《高考物理 第7章 恒定電流 實驗七 測量電源的電動勢和內(nèi)阻》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理 第7章 恒定電流 實驗七 測量電源的電動勢和內(nèi)阻（33頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、實驗實驗七七測測量量電源的電動勢和內(nèi)阻電源的電動勢和內(nèi)阻注意事項注意事項1.可選用舊電池：可選用舊電池：為了使電路的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)為了使電路的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用已使用過一段時間的阻宜大些，可選用已使用過一段時間的1號干電池。號干電池。2.電流不要過大，讀數(shù)要快：電流不要過大，讀數(shù)要快：干電池在大電流放電時，電動勢干電池在大電流放電時，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大。因此，實驗中不要將會明顯增大。因此，實驗中不要將I調(diào)得調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。3.計算法求計算法求E、r：要測出不少于要測
2、出不少于6組組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，要將測出的些，用方程組求解時，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第數(shù)據(jù)中，第1和第和第4為為一組、第一組、第2和第和第5為一組、第為一組、第3和第和第6為一組，分別解出為一組，分別解出E、r值值再求平均值。再求平均值。誤差分析誤差分析用圖象法求用圖象法求E和和r時作圖不準(zhǔn)確。時作圖不準(zhǔn)確。由于電流表或電壓表的分壓或分流存在系統(tǒng)誤差。由于電流表或電壓表的分壓或分流存在系統(tǒng)誤差。 本實驗中測量結(jié)果是：本實驗中測量結(jié)果是：E測測E真真，r測測r真真。熱點一伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻熱點一伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻【例【例1】(2015
3、江蘇單科，江蘇單科，10)小明利用如圖小明利用如圖1所示的實驗裝置測所示的實驗裝置測量一干電池的電動勢和內(nèi)阻。量一干電池的電動勢和內(nèi)阻。圖圖1(1)圖圖1中電流表的示數(shù)為中電流表的示數(shù)為_A。(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下：調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下：U/V1.451.361.271.161.06I/A0.120.200.280.360.44請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在下面的方格紙上請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在下面的方格紙上(如圖如圖2)作出作出UI圖線。圖線。圖圖2由圖線求得：電動勢由圖線求得：電動勢E_V；內(nèi)阻；內(nèi)阻r_。(3)實驗時，小明進(jìn)行了多次測量，花費了較長時
4、間，測量期實驗時，小明進(jìn)行了多次測量，花費了較長時間，測量期間一直保持電路閉合。其實，從實驗誤差考慮，這樣的操作間一直保持電路閉合。其實，從實驗誤差考慮，這樣的操作不妥，因為不妥，因為_。解析解析(1)由實驗裝置圖可知，電流表使用由實驗裝置圖可知，電流表使用0.6 A量程，所以讀數(shù)量程，所以讀數(shù)為為0.44 A；(2)描點畫圖，如圖所示，根據(jù)描點畫圖，如圖所示，根據(jù)UIrE可得電動可得電動勢為勢為E1.6 V；圖線的斜率絕對值等于內(nèi)阻；圖線的斜率絕對值等于內(nèi)阻r1.2 ;(3)干電池干電池長時間使用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化長時間使用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化,導(dǎo)致實驗誤差增大。導(dǎo)致實驗誤差增
5、大。答案答案(1)0.44(2)UI圖象見解析圖圖象見解析圖1.60(1.581.62都算對都算對)1.2(1.181.26都算對都算對)(3)干電池長時間使用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化，導(dǎo)致實驗干電池長時間使用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化，導(dǎo)致實驗誤差增大誤差增大【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】12015四川理綜，四川理綜，8(2)用實驗測一電池的內(nèi)阻用實驗測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻和一待測電阻的阻值的阻值Rx。已知電池的電動勢約。已知電池的電動勢約6 V，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐?？蛇x用的實驗器材有：為數(shù)十歐?？蛇x用的實驗器材有：電流表電流表A1(量程量程030
6、mA)；電流表電流表A2(量程量程0100 mA)；電壓表電壓表V(量程量程06 V)；滑動變阻器滑動變阻器R1(阻值阻值05 )；滑動變阻器滑動變阻器R2(阻值阻值0300 )；開關(guān)開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干條。一個，導(dǎo)線若干條。某同學(xué)的實驗過程如下：某同學(xué)的實驗過程如下：.設(shè)計如圖設(shè)計如圖3所示的電路圖，正確連接電路。所示的電路圖，正確連接電路。.將將R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小R的阻值，測出多的阻值，測出多組組U和和I的值，并記錄。以的值，并記錄。以U為縱軸，為縱軸，I為橫軸，得到如圖為橫軸，得到如圖4所示的所示的圖線。圖線。圖圖3圖圖4.斷開開關(guān)，將
7、斷開開關(guān)，將Rx改接在改接在B、C之間，之間，A與與B直接相連，其他直接相連，其他部分保持不變。重復(fù)部分保持不變。重復(fù)的步驟，得到另一條的步驟，得到另一條UI圖線，圖線圖線，圖線與橫軸與橫軸I的交點坐標(biāo)為的交點坐標(biāo)為(I0，0)，與縱軸，與縱軸U的交點坐標(biāo)為的交點坐標(biāo)為(0，U0)?；卮鹣铝袉栴}：回答下列問題：電流表應(yīng)選用電流表應(yīng)選用_，滑動變阻器應(yīng)選用，滑動變阻器應(yīng)選用_；由圖由圖4的圖線，得電源內(nèi)阻的圖線，得電源內(nèi)阻r_；用用I0、U0和和r表示待測電阻的關(guān)系式表示待測電阻的關(guān)系式Rx_，代入數(shù)，代入數(shù)值可得值可得Rx；若電表為理想電表，若電表為理想電表，Rx接在接在B、C之間與接在之間與
8、接在A、B之間，滑之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍相比，電流表示數(shù)變化范圍_，電壓表示數(shù)變化范圍，電壓表示數(shù)變化范圍_。(選填選填“相同相同”或或“不同不同”)熱點二實驗的拓展與創(chuàng)新熱點二實驗的拓展與創(chuàng)新(測定電源電動勢和內(nèi)阻的其他方法測定電源電動勢和內(nèi)阻的其他方法)以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目，不脫以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性、設(shè)計性等特點。離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性、設(shè)計性等特點。1.
9、實驗方法、方案的拓展實驗方法、方案的拓展(一電表，一電阻箱法一電表，一電阻箱法)圖象圖象2.實驗器材的靈活選用實驗器材的靈活選用如：如：定值電阻可以作為保護(hù)電阻定值電阻可以作為保護(hù)電阻定值電阻可以當(dāng)電壓表使用定值電阻可以當(dāng)電壓表使用定值電阻可以當(dāng)電流表使用定值電阻可以當(dāng)電流表使用內(nèi)阻已知的電壓表可以當(dāng)小量程的電流表使用內(nèi)阻已知的電壓表可以當(dāng)小量程的電流表使用【例【例2】(2015天津理綜，天津理綜，9)用電流表和電壓表測定由三節(jié)干用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組電池串聯(lián)組成的電池組(電動勢約電動勢約4.5 V，內(nèi)電阻約，內(nèi)電阻約1 )的電動的電動勢和內(nèi)電阻，除待測電池組、電鍵、
10、導(dǎo)線外，還有下列器材勢和內(nèi)電阻，除待測電池組、電鍵、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：供選用：A.電流表：量程電流表：量程0.6 A，內(nèi)電阻約，內(nèi)電阻約1 B.電流表：量程電流表：量程3 A，內(nèi)電阻約，內(nèi)電阻約0.2 C.電壓表：量程電壓表：量程3 V，內(nèi)電阻約，內(nèi)電阻約30 kD.電壓表：量程電壓表：量程6 V，內(nèi)電阻約，內(nèi)電阻約60 kE.滑動變阻器：滑動變阻器：01 000 ，額定電流，額定電流0.5 AF.滑動變阻器：滑動變阻器：020 ，額定電流，額定電流2 A(1)為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用_，電壓表，電壓表應(yīng)選用應(yīng)選用_，滑動變阻器應(yīng)選用，
11、滑動變阻器應(yīng)選用_(均填儀器的字母均填儀器的字母代號代號)。(2)如圖如圖5為正確選擇儀器后，連好的部分電路。為了使測量誤差為正確選擇儀器后，連好的部分電路。為了使測量誤差盡可能小，還需在電路中用導(dǎo)線將盡可能小，還需在電路中用導(dǎo)線將_和和_相連、相連、_和和_相連、相連、_和和_相連相連(均填儀器均填儀器上接線柱的字母代號上接線柱的字母代號)。圖圖5(3)實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是不再使用電流表，剩余儀器中僅實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是不再使用電流表，剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器，重新連接電路，仍能完成實驗。實用電阻箱替換掉滑動變阻器，重新連接電路，仍能完成實驗。實驗中讀出幾組電阻箱的阻
12、值驗中讀出幾組電阻箱的阻值R和對應(yīng)電壓表的示數(shù)和對應(yīng)電壓表的示數(shù)U。用圖象法處。用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù)，為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖象是一條直線，理采集到的數(shù)據(jù)，為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖象是一條直線，則可以則可以_為縱坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，以_為橫坐標(biāo)。為橫坐標(biāo)。解析解析(1)因三節(jié)干電池的電動勢約為因三節(jié)干電池的電動勢約為4.5 V，故電壓表應(yīng)選，故電壓表應(yīng)選D；因；因干電池放電電流不宜超過干電池放電電流不宜超過0.5 A，故電流表應(yīng)選，故電流表應(yīng)選A；由電壓表和電；由電壓表和電流表的測量范圍可知滑動變阻器選用流表的測量范圍可知滑動變阻器選用F即可。即可。(2)本實驗的實驗電路應(yīng)如圖。本實
13、驗的實驗電路應(yīng)如圖。為了連接成如圖的實驗電路，還需要用導(dǎo)線將為了連接成如圖的實驗電路，還需要用導(dǎo)線將a與與d，c與與g，f與與h相連。相連。(3)實驗時，電流表不再使用，電阻箱代替滑動變阻器，實驗電路實驗時，電流表不再使用，電阻箱代替滑動變阻器，實驗電路圖如圖所示圖如圖所示【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】2.為測定電源的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供了如下器材：為測定電源的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供了如下器材：圖圖6A.電源電源(電動勢約為電動勢約為9 V)B.電壓表電壓表(視為理想電壓表，量程視為理想電壓表，量程03 V)C.電阻箱電阻箱R(0999.9 )D.定值電阻定值電阻R0(銘牌上的數(shù)字模糊，末位只
14、顯示數(shù)字銘牌上的數(shù)字模糊，末位只顯示數(shù)字“0”)E.開關(guān)、導(dǎo)線若干開關(guān)、導(dǎo)線若干解析解析(1)歐姆擋為歐姆擋為“1”，故，故R0101 10 。(2)因電壓表的量程為因電壓表的量程為3 V，R0只有只有10 ，為保護(hù)，為保護(hù)電路并完成測量，電壓表測量電路并完成測量，電壓表測量R0兩端電壓，電路兩端電壓，電路圖設(shè)計如圖所示。圖設(shè)計如圖所示。答案答案(1)10(2)實驗電路圖如解析圖所示實驗電路圖如解析圖所示(3)9.0 V2.0 1.(2016四川成都月考四川成都月考)在研究性課題的研究中，小剛、小聰和小在研究性課題的研究中，小剛、小聰和小明所在的小組收集了手機的電池以及從廢舊收音機上拆下的電明
15、所在的小組收集了手機的電池以及從廢舊收音機上拆下的電阻、電容器、電感線圈等電子器件?，F(xiàn)從這些材料中選取兩個阻、電容器、電感線圈等電子器件?，F(xiàn)從這些材料中選取兩個待測元件進(jìn)行研究，一是電阻待測元件進(jìn)行研究，一是電阻Rx(阻值約阻值約2 k)，二是手機中常，二是手機中常用的鋰電池用的鋰電池(電動勢電動勢E的標(biāo)稱值為的標(biāo)稱值為3.4 V)。在操作臺上還準(zhǔn)備了如。在操作臺上還準(zhǔn)備了如下實驗器材：下實驗器材：A.電壓表電壓表V(量程量程4 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻RV約約10 k)B.電流表電流表A1(量程量程100 mA，內(nèi)阻，內(nèi)阻RA1約約5 )C.電流表電流表A2(量程量程2 mA，內(nèi)阻，內(nèi)阻RA2約約50
16、 )D.滑動變阻器滑動變阻器R(040 。額定電流。額定電流1 A)E.電阻箱電阻箱R0(0999.9 )F.開關(guān)開關(guān)S一只、導(dǎo)線若干一只、導(dǎo)線若干(1)小剛采用伏安法測定小剛采用伏安法測定Rx的阻值，他使用的電源是待測的鋰電池。的阻值，他使用的電源是待測的鋰電池。圖圖9是他連接的部分實驗器材，請你完成實物連接。小剛選用的電是他連接的部分實驗器材，請你完成實物連接。小剛選用的電流表應(yīng)是流表應(yīng)是_(填填“A1”或或“A2”)；他用電壓表的讀數(shù)除以電流；他用電壓表的讀數(shù)除以電流表的讀數(shù)作為表的讀數(shù)作為Rx的測量值，則測量值的測量值，則測量值_真實值真實值(填填“大于大于”或或“小于小于”)；圖圖9
17、(2)小聰和小明設(shè)計了圖小聰和小明設(shè)計了圖10甲所示的電路圖測量鋰電池的電動勢甲所示的電路圖測量鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻和內(nèi)阻r。圖圖102.(2015安徽理綜，安徽理綜，21，)某同學(xué)為了測量一節(jié)電池的電動勢某同學(xué)為了測量一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，從實驗室找到以下器材：一個滿偏電流為和內(nèi)阻，從實驗室找到以下器材：一個滿偏電流為100 A、內(nèi)阻為內(nèi)阻為2 500 的表頭，一個開關(guān)，兩個電阻箱的表頭，一個開關(guān)，兩個電阻箱(0999.9 )和若干導(dǎo)線。和若干導(dǎo)線。(1)由于表頭量程偏小，該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為由于表頭量程偏小，該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為50 mA的電流表，則應(yīng)將表頭與電阻箱
18、的電流表，則應(yīng)將表頭與電阻箱_(填填“串聯(lián)串聯(lián)”或或“并聯(lián)并聯(lián)”)，并將該電阻箱阻值調(diào)為，并將該電阻箱阻值調(diào)為_。(2)接著該同學(xué)用改裝的電流表對電池的電動勢及內(nèi)阻進(jìn)行接著該同學(xué)用改裝的電流表對電池的電動勢及內(nèi)阻進(jìn)行測量，實驗電路如圖測量，實驗電路如圖11所示，通過改變電阻所示，通過改變電阻R測相應(yīng)的電流測相應(yīng)的電流I，且作相關(guān)計算后一并記錄如下表。且作相關(guān)計算后一并記錄如下表。圖圖11123456R()95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.20根據(jù)表中數(shù)據(jù)，圖根據(jù)表中數(shù)據(jù)
19、，圖12中已描繪出四個點，請將第中已描繪出四個點，請將第5、6兩組數(shù)據(jù)兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖也描繪在圖12中，并畫出中，并畫出IRI圖線；圖線；圖圖12根據(jù)圖線可得電池的電動勢根據(jù)圖線可得電池的電動勢E是是_V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r是是_。解析解析(1)要將電流表量程擴大，需要并聯(lián)電阻，由并聯(lián)電路特點：要將電流表量程擴大，需要并聯(lián)電阻，由并聯(lián)電路特點：IgRg(IIg)R并并，將，將I50 mA，Ig100 A，Rg2 500 代入解代入解得得R并并5.0 。(2)作作IRI圖線，如圖所示。圖線，如圖所示。根據(jù)實驗電路知，根據(jù)實驗電路知，IR表示電源的路端電壓，表示電源的路端電壓，I表示電路的表示電路的電流，故電流，故IRI圖線的縱軸截距即為電池的電動勢，則圖線的縱軸截距即為電池的電動勢，則E1.53 V，圖線斜率的絕對值減去改裝后的電流表阻值即為電，圖線斜率的絕對值減去改裝后的電流表阻值即為電池的內(nèi)阻池的內(nèi)阻r2.0 。答案答案見解析見解析
高考物理 第7章 恒定電流 實驗七 測量電源的電動勢和內(nèi)阻
