA,所以选量程为 200 mA 的电流表 C(2)由电路分析可知,若滑动变阻器的滑片右移电压表示数变大,则滑动变阻器接入电路部分阻值增大,选项 C 符合题意(3)由 EUI(rR2),得 UI(rR2)E,对比伏安特性曲线可知,图象斜率的绝对值 krR2,所以电源内阻 rkR2;令 U0,得 Im.由题意知与横轴截距为 a,所以 aIm,则Eka.考点 2 数据处理和误差分析
6、例 2小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻(1)图中电流表的示数为_0.44_A(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下U/(V)1.451.351.271.161.06I/(A)0.120.200.280.360.444 / 11请根据表中的数据,在坐标纸上作出 UI 图线由图线求得:电动势 E_1.61(1.591.63 都算对)_V;内阻r_1.24(1.221.26 都算对)_.(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_见解析_.解析 (1)电流表选用量程为 00.6 A,分度值为 0
7、.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 UI 图线如图所示图线与纵轴交点为“1.61 V” ,故 E1.61 V,由图线的斜率的绝对值1.24 知,电池内阻为 1.24 .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,导致实验误差增大考点 3 实验改进与创新方法一 安阻法(1)实验原理用一个电流表和电阻箱测量,电路如图所示,测量原理为EI1(R1r),EI2(R2r),由此可求出 E 和 r,此种方法测得的是虚线方框内等效电源的电动势和内阻,测得的电动
8、势无偏差,内阻偏大若已知电流表 A 的阻值可消除测内阻的系统误差(2)图象法处理数据例 3某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池该同学想测量一下这个电池的电动势 E 和内电阻 r,但是从实验室只借到5 / 11一个开关、一个电阻箱(最大阻值为 999.9 ,可当标准电阻用)、一只电流表(量程 Ig0.6 A,内阻 rg0.1 )和若干导线(1)请根据测定电动势 E 和内电阻 r 的要求,设计图甲中器材的连接方式,把它们连接起来(2)闭合开关,逐次改变电阻箱的阻值 R,读出与 R 对应的电流表的示数 I,并作记录当电阻箱的阻值 R2.6 时,其对应的电流表的示数如同乙所示处理实验数据时,首先计
9、算出每个电流值 I 的倒数;再制作 R坐标图,如图丙所示,图中已标注出了(,R)的几个测量对应的坐标点,请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上(3)在图丙上把描绘出的坐标点连成图线丙(4)根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E_1.52(1.461.54)_V,内阻 r_0.3(0.250.35)_.解析 (1)把各器件直接串联即可(2)当 R2.6 ,由题图乙可知 I0.5 A,2 A1,坐标为(2,2.6)(3)图线是一条倾斜的直线连线时不能连成折线;为减小偶然误差,个别偏离太远的点舍去(4)由闭合电路的欧姆定律得 EI(Rrrg),则 R(rrg),故图线的斜率 k 表示电
10、池电动势 E 的大小,纵轴截距的绝对值表示(rrg)Ek V1.52 V(1.461.54 V 范围内均正确),r0.3 .(0.250.35 均正确)方法二 伏阻法6 / 11(1)实验原理用一个电压表和电阻箱测量,电路如图所示;测量原理为EU1r,EU2r,由此可求出 r 和 E,此种方法测得的是虚线方框内等效电源的电动势和内阻,测得的电动势和内阻均偏小(2)图象法处理数据1 E1 U例 4某同学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,R 为电阻箱干电池的工作电流不宜超过 0.5 A实验室提供的器材如下:电压表(量程 03 V,内阻约 3 k),电阻箱(阻
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- 高考 物理 一轮 复习 实验 专题 10 测定 电源 电动势 内阻
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