高中物理選修3-1第1部分 第二章《直流電路》第5節(jié)《學(xué)生實(shí)驗(yàn)：測量電源的電動勢和內(nèi)阻》教科

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第二章 第5節(jié) 理解教材新知 把握熱點(diǎn)考向 應(yīng)用創(chuàng)新演練 考向一 考向三 考向二 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 知道測量電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理 進(jìn)一步理解電源路端電壓隨電流變化的關(guān)系 2 學(xué)會根據(jù)圖像合理外推進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法 3 嘗試進(jìn)行電源電動勢和內(nèi)電阻測量誤差的分析 了解測量中減小誤差的辦法 二 實(shí)驗(yàn)原理1 實(shí)驗(yàn)電路如圖2 5 1所示 測電源電動勢和內(nèi)電阻原理圖 圖2 5 1 三 實(shí)驗(yàn)器材待測電池一節(jié) 電流表 0 0 6A 電壓表 0 3V 各一塊 滑動變阻器一只 開關(guān)一只 導(dǎo)線若干 四 實(shí)驗(yàn)步驟 1 確定電流表 電壓表的量程 按圖2 5 1所示電路把器材連接好 如圖2 5 2所示 圖2 5 2 2 把變阻器的滑動片移到一端使阻值最大 3 閉合開關(guān) 調(diào)節(jié)變阻器 使電流表有明顯示數(shù) 記錄一組電流表和電壓表的示數(shù) 用同樣的方法測量并記錄幾組I和U的值 并填入下表 4 斷開開關(guān) 整理好器材 圖2 5 3 六 注意事項(xiàng) 1 為使電池的路端電壓有明顯變化 應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻較大的電壓表 2 實(shí)驗(yàn)中不能將電流調(diào)得過大 且讀數(shù)要快 讀完后立即切斷電源 防止干電池大電流放電時引起內(nèi)阻r的明顯變化 圖2 5 4 4 合理地選擇電壓表與電流表的量程可以減小讀數(shù)誤差 七 誤差分析1 偶然誤差 2 系統(tǒng)誤差 1 誤差分析 若把圖2 5 5中的R和電流表看成外電路 則電壓表可看成內(nèi)電路的一部分 故實(shí)測出的是電池和電壓表這個整體等效的r和E 電壓表和電池并聯(lián) 故等效內(nèi)阻r小于電池內(nèi)阻r真 r測 r真 外電路斷開時 ab兩點(diǎn)間電壓Uab即等效電動勢E 此時電壓表構(gòu)成回路 故Uab E真 即E測 E真 2 減小誤差的方法 選用內(nèi)阻較大的電壓表 以減小電壓表的分流 圖2 5 5 八 它案設(shè)計(jì) 1 E U Ir可以寫成E IR Ir 如果能得到I R的兩組數(shù)據(jù) 圖2 5 6 也可以得到關(guān)于E和r的兩個方程 于是能夠從中解出E和r 這樣 用電流表 電阻箱也可以測定電源的電動勢和內(nèi)阻 圖2 5 6 圖2 5 7 例1 測量電源的電動勢及內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路如圖2 5 8甲所示 圖乙中給出的器材有 待測的電源 電動勢約為4V 內(nèi)阻約為2 電壓表 內(nèi)阻很大 有5V 15V兩個量程 電流表 內(nèi)阻不計(jì) 有0 1A 1A兩個量程 滑動變阻器 阻值范圍0 10 開關(guān) 另有導(dǎo)線若干 試按照圖甲中的電路在圖乙中畫出連線 將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路 要求正確選擇電表量程 以保證儀器的安全并使測量有盡可能高的精確度 圖2 5 8 答案 見解析 例2 在用電壓表和電流表測電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中 所用電壓表和電流表的內(nèi)阻分別為1k 和0 1 圖2 5 9中為實(shí)驗(yàn)原理圖及所需器件圖 1 在圖中畫出連線 將器件按原理圖連接成實(shí)驗(yàn)電路 圖2 5 9 2 一位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)見下表 試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖2 5 10中畫出U I圖像 圖2 5 10 根據(jù)圖像讀出電池的電動勢E V 求出電池內(nèi)阻r 3 若不作出圖線 只選用其中兩組U和I的數(shù)據(jù) 用公式E U Ir列方程求E和r 這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果 其中選用第 組和第 組的數(shù)據(jù) 求得E和r誤差最大 解析 1 按照實(shí)驗(yàn)原理圖將實(shí)物圖連接起來 如圖甲所示 3 由圖線可以看出第4組數(shù)據(jù)點(diǎn)偏離直線最遠(yuǎn) 若取第3組和第4組數(shù)據(jù)列方程組求E和r 相當(dāng)于過圖中3和4兩點(diǎn)作一直線求E和r 而此直線與所畫的直線偏離最大 所以選用第3組和第4組數(shù)據(jù)求得的E和r誤差最大 答案 1 見解析 2 1 460 71 3 34 例3 2011 四川高考 為測量一電源的電動勢及內(nèi)阻 1 在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為9V的電壓表A 量程為1V 內(nèi)阻大約為1k 的電壓表B 量程為2V 內(nèi)阻大約為2k 的電壓表C 量程為3V 內(nèi)阻為3k 的電壓表 3 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)原理電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 讀出電壓表示數(shù)為1 50V時 電阻箱的阻值為15 0 電壓表示數(shù)為2 00V時 電阻箱的阻值為40 0 則電源的電動勢E V 內(nèi)阻r 2 如圖所示 3 7 510 答案 1 或C6 點(diǎn)擊此圖片進(jìn)入 應(yīng)用創(chuàng)新演練 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全