高考物理总复习 第八单元 恒定电流 实验10 测定电源的电动势和内阻教师用书（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理教案VIP免费

实验10测定电源的电动势和内阻实验目的1.掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法与原理。2.学习掌握用U-I图象处理数据的方法。实验原理本实验的依据是闭合电路的欧姆定律,实验电路如图甲所示。改变滑动变阻器的阻值,从电流表、电压表中读出几组U、I值,由U=E-Ir可得:E=I1U2-I2U1I1-I2,r=U2-U1I1-I2,测算出几组E、r的值,最后分别算出它们的平均值。实验器材待测电池、电压表(量程为0~3V)、电流表(量程为0~0.6A)、滑动变阻器(阻值范围为0~10Ω)、开关、导线。实验步骤1.按图甲连接好电路。2.把滑动变阻器的滑片移到阻值最大。3.闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显的示数,记录一组数据I、U;调节滑动变阻器,测量出几组I、U值。4.断开开关,整理好器材。5.处理数据,用公式法和作图法这两种方法求出电源的电动势和内阻。数据处理1.公式法由E=U1+I1r,E=U2+I2r可解得E=I1U2-I2U1I1-I2,r=U2-U1I1-I2。可以利用U、I的值多求几组E、r的值,算出它们的平均值。2.图象法在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U-I坐标系,在坐标平面内描出各组(I,U)值所对应的点,然后尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧,则直线与纵轴交点的纵坐标值即电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距),直线的斜率的绝对值为电池的内阻r,即r=|ΔUΔI|。1.(2018四川成都诊断考试)小明利用如图甲所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。甲(1)图甲中电流表的示数为A。(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下:U/V1.451.361.271.161.06I/A0.120.200.280.360.44请根据表中的数据,在图乙的方格纸上作出U-I图线。乙由图线求得,电动势E=V;内阻r=Ω。(结果保留小数点后2位)(3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合。其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为。解析(1)由题图甲可知,电流表使用0.6A量程,所以示数为0.44A。(2)描点画图,如图丙所示,根据U=-Ir+E可得电动势E=1.60V;图线的斜率绝对值等于内阻r=1.20Ω。丙(3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大。答案(1)0.44(2)U-I图象如图丙所示1.60(1.58~1.62都算对)1.20(1.18~1.22都算对)(3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大2.(2019安徽合肥六校联考)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻。要求尽量减小实验误差。(1)应该选择的实验电路是图中的(选填“甲”或“乙”)。(2)现有电流表(量程为0~0.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:A.电压表(量程为0~15V)B.电压表(量程为0~3V)C.滑动变阻器(阻值范围为0~50Ω)D.滑动变阻器(阻值范围为0~500Ω)实验中电压表应选用;滑动变阻器应选用。(选填相应器材前的字母)(3)某位同学记录的6组数据如表所示,其中5组数据的对应点已经标在图丙上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。序号123456电压U/V1.451.401.301.251.201.10电流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480丙(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=V,内电阻r=Ω。(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。下列示意图中能正确反映P-U关系的是。解析(1)干电池内阻相对一般电流表内阻而言较小,为减小电流表分压带来的系统误差,应选甲。(2)干电池电动势约为1.5V,电压表选B可减小读数误差。滑动变阻器应选C,若选D,由于总阻值较大,滑片移动范围小,不便调节。(3)如图丁所示,图线应为直线,作图时使尽量多的点在线上,不在线上的点应均匀分布在线的两侧,误差较大的点舍去。丁(4)由U=E-Ir可得图象上的纵轴截距E=1.50V,斜率的绝对值r≈0.83Ω。(5)输出功率P=UI=U·E-Ur=-1r(U-E2)2+E24r,应为开口向下的抛物线,C项正确。答案(1)甲(2)BC(3)如图丁所示(4)1.50(1.49~1.51均可)0.83(0.81~0.85均可)(5)C见《自学听讲》P159一教材原型实验例1在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,一位同学记录了6组数据(如表)。次数物理量123456电流I/A0.120.200.310.320.440.57电压U/V1.371.321.241.181.131.05(1)根据数据选定下列供选用的仪器,并按本实验要求在图甲实物图中按所选规格连线。电流表量程选...