2018年高考物理一轮总复习第七章恒定电流第5节（课时2）破解高考实验题的方法技巧：测定电池的电动势和内阻课件鲁科版.ppt

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1、实验探究： 测定电池的电动势和内阻,1.基础知识,2.典例剖析,3.创新实验,第七章 恒定电流,4.真题演练,一、基础知识,1.基础知识,实验目的,1. 掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路欧姆定律 2. 掌握用图象法求电动势和内阻的方法,注意事项,1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：干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A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

2、：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，如右图所示，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rE/I短 确定，应根据r|U / I |确定,二、典例剖析,2. 典例剖析,热点一 伏安法测电源电动势和内阻,【例1】2015四川理综，8(2)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有： 电流表A1(量程030 mA

3、)； 电流表A2(量程0100 mA)； 电压表V(量程06 V)； 滑动变阻器R1(阻值05 )； 滑动变阻器R2(阻值0300 )； 开关S一个，导线若干条。,某同学的实验过程如下： .设计如图的电路图,正确连接电路. .将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图所示的图线.,.断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变。重复的步骤，得到另一条UI图线，图线与横轴I的交点坐标为(I0，0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)。 回答下列问题： 电流表应选用_，滑动变阻器应选用_； 由图4的图线，得电源内阻

4、r_； 用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx_，代入数值可得Rx； 若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围_，电压表示数变化范围_。(选填“相同”或“不同”),A2,R2,25,U0/I0r,相同,不同,转解析,转原题,【变式训练1】实验室中现有器材如实物图甲所示，有： 电池E，电动势约10 V，内阻约1 ； 电流表A1，量程约10 A，内阻r1约0.2 ； 电流表A2，量程300 mA，内阻r2约5 ； 电流表A3，量程250 mA，内阻r3约5 ； 电阻箱R1，最大阻值999.9 ，最小阻值改

5、变量为0.1 ； 滑动变阻器R2，最大阻值100 ；开关S，导线若干。 要求用图乙所示的电路测量图中某电流表A的内阻。,(1)在所给的三个电流表中,哪几个可以用此电路精确测出其内阻？ 答：_。 (2)在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图甲上连成测量电路。 (3)你要读出的物理量是_。用这些物理量表示待测内阻的计算公式是_。,见解析,转解析,见解析,见解析,转原题,用图象法求E和r时作图不准确 由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差. 本实验中测量结果是：E测E真，r测r真.,三、创新实验,3.创新实验,以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材，

6、体现开放性、探究性、设计性等特点视角1 实验方法、方案的选择根据题目所给仪器确定实验方案(伏安法、安阻法、伏阻法等),视角2 实验器材的灵活选用如：定值电阻可以作为保护电阻 定值电阻可以当电压表使用 定值电阻可以当电流表使用 电压表可以当小量程的电流表使用 视角3 图象法处理数据，并巧用数形结合得到实验所要测量的物理量,测定电源电动势和内阻的其他方法,主要仪器：一个电流表和电阻箱 测量原理:EI1(R1r)，EI2(R2r)，联立可求E测和r测.,安阻法,E测=E真 r测r真,1实验方法、方案的拓展(一电表，一电阻箱法),图象：,主要仪器：一个电压表和电阻箱 测量原理：EU1U1r/R1EU2

7、U2r/R2联立可求r测和E测,E测E真 r测r真,伏阻法,1实验方法、方案的拓展(一电表，一电阻箱法),图象：,用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源电动势,需满足RVr.,粗测法,E测E真,用两个电压表可测得电源的电动势. 测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，EU1U2U1r/RV，RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示数为U1，此时EU1U1 r/RV ，解方程组可求得E和r.,双伏法,2.实验器材的灵活选用 如：定值电阻可以作为保护电阻 定值电阻可以当电压表使用 定值电阻可以当电流表使用 内阻已知的电压表可以当小量程的电流表使用

8、,【例2】(2015天津理综，9)用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 )的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用： A电流表：量程0.6 A，内电阻约1 B电流表：量程3 A，内电阻约0.2 C电压表：量程3 V，内电阻约30 k D电压表：量程6 V，内电阻约60 k E滑动变阻器：01 000 ，额定电流0.5 A F滑动变阻器：020 ，额定电流2 A,A,(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号)。,D,F,解析显隐,(2)如图为正确选择仪器后,连好的部分电

9、路。为了使测量误差尽可能小,还需在电路中用导线将_和_相连、_和_相连、_和_相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。,转解析,a,d,c,g,f,h,(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验。实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标。,转原题,在利用作出的图象求解未知量时，应特别注意直线的斜率、截距为了明确斜率、截距的意义，要先写出两个量的函数关系，然后从数学表达式中找到斜率、截距的意义,【变式训练2】为测定电源的电动

10、势和内阻,实验室提供了如下器材： A电源(电动势约为9 V) B电压表(视为理想电压表，量程03 V) C电阻箱R(0999.9 ) D定值电阻R0(铭牌上的数字模糊，末位只显示数字“0”) E开关、导线若干 (1)用欧姆表(1 )测定定值电阻R0，欧姆表的指针如图所示，则R0_；(2)为达到测定的目的，请将图所示仪器连成一个完整的实验电路；,100,转解析,9.0 V,2.0 ,转原题,【备选】 (2013安徽卷，21)根据闭合电路欧姆定律,用图甲中所示电路可以测定电池的电动势和内电阻.图中R0是定值电阻,通过改变R的阻值,测出R0两端的对应电压U12,对所得的实验数据进行处理,就可以实现测

11、量目的.根据实验数据在1/U12R坐标系中描出坐标点,如图乙所示.已知R0150 ,请完成以下数据分析和处理. (1)图乙中电阻为_的 数据点应剔除；,80.0,解析显隐,(3)图线的斜率是: _(V11), 由此可得电池电动势: Ex_V.,(1)根据描点画直线,使尽可能多的点处在直线上. (2)在图线上取两点,确定其各自坐标值,求斜率. (3)将斜率值代入1/U12R函数关系式中的对应斜率表示式，即可求得电池电动势.,审题析疑,(180,1.51),(0,0.70),4.44103,1.50,转解析,转原题,【备选】 用DIS测量干电池的电动势和内电阻的实验电路如图甲所示,已知干电池允许的

12、最大供电电流为0.5 A. (1)实验时应选用下列哪种滑动变阻器_ A1 000 ，0.1 A B50 ，2.0 A C10 ，2.0 A D50 ，0.1 A (2)根据实验得到的图象如图乙所示， 可求得干电池的内电阻为r_.,C,2.0,解析显隐,【备选】 (2012福建卷，19(2)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E. 先直接用多用电表测定该电池电动势在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图所示，其示数为_V. 然后，用电压表、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势,9.4,()根据下图乙所示电路图，用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接成完整电

13、路,()闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表相应示数U.该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的1/R与1/U的值请用表中数据在图中的坐标纸上描点，并作出1/U 1/R图线. ()从图线中可求得E_V.,10.0,转解析,转原题,【备选】 为了测定电源电动势E、内电阻r的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线,某同学设计了如图甲所示的电路.闭合开关,调节电阻箱的阻值,同时记录电阻箱的阻值R,电压表V1的示数U1,电压表V2的示数U2.根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I，分别描绘了a、b两条UI图线,如图乙所示请回答下列问题： (1)写出流过电阻箱的电流I的表达

14、式：_;,利用欧姆定律可求电流 I.,等效 电路,I=(U2-U1)/R,转 解析,(2)小灯泡两端电压随电流变化的图象是_(选填“a”或“b”);(3)根据图乙可以求得电源的电动势E_V,内电阻r_,该电路中小灯泡消耗的最大功率为: _W.,b,3.0,提示：小灯泡两端的电压随电流的增大而增大.,提示：图线a与纵轴的交点为电源的电动势，图线a的斜率的绝对值为电源的内阻.,2.0,1.0,转原题,四、真题演练,4.真题演练,【真题】 (2012重庆卷，22(2)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响

15、实验器材如图所示,测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式_,利用测量数据作出U-I图象，得出E和r. 将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路,U=EIr,实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的U-I图象如图中(a)、(b)、(c)、(d)所示,由此可知： 在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势_(填“增大”、“减小”或“不变”),电源内阻_(填“增大”、“减小”或“不变”). 曲线(c)对应的电源电动势E_V,内阻r_.当外电路总电阻为2 500 时,该电源的输出功率P_mW.(均保留三位有效数字),不变,增大,0.975,478,0.268,转解析,注：U-I图线在U轴上的截距等于电源的电动势，图线的斜率表示电源的内阻.,转原题,（2）实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R3.0 时电流表的示数如图所示，读出数据，完成下表。 答： ， 。,0.110A,9.09A-1,（3）在右图的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k_A11，截距b_A1。,（4）根据图线求得电源电动势E_V，内阻r_。,1.0,6.0,3.0,1.0,转解析,转原题,