《高三物理備考復(fù)習(xí) 第八章實(shí)驗(yàn)十測定電源的電動勢和內(nèi)阻課件 新人教版（廣東專版）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三物理備考復(fù)習(xí) 第八章實(shí)驗(yàn)十測定電源的電動勢和內(nèi)阻課件 新人教版（廣東專版）（49頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握用電壓表和電流表測量電源電動勢和內(nèi)阻的方法。掌握用電壓表和電流表測量電源電動勢和內(nèi)阻的方法。(2)學(xué)會用圖像法求電源的電動勢和內(nèi)阻。學(xué)會用圖像法求電源的電動勢和內(nèi)阻。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理1實(shí)驗(yàn)依據(jù)實(shí)驗(yàn)依據(jù) 閉合電路歐姆定律。閉合電路歐姆定律。2實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路 如圖實(shí)如圖實(shí)101所示所示圖實(shí)圖實(shí)1014作圖法數(shù)據(jù)處理作圖法數(shù)據(jù)處理 如圖實(shí)如圖實(shí)102所示。所示。 圖實(shí)圖實(shí)102(4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材。斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材。五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理 本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的處理方法：一是聯(lián)立方程求解的公本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的處理方法：一是聯(lián)立方程求解的

2、公式法，二是描點(diǎn)畫圖法。式法，二是描點(diǎn)畫圖法。第第1組組 第第2組組 第第3組組 第第4組組 第第5組組 第第6組組U/VI/A方法一聯(lián)六組對應(yīng)的方法一聯(lián)六組對應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足關(guān)系式數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足關(guān)系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r讓第讓第1式和第式和第4式聯(lián)立方程，第式聯(lián)立方程，第2式和第式和第5式聯(lián)立方程，第式聯(lián)立方程，第3式和第式和第6式聯(lián)式聯(lián)立方程，這樣解得三組立方程，這樣解得三組E、r，取其平均值作為電池的電，取其平均值作為電池的電動勢動勢E和內(nèi)阻和內(nèi)阻r的大小。的大小。六、誤差分析六、誤差分析1偶然誤差偶然誤差(1)由讀數(shù)不準(zhǔn)和電表線性不良引起誤差。由讀數(shù)不準(zhǔn)和電

3、表線性不良引起誤差。(2)用圖像法求用圖像法求E和和r時(shí)，由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差。時(shí)，由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差。(3)測量過程中通電時(shí)間過長或電流過大，都會引起測量過程中通電時(shí)間過長或電流過大，都會引起 E、r變化。變化。2系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 由于電壓表和電流表內(nèi)阻影響而導(dǎo)致的誤差。由于電壓表和電流表內(nèi)阻影響而導(dǎo)致的誤差。(1)如圖實(shí)如圖實(shí)103甲所示，在理論上甲所示，在理論上EU(IVIA)r，其中，其中電壓表示數(shù)電壓表示數(shù)U是準(zhǔn)確的電源兩端電壓。而實(shí)驗(yàn)中忽略了是準(zhǔn)確的電源兩端電壓。而實(shí)驗(yàn)中忽略了通過電壓表的電流通過電壓表的電流IV而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大，而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越

4、大，IV越大。越大。圖圖 實(shí)實(shí)103乙所示，因?yàn)殡妷罕砗碗姵夭⒙?lián)，所以乙所示，因?yàn)殡妷罕砗碗姵夭⒙?lián)，所以r測測小于電池內(nèi)阻小于電池內(nèi)阻r真真，因?yàn)橥怆娮?，因?yàn)橥怆娮鑂斷開時(shí)，斷開時(shí)，a、b兩點(diǎn)間電壓兩點(diǎn)間電壓Uab等于電動等于電動勢勢E測測，此時(shí)電源與電壓表構(gòu)成回路，所以，此時(shí)電源與電壓表構(gòu)成回路，所以UabE真真，即，即E測測E真真。(2)若采用如圖實(shí)若采用如圖實(shí)104甲所示的電路，甲所示的電路，IA為電源電流真實(shí)為電源電流真實(shí)值，理論上有值，理論上有EUUAIAr，其中，其中UA不可知，而造成不可知，而造成誤差，而且電流表示數(shù)越大，誤差，而且電流表示數(shù)越大，UA越大，當(dāng)電流為零時(shí)，越大，當(dāng)

5、電流為零時(shí)，UA0，電壓為準(zhǔn)確值，等于，電壓為準(zhǔn)確值，等于E。圖實(shí)圖實(shí)104七、注意事項(xiàng)七、注意事項(xiàng)(1)為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些 (選用已使用過一段時(shí)間的干電池選用已使用過一段時(shí)間的干電池)。(2)要測出不少于要測出不少于6組的組的(I，U)數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些， 然后用方程組求解，并求平均值。然后用方程組求解，并求平均值。(3)畫畫UI圖線時(shí)，由于讀數(shù)的偶然誤差，描出的點(diǎn)不在圖線時(shí)，由于讀數(shù)的偶然誤差，描出的點(diǎn)不在一條直線上，在作圖時(shí)應(yīng)使圖線通過盡可能多的點(diǎn)，一條直線上，在作圖時(shí)應(yīng)使圖線通過盡可能

6、多的點(diǎn)，并使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏并使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去。這樣就可使偶然誤差得到部離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去。這樣就可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度。分抵消，從而提高精確度。(4)由于干電池的內(nèi)阻較小，路端電壓由于干電池的內(nèi)阻較小，路端電壓U的變化也較小，這的變化也較小，這時(shí)畫時(shí)畫UI圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始，而是圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始(橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)I必須從零開必須從零開始始)。但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，而圖。但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不

7、再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電源電動勢，圖線斜率的絕對值線與縱軸的截距仍為電源電動勢，圖線斜率的絕對值仍為內(nèi)阻。仍為內(nèi)阻。八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 測電源的電動勢和內(nèi)阻的其他幾種方法測電源的電動勢和內(nèi)阻的其他幾種方法(1)用一個(gè)電流表和電阻箱測量，電路如圖實(shí)用一個(gè)電流表和電阻箱測量，電路如圖實(shí)105所示，所示，測量原理為：測量原理為：EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出，由此可求出E和和r，此種方法使測得的電動勢無偏差，但內(nèi)阻偏大。，此種方法使測得的電動勢無偏差，但內(nèi)阻偏大。圖實(shí)圖實(shí)105圖實(shí)圖實(shí)107 例例1用圖實(shí)用圖實(shí)108所示電路，測定一所示電路，測定一節(jié)干電池的電動勢

8、和內(nèi)阻電池的內(nèi)阻節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時(shí)造較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R0起保起保 圖實(shí)圖實(shí)108護(hù)作用。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材護(hù)作用。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：還有：(a)電流表電流表(量程量程0.6 A、3 A)；(b)電壓表電壓表(量程量程3 V、15 V)；(c)定值電阻定值電阻(阻值阻值1 、額定功率、額定功率5 W)；(d)定值電阻定值電阻(阻值阻值10 、額定功率、額定功率10 W)；(e)滑動變阻器滑動變阻器(阻值范圍阻值范圍010 、額定

9、電流、額定電流2 A)；(f)滑動變阻器滑動變阻器(阻值范圍阻值范圍0100 、額定電流、額定電流1 A)。那么：那么：(1)要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇_V，電，電流表的量程應(yīng)選擇流表的量程應(yīng)選擇_A；R0應(yīng)選擇應(yīng)選擇_的定的定值電阻，值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是應(yīng)選擇阻值范圍是_的滑動變阻器。的滑動變阻器。(2)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是_。解析解析由于一節(jié)干電池的電動勢為由于一節(jié)干電池的電動勢為1.5 V，故選量程為，故選量程為3 V的電壓表；估算電流時(shí)，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾的電壓表；估算電流時(shí)，考慮到干電池的內(nèi)

10、阻一般幾歐左右，加上保護(hù)電阻，最大電流在歐左右，加上保護(hù)電阻，最大電流在0.5 A左右，所以選左右，所以選量程為量程為0.6 A的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護(hù)電的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護(hù)電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻造成的誤差大；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取大幾倍就好了，取010 能很好地控制電路中的電流能很好地控制電路中的電流和電壓，若取和電壓，若取0100 會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象。化的現(xiàn)象。系統(tǒng)誤

11、差一般是由測量工具和測量方法造成的，一般具系統(tǒng)誤差一般是由測量工具和測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小。本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的有傾向性，總是偏大或者偏小。本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成E測測E真真，r測測r真真。答案答案(1)30.61010(2)由于電壓表的分流作由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電池實(shí)際輸出電流小用造成電流表讀數(shù)總是比電池實(shí)際輸出電流小例例2在在“用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，提供的器材有：的實(shí)驗(yàn)中，提供的器材有：A干電池一節(jié)

12、干電池一節(jié)B電流表電流表(量程量程0.6 A)C電壓表電壓表(量程量程3 V)D開關(guān)開關(guān)S和若干導(dǎo)線和若干導(dǎo)線E滑動變阻器滑動變阻器R1(最大阻值最大阻值20 ，允許最大電流，允許最大電流1 A)F滑動變阻器滑動變阻器R2(最大阻值最大阻值300 ，允許最大電流，允許最大電流0.5 A)G滑動變阻器滑動變阻器R3(最大阻值最大阻值1 000 ，允許最大電流，允許最大電流0.1 A)(1)按如圖實(shí)按如圖實(shí)109所示電路測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，所示電路測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，滑動變阻器應(yīng)選滑動變阻器應(yīng)選_(填寫代號填寫代號)。圖實(shí)圖實(shí)109為使測量盡可能精確，用筆畫線代替導(dǎo)線將如圖實(shí)為使測量盡

13、可能精確，用筆畫線代替導(dǎo)線將如圖實(shí)1010所示的實(shí)物圖連接成實(shí)驗(yàn)電路所示的實(shí)物圖連接成實(shí)驗(yàn)電路(已連接了部分線已連接了部分線)，要求變阻器的滑片滑至最右端時(shí)，其使用電阻值最大。要求變阻器的滑片滑至最右端時(shí)，其使用電阻值最大。圖實(shí)圖實(shí)1010(2)實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：按實(shí)驗(yàn)要求連接好電路。閉合開關(guān)前把變阻器的滑片滑按實(shí)驗(yàn)要求連接好電路。閉合開關(guān)前把變阻器的滑片滑至一端，使接入電路的阻值最大；至一端，使接入電路的阻值最大；閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使_的指針有明顯的指針有明顯偏轉(zhuǎn)，讀取偏轉(zhuǎn)，讀取_和和_的示數(shù)。用同樣方法測量的示數(shù)。用同樣方法測量多組數(shù)據(jù)；多組數(shù)據(jù)；斷開

14、開關(guān)，整理好器材；斷開開關(guān)，整理好器材；數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理。(3)將實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)標(biāo)在如圖實(shí)將實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)標(biāo)在如圖實(shí)1011所示的坐標(biāo)圖所示的坐標(biāo)圖中，請作出中，請作出UI圖線，由此求得待測電池的電動勢圖線，由此求得待測電池的電動勢E_V，內(nèi)電阻，內(nèi)電阻r_。(結(jié)果保留三位有效結(jié)果保留三位有效數(shù)字?jǐn)?shù)字)圖實(shí)圖實(shí)1011解析解析滑動變阻器不要選阻值過大的，因?yàn)樽柚颠^大滑動變阻器不要選阻值過大的，因?yàn)樽柚颠^大不便于調(diào)節(jié)，當(dāng)然要保證電流不超過額定值，電流表量不便于調(diào)節(jié)，當(dāng)然要保證電流不超過額定值，電流表量程為程為0.6 A，所以選，所以選R1；UI圖線中，與縱軸的交點(diǎn)就圖線中，與縱軸的交點(diǎn)就是電動

15、勢，斜率就是內(nèi)阻。是電動勢，斜率就是內(nèi)阻。答案答案(1)E(或或R1)如圖所示如圖所示(2)電流表電流表電壓表電流表電流表電壓表(3)如圖所示如圖所示1.50(1.471.52均對均對)188(1.861.90均對均對)例例3某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻(R05)一個(gè)，開關(guān)一個(gè)，開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖實(shí)兩個(gè)，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖實(shí)1012。(1)在圖實(shí)在圖實(shí)1013的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接。請完成

16、余下電路的連接。(2)請完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟：請完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟：檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖實(shí)檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖實(shí)1014所示，讀得電阻值是所示，讀得電阻值是_；將開關(guān)將開關(guān)S1閉合，開關(guān)閉合，開關(guān)S2斷開，電壓表的示數(shù)是斷開，電壓表的示數(shù)是1.49 V；將開關(guān)將開關(guān)S2_，電壓表的示數(shù)是，電壓表的示數(shù)是1.16 V；斷開開關(guān)；斷開開關(guān)S1。(3)使用測得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出干電池的內(nèi)阻是使用測得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出干電池的內(nèi)阻是_(計(jì)計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字算結(jié)果保留二位有效數(shù)字)。(4)由于所用電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢由于所用電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢 比實(shí)際值偏比實(shí)際值偏_(填填“大大”或或“小小”)。圖實(shí)圖實(shí)1012圖實(shí)圖實(shí)1013圖實(shí)圖實(shí)1014答案答案(1)如圖所示如圖所示(2)20 閉合閉合(3)0.69 (4)小小