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1、高考总复测定电源的电动势和内阻第1页，此课件共44页哦(对应学生用书对应学生用书P137)一、实验目的一、实验目的1测测定定电电源的源的电动势电动势和内阻和内阻2掌握用掌握用图图象法求象法求电动势电动势和内阻和内阻第2页，此课件共44页哦第3页，此课件共44页哦第4页，此课件共44页哦三、实验器材三、实验器材电电池池(被被测测电电源源)、电电压压表表、电电流流表表、滑滑动动变变阻阻器器、开开关关、导导线线、坐坐标纸、铅笔标纸、铅笔四、实验步骤四、实验步骤1电流表用电流表用0.6 A量程，电压表用量程，电压表用3 V量程，按图甲连接好电路量程，按图甲连接好电路2把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一
2、端把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端3闭闭合合开开关关，调调节节变变阻阻器器，使使电电流流表表有有明明显显示示数数并并记记录录一一组组数数据据(I1、U1)用同样方法测量几组用同样方法测量几组I、U值填入表格中值填入表格中4断开开关，拆除电路，整理好器材断开开关，拆除电路，整理好器材第5页，此课件共44页哦五、数据处理五、数据处理本本实实验验中中数数据据的的处处理理方方法法：一一是是联联立立方方程程求求解解的的公公式式法法，二二是是描描点画图法点画图法.方方法法一一：取取六六组组对对应应的的U、I数数据据，数数据据满满足足关关系系式式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r让让第第1式式和和
3、第第4式式联联立立方方程程，第第2式式和和第第5式式联联立立方方程程，第第3式式和和第第6式式联联立立方方程程，这这样样解解得得三三组组E、r，取取其其平平均均值值作作为电池的电动势为电池的电动势E和内阻和内阻r的大小的大小第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A第6页，此课件共44页哦第7页，此课件共44页哦(对应学生用书对应学生用书P137)要点一要点一误差分析误差分析1.偶然偶然误误差差(1)读读数不准和数不准和电电表表线线性不良引起性不良引起误误差差(2)用用图图象法求象法求E和和r时时，由于作，由于作图图不准确造成的不准确造成的误误差差(3)测测量量过过程中通程中通电时间过长
4、电时间过长或或电电流流过过大，都会引起大，都会引起E、r变变化化第8页，此课件共44页哦2系系统误统误差差由于由于电压电压表和表和电电流表内阻影响而流表内阻影响而导导致的致的误误差差(1)如如右右图图甲甲电电路路：在在理理论论上上EU(IvIA)r，其其中中电电压压表表示示数数U是是准准确确的的电电源源两两端端电电压压而而实实验验中中忽忽略略了了通通过过电电压压表表的的电电流流Iv而而形形成成误误差差(如如图图乙中虚乙中虚线线段段)，而且，而且电压电压表示数越大，表示数越大，Iv越大越大第9页，此课件共44页哦第10页，此课件共44页哦(2)如如图图丙丙电电路路：UI图图线线如如图图丁丁所所示
5、示，IA为为电电源源电电流流真真实实值值，理理论论上上有有EUUAIAr，其其中中的的UA不不可可知知，而而造造成成误误差差(如如虚虚线线段段为为UA)，而而且且电电流流表表示示数数越越大大，UA越越大大，当当电电流流为为零零时时，UA0，电电压压为为准准确确值值，等于，等于E.第11页，此课件共44页哦要点二要点二注意事项注意事项1.为为了了使使电电池池的的路路端端电电压压变变化化明明显显，电电池池的的内内阻阻宜宜大大些些，可可选选用用已使用过一段时间的干电池已使用过一段时间的干电池2干干电电池池在在大大电电流流放放电电时时，电电动动势势E会会明明显显下下降降，内内阻阻r会会明明显显增增大大
6、，故故长长时时间间放放电电不不宜宜超超过过0.3 A，短短时时间间放放电电不不宜宜超超过过0.5 A因因此此，实验中不要将实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电调得过大，读电表要快，每次读完立即断电3要要测测出出不不少少于于6组组I、U数数据据，且且变变化化范范围围要要大大些些，用用方方程程组组求求解解时时，要要将将测测出出的的I、U数数据据中中，第第1和和第第4为为一一组组、第第2和和第第5为为一一组组、第第3和第和第6为一组，分别解出为一组，分别解出E、r值再求平均值值再求平均值第12页，此课件共44页哦4在在画画UI图图线线时时，要要使使较较多多的的点点落落在在这这条条直直
7、线线上上或或使使各各点点均均匀匀分分布布在在直直线线的的两两侧侧个个别别偏偏离离直直线线太太远远的的点点可可舍舍去去不不予予考考虑虑这这样样，就就可使偶然可使偶然误误差得到部分的抵消，从而提高精确度差得到部分的抵消，从而提高精确度5干干电电池池内内阻阻较较小小时时路路端端电电压压U的的变变化化也也较较小小，即即不不会会比比电电动动势势小小很很多多，这这时时，在在画画UI图图线线时时，纵纵轴轴的的刻刻度度可可以以不不从从零零开开始始，而而是是根根据据测测得得的的数数据据从从某某一一恰恰当当值值开开始始(横横坐坐标标I必必须须从从零零开开始始)但但这这时时图图线线和和横横轴轴的的交交点点不不再再是
8、是短短路路电电流流不不过过直直线线斜斜率率的的绝绝对对值值照照样样还还是是电电源源的的内内阻阻第13页，此课件共44页哦要点三要点三实验改进实验改进1用用一一个个电电流流表表和和电电阻阻箱箱测测量量，电电路路如如右右图图，测测量量原原理理为为：EI1(R1r)，EI2(R2r)，由由此此可可求求出出E和和r，此此种种方方法法使使测测得得的的电电动动势势无无偏差，但内阻偏大偏差，但内阻偏大第14页，此课件共44页哦第15页，此课件共44页哦(2010广广东东高高考考)某某同同学学利利用用电电压压表表和和电电阻阻箱箱测测定定干干电电池池的的电电动动势势和和内内阻阻，使使用用的的器器材材还还包包括括
9、定定值值电电阻阻(R05)一一个个，开开关关两两个个，导导线线若若干，干，实验实验原理如原理如图图(a)(1)在在图图(b)的的实实物物图图中中，已已正正确确连连接接了了部部分分电电路路，请请完完成成余余下下电电路路的的连连接接(2)请请完成下列主要完成下列主要实验实验步步骤骤；A检检查查并并调调节节电电压压表表指指针针指指零零；调调节节电电阻阻箱箱，示示数数如如图图(c)所所示示，读读得得电电阻阻值值是是_；B将开关将开关S1闭闭合，开关合，开关S2断开，断开，电压电压表的示数是表的示数是1.49 V.C将开关将开关S2_，电压电压表的示数是表的示数是1.16 V；断开开关；断开开关S1.第
10、16页，此课件共44页哦(3)使使用用测测得得的的数数据据，计计算算出出于于电电池池的的内内阻阻是是_(计计算算结结果果保保留两位有效数字留两位有效数字)(4)由由于于所所用用电电压压表表不不是是理理想想电电压压表表，所所以以测测得得的的电电动动势势比比实实际际值值偏偏_(填填“大大”或或“小小”)第17页，此课件共44页哦解析解析(1)连线如图所示连线如图所示(2)电阻箱读数为电阻箱读数为20；闭合；闭合S2后电阻箱才工作后电阻箱才工作第18页，此课件共44页哦(4)由由于于电电压压表表不不是是理理想想电电压压表表，当当S1闭闭合合、S2断断开开时时，电电压压表表的的示数略小于电源的电动势示
11、数略小于电源的电动势答案答案(1)实实物物连线图见连线图见解析解析(2)20 闭闭合合(3)0.69(4)小小第19页，此课件共44页哦(对应学生用书对应学生用书P138)题型一题型一伏安法测电源电动势和内阻伏安法测电源电动势和内阻例例1 (2011金金坛坛调调研研)在在用用电电流流表表和和电电压压表表测测定定电电池池的的电电动动势势和和内内电电阻的阻的实验实验中：中：(1)备备有如下器材：有如下器材：A干干电电池池1节节；B滑滑动变动变阻器阻器(020)；C滑滑动变动变阻器阻器(01 k);D电压电压表表(03 V)；E电电流表流表(00.6 A);F电电流表流表(03 A)；G开关、开关、
12、导线导线若干若干其其 中中 滑滑 动动 变变 阻阻 器器 应应 选选 _，电电 流流 表表 应应 选选_(只填器材前的序号只填器材前的序号)第20页，此课件共44页哦(2)为为了了最最大大限限度度地地减减小小实实验验误误差差，请请在在下下面面的的虚虚线线框框中中画画出出该该实实验验最合理的最合理的电电路路图图第21页，此课件共44页哦(3)某某同同学学记记录录的的实实验验数数据据如如下下表表所所示示，试试根根据据这这些些数数据据在在下下图图中中画画出出UI图图线线，根根据据图图线线得得到到被被测测电电池池的的电电动动势势E_V，内内电电阻阻r_.123456I/A0.100.150.200.2
13、50.300.40U/V1.321.261.181.131.040.93第22页，此课件共44页哦尝尝试试解解答答(1)由由于于干干电电池池的的电电动动势势只只有有1.5 V，滑滑动动变变阻阻器器应应选选B，从测量的数据可以看出电流最大只有，从测量的数据可以看出电流最大只有0.4 A，电流表应选，电流表应选E.(2)电路图如下图甲所示电路图如下图甲所示(3)作作出出的的UI图图象象如如图图乙乙所所示示，从从图图象象可可以以看看出出在在U轴轴上上的的截截距距为为1.45 V，即即电电源源的的电电动动势势为为1.45 V图图象象斜斜率率的的绝绝对对值值为为：kU/I0.65/0.5 1.3.答案答
14、案(1)BE(2)如如图图甲所示甲所示(3)UI图图象如象如图图乙所示乙所示1.451.3第23页，此课件共44页哦题型二题型二实验方法的迁移实验方法的迁移例例2(2010江江苏苏高高考考)在在测测量量电电源源的的电电动动势势和和内内阻阻的的实实验验中中，由由于于所所用用的的电电压压表表(视视为为理理想想电电压压表表)的的量量程程较较小小，某某同同学学设设计计了了如如图图所所示示的的实实物物电电路路第24页，此课件共44页哦(1)实实验验时时，应应先先将将电电阻阻箱箱的的电电阻阻调调到到_(选选填填“最最大大值值”、“最小最小值值”或或“任意任意值值”)(2)改改变变电电阻阻箱箱的的阻阻值值R
15、，分分别别测测出出阻阻值值R010 的的定定值值电电阻阻两两端端的的电电压压U，下下列列两两组组R的的取取值值方方案案中中，比比较较合合理理的的方方案案是是_(选选填填“1”或或“2”)方案编号电阻箱的阻值R/1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 2 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0第25页，此课件共44页哦第26页，此课件共44页哦第27页，此课件共44页哦(对应学生用书对应学生用书P139)1在在测测定定一一节节干干电电池池电电动动势势和和内内阻阻的的实实验验中中，某某学学生生采采用用了了如如下下图图所示所示实验实验器材器材连连接，接，请请指出指出
16、该该学生在接学生在接线线中中错误错误和不和不规规范的做法范的做法(1)_；(2)_；(3)_；(4)_第28页，此课件共44页哦答案答案(1)滑滑动变动变阻器不起阻器不起变变阻作用阻作用(2)电电流表正流表正负负接接线线柱柱错误错误(3)电压电压表量程表量程选选用不当用不当(4)电压电压表没有并接在开关和表没有并接在开关和电电源串源串联联后的两端后的两端第29页，此课件共44页哦2为为了了测测定定一一节节干干电电池池的的电电动动势势和和内内阻阻，某某实实验验小小组组按按图图甲甲所所示示的的电电路路图图连连好好实实验验电电路路，合合上上开开关关，电电流流表表和和电电压压表表的的读读数数正正常常，
17、当当将将滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片由由A端端向向B端端逐逐渐渐滑滑动动时时，发发现现电电流流表表的的示示数数逐逐渐渐增增大大，而而电电压压表表的的示示数数接接近近1.5 V且且几几乎乎不不变变，直直到到当当滑滑片片滑滑至至临临近近B端端时时电电压压表表的的示示数数急急剧剧变变化化，这这种种情情况况很很难难读读出出电电压压数数值值分分布布均均匀匀的的几几组组不不同同的的电电流流值值、电电压压值值，出出现现上上述述情情况况的的原原因因是是_改改进进方方法法是是_改改进进后后，测测出出几几组组电电流流、电电压压的的数数值值，并并画画出出图图乙乙所所示示的的图图象象，由由图图象象可可知知，这这个
18、个电电池池的的电电动动势势为为E_V，内内阻阻r_.第30页，此课件共44页哦答答案案滑滑动动变变阻阻器器值值太太大大，有有效效使使用用的的部部分分太太短短选选择择阻阻值值更更小小的滑的滑动变动变阻器阻器1.482.4第31页，此课件共44页哦3在在测测一一节节干干电电池池(电电动动势势约约为为1.5 V，内内阻阻约约为为2)的的电电动动势势和和内内阻阻的的实实验验中中，变变阻阻器器和和电电压压表表各各有有两两个个供供选选用用；A电电压压表表量量程程为为15 V，B电电压压表表量量程程为为3 V，A变变阻阻器器为为(020，3 A)，B变变阻阻器器为为(0500，0.2 A)电电 压压 表表
19、应应 该该 选选 _(选选 填填“A”或或“B”)，这这 是是 因因 为为_；变变 阻阻 器器 应应 该该 选选 _(选选 填填“A”或或“B”)，这这 是是 因因 为为_解解析析干干电电池池的的电电动动势势1.5 V，而而A电电压压表表量量程程是是电电动动势势(1.5 V)的的10倍倍，读读数数误误差差较较大大，故故应应选选B电电压压表表；B变变阻阻器器的的电电阻阻值值太太大大，额额定定电流又过小，故应选电流又过小，故应选A变阻器变阻器答案答案BA电压电压表量程表量程过过大，大，读读数数误误差差较较大大AB变变阻器阻器额额定定电电流流过过小，阻小，阻值值太大太大第32页，此课件共44页哦4用
20、用电电流流表表和和电电压压表表测测电电池池的的电电动动势势和和内内电电阻阻提提供供的的器器材材如如图图(a)所示所示(1)用用实实线线代代表表导导线线把把图图(a)中中的的实实物物连连接接成成测测量量电电路路(两两节节干干电电池池串串联联作作为电为电源，源，图图中有部分中有部分线线路已路已连连好好)(2)图图(b)中中的的6个个点点表表示示实实验验测测得得的的6组组电电流流I、电电压压U的的值值，按按照照这这些些实实验验值值作作出出UI图图线线，由由此此图图线线求求得得的的每每节节电电池池电电动动势势E_ V，每，每节电节电池的内阻池的内阻r_.(取取3位有效数字位有效数字)第33页，此课件共
21、44页哦解析解析(1)测量电路的实物连接图如图甲所示测量电路的实物连接图如图甲所示.答案答案(1)见见解析解析图图(2)UI图线见图线见解析解析1.480.364第34页，此课件共44页哦5(2011聊聊城城模模拟拟)某某同同学学要要测测量量一一节节旧旧电电池池的的电电动动势势和和内内阻阻，实实验验器器材材仅仅有有一一个个电电流流表表、一一个个电电阻阻箱箱、一一个个开开关关和和导导线线若若干干，该该同同学学按按如右如右图图所示所示电电路路进进行行实验实验，测测得的数据如下表所示得的数据如下表所示.实验次数12345R()4.010.016.022.028.0I(A)1.000.500.340.
22、250.201/I(A1)1.02.03.04.05.0第35页，此课件共44页哦第36页，此课件共44页哦(2)图象如右图所示图象如右图所示(3)由由图图象象可可知知图图象象的的斜斜率率等等于于电电动动势势E6.0 V，R轴轴上上截截距距的的绝绝对对值电池内阻值电池内阻r2.0.(4)从理论上分析，由于考虑电流表的内阻，从理论上分析，由于考虑电流表的内阻，E测测E真真，r测测r真真第37页，此课件共44页哦6为为了了测测定一定一节节干干电电池的池的电动势电动势和内和内电电阻，阻，现现准准备备了下列器材：了下列器材：待待测测干干电电池池E(电动势约电动势约1.5 V，内阻，内阻约约1.0)电电
23、流表流表G(满满偏偏电电流流3.0 mA，内阻，内阻10)安培表安培表A(量程量程00.60 A，内阻，内阻0.10)滑滑动变动变阻器阻器R1(020，2 A)滑滑动变动变阻器阻器R2(01000，1 A)定定值电值电阻阻R3990 开关和开关和导线导线若干若干(1)为为了了能能尽尽量量准准确确地地进进行行测测量量，也也为为了了操操作作方方便便，实实验验中中应应选选用用的滑的滑动变动变阻器是阻器是_(填填仪仪器代号器代号)；第38页，此课件共44页哦(2)请请在在下下图图甲甲所所示示的的方方框框中中画画出出实实验验电电路路原原理理图图，并并注注明明器器材材的的字母代号；字母代号；(3)图图乙乙
24、所所示示为为某某同同学学根根据据正正确确的的电电路路图图作作出出的的I1I2图图线线(I1为为电电流流表表G的的示示数数，I2为为安安培培表表A的的示示数数)，由由该该图图线线可可求求出出被被测测干干电电池池的的电电动动势势E_V，内，内电电阻阻r_.第39页，此课件共44页哦解解析析(1)为为减减小小本本实实验验的的误误差差，提提高高实实验验精精度度，实实验验电电流流应应适适当当增增大大，所所选选用用的的滑滑动动变变阻阻器器的的电电阻阻要要适适当当小小，故故滑滑动动变变阻阻器器应应选选(或或R1)(2)测测量量干干路路电电流流用用的的电电流流表表应应选选安安培培表表A；而而将将电电流流表表G
25、(满满偏偏电电流流3.0 mA，内内阻阻10)与与定定值值电电阻阻R3990 串串联联组组合合起起来来使使用用代代替电压表来测量路端电压实验电路如上图所示替电压表来测量路端电压实验电路如上图所示(3)根据根据I1I2图线可求出被测干电池的电动势：图线可求出被测干电池的电动势：E1.45 mA(99010)1.45 V，内电阻：内电阻：r0.45 V/0.5 A0.90.答案答案(1)或或R1(2)见见解析解析图图(3)1.450.010.900.01第40页，此课件共44页哦7(2011启启东东模模拟拟)两两位位同同学学在在实实验验室室中中利利用用如如图图(a)所所示示的的电电路路测测定定定定
26、值值电电阻阻R0、电电源源的的电电动动势势E和和内内电电阻阻r，调调节节滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动触触头头P向向某某一一方方向向移移动动时时，一一个个同同学学记记录录的的是是电电流流表表A和和电电压压表表V1的的测测量量数数据据，另另一一同同学学记记录录的的是是电电流流表表A和和电电压压表表V2的的测测量量数数据据并并根根据据数数据据描描绘绘了如了如图图(b)所示的两条所示的两条UI图线图线回答下列回答下列问题问题：第41页，此课件共44页哦(1)根据甲、乙两同学描根据甲、乙两同学描绘绘的的图线图线，可知，可知()A甲同学是根据甲同学是根据电压电压表表V1和和电电流表流表A的数据的数据B
27、甲同学是根据甲同学是根据电压电压表表V2和和电电流表流表A的数据的数据C乙同学是根据乙同学是根据电压电压表表V1和和电电流表流表A的数据的数据D乙同学是根据乙同学是根据电压电压表表V2和和电电流表流表A的数据的数据(2)图图象中两直象中两直线线的交点表示的物理意的交点表示的物理意义义是是()A滑滑动变动变阻器的滑阻器的滑动动触触头头P滑到了最右端滑到了最右端B电电源的源的输输出功率最大出功率最大C定定值电值电阻阻R0上消耗的功率上消耗的功率为为0.5 WD电电源的效率达到最大源的效率达到最大值值(3)根根据据图图(b)，可可以以求求出出定定值值电电阻阻R0_，电电源源电电动动势势E_V，内，内
28、电电阻阻r_.(4)该电该电路中路中电电流表的流表的读读数能否达到数能否达到0.6 A，试说试说明理由明理由第42页，此课件共44页哦解解析析(1)从从电电路路连连接接可可以以看看出出，电电流流表表A的的读读数数增增大大时时，电电压压表表V1的的读读数数减减小小，电电压压表表V2的的读读数数增增大大甲甲同同学学是是根根据据电电压压表表V1和和电电流流表表A的的数数据据绘绘制制图图象象的的，B错错误误，A正正确确；乙乙同同学学是是根根据据电电压压表表V2和和电电流流表表A的数据绘制图象的，的数据绘制图象的，C错误，错误，D正确正确(2)图图象象中中两两直直线线的的交交点点表表示示电电压压表表V1
29、的的读读数数与与电电压压表表V2的的读读数数相相等等，即即滑滑动动变变阻阻器器的的阻阻值值为为0，滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动触触头头P滑滑到到了了最最左左端端，A错错误误；从从图图象象可可以以得得出出电电阻阻R0的的阻阻值值大大于于电电源源的的内内阻阻，滑滑动动变变阻阻器器的的阻阻值值减减小小，电电源源的的输输出出功功率率增增大大，两两直直线线的的交交点点对对应应滑滑动动变变阻阻器器的的阻阻值值为为0，即即电电源源的的输输出出功功率率最最大大，B正正确确；定定值值电电阻阻R0消消耗耗的的功功率率为为：PU2I1.00.5 W0.5 W，C正正确确；电电源源的的效效率率为为：UI/(EI)
30、U/E，U越大，效率越大，越大，效率越大，D错误错误第43页，此课件共44页哦(3)从从图图象象可可以以得得出出定定值值电电阻阻R0的的阻阻值值为为：R0U2/I1.0/0.5 2.0；从从甲甲同同学学的的图图象象可可以以得得出出图图象象在在U轴轴上上的的截截距距为为1.50 V，即即电电源源的的电电动动势势为为1.50 V，图图象象斜斜率率的的绝绝对对值值为为：kU1/I0.5/0.51.0，即即电源的内电阻为电源的内电阻为r1.0.(4)该该电电路路中中电电流流表表的的读读数数为为：IE/(RR0r)，当当R最最小小时时，电电流流最最大大，最最大大值值为为：ImE/(R0r)1.5/(2.01.0)A0.5 A，该该电电路路中中电流表的读数不能达到电流表的读数不能达到0.6 A.答案答案(1)AD(2)BC(3)2.01.501.0(4)见见解析解析第44页，此课件共44页哦