2018高考物理一轮总复习达标训练课件：第七章 恒定电流 实验9 精品
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E和内阻r的大小．
• 六、误差分析
• 1．由读数不准和电表线性不良引起误差．
• 2．用图象法求E和r时，由于作图不准确造成 误差．
• 3．测量过程中通电时间过长或电流过大，都 会引起E、r变化．
• 4．电压表和电流表的内阻影响造成误差．
• 七、注意事项
• 1．为了使电源的路端电压变化明显，电源的 内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电 池)．
• (2)描点连线后如图所示．
• 由图线纵轴截距得到电池 的电动势为1.53 V，由图 线斜率求得的电阻值减去 改装后的电流表阻值可得
•对应演练 ·迁移运用
制作者：状元桥
适用对象：高三学生
制作软件：Powerpoint2003、 Photoshop cs3
运行环境：WindowsXP以上 操作系统
_______________________Ω.
• (3)实验时，小明进行了多次测长量时，间保花持费电了路闭较合，电 会发长热时，间电池，内测阻量会期发生间变一化直，干保电持池电长时路间闭放合电，．也其会实引起，电动 验误从差实增验大误差考虑，这样的操作不妥，因为
__________________________ _______________________________________ _______________________________________ ______．
电 压 U/V
1. 45
1. 40
1. 30
1. 25
1. 20
1. 10
电 流 I/A
0. 06 0
0. 12 0
0. 24 0
0. 26 0
03 60
0. 48 0
• (4)根据(3)中所画图线可得出于1.5电0(1池.49的～1电.51动) 势 0E.8＝3(0_.8_1_～_0_._85_)_________V，内电阻r＝
_______________Ω.
• (5)实验中，随着滑动变阻器滑片的C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．图丁的各示意图中正确反映P－U关系 的是_______．
• 解析：(1)由于干电池内电阻很小，与电流表 内阻相差不大，若选甲图，则测量值为电源 内阻与电流表内阻之和，误差较大，故选乙 图．
• 3．改变滑动变阻器滑片的位置，用同样的方 法，再测出五组(I，U)数值．然后断开开关， 整理好仪器．
• 4．建立坐标系、描点．纵轴表示电压，横轴 表示电流，取合适的标度，使所描坐标点绝 大部分分布在坐标纸上，必要时纵坐标可以 不从零开始取值．
• 5．根据描出的坐标点作出U－I图象，并延长
6．测算电动势和内电阻，准确读出 U－I 图线与纵轴和横轴的交点坐标，即读 出 E 和 I 短，进一步算出内阻 r＝IE短＝ΔΔUI ，如图所示．
• A．电压表(0～15 V)
• B．电压表(0～3 V)
• C．滑动变阻器(0～50 Ω)
• D．滑动变阻器B(0～500 Ω)
C
• 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组数据如下表所示，其 中5组数据的对应点已经标在图丙的坐标纸上， 序号请图标 线1出. 余2下一3 组4数据5 的6对应点，并画出U－I
解析：(1)电流表选用量程为 0～0.6 A，分度值为 0.02 A，则其读数为 0.44 A． (2)坐标系选择合适的标度，根据表中数据描点作出的 U－I 图线如图所示．
图线与纵轴交点为“1.61 V”，故 E＝1.61 V，由图线的斜率ΔΔUI ＝1.24 知，电池内 阻为 1.24 Ω.注意此处不要用图象与纵轴交点值除以与横轴交点值．
IR/ 1. 1. 1. 1. 1. 1.
• ①根据表中数据，图中 已描绘出四个点，请将 第5,6两组数据也描绘 在图乙中，并画出IR－ 1.I5图3 线． 2.0
• ②根据图线可得电池的 电动势E是________V， 内阻r是________Ω.
乙
• 解析：(1)电表改装为大量 程的电流表需并联一个电 阻，由并联知识可知， R(50×10－3－100 ×10－6) ＝100×10－6×2 500，解 得R≈5.0 Ω.
U2＋内UR22r阻.由此偏可求大出．r 和 E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小．
3．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 电源的电动势，此时 U＝REVR＋Vr≈E，需满足 RV≫r.
4．用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所示．测量方法为断开 S，测 得 Vl、V2 的示数分别为 U1、U2，此时，E＝U1＋U2＋RUV1r，RV 为 V1 的内阻，再闭合 S，V1 的示数为 U′1，此时 E＝U′1＋UR′V 1r，解方程组可求得正．
• 电源，电压表、电流表、滑动变阻器、开关、 导线若干、坐标纸．
• 四、实验步骤
• 1．按如图所示电路图连接电路，电流表量程 取0～0.6 A，电压表量程取0～3 V，将滑动 变阻器调到有效电阻最大处(图中左端)．
• 2．检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变 阻器滑片的位置，使电流表有明显示数，记 下一组(I，U)值．
• [例3](2015·安徽卷)某同学为了测量一节电池 的电动势和内阻，从实验室找到以下器材： 一个满偏电流为100 μA、内阻为2 500 Ω的表 头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9 Ω)和若 干导线．
并联 5.0
• (1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头 改装成量程为0～50 mA的电流表，则应将表 头与电阻箱________ (选填“串联”或“并
(5)设电源电动势为 E，电源内阻为 r，则输出功率 P＝UI＝U×E－r U＝EU－r U2＝ －1rU2＋Er U，由函数图象可知 C 正确．
• 考点2 数据处理和误差分析 • [例2](2015·江苏卷)小明利用如图所示的实验
装置测量一干电池的电动势和内阻．
0.44
• (1)图中电流表的示数为________A．
• 考点3 实验改进与创新
• 测电源的电动势和内电阻的其他几种 方法：
• 1．用一个电流表和电阻箱测量，电 路如图所示，测量原理为E＝I1(R1＋ r此2)．，种用一E方个＝电法压I2表使(R和2电测＋阻得箱r)测，的量，由电电路此动如可势图所求无示，出偏测量E差原和理，为r，但E＝U1＋UR11r，E＝
• 3．画U－I图线时，由于读数的偶然误差，描 出的点不在一条直线上，在作图时应使直线 通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均 匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的 点可舍去．这样就可使偶然误差得到部分抵 消，从而提高精确度．
• 4．由于干电池的内阻较小，路端电压U的变 化也较小，这时画U－I图线时，纵轴的刻度 可以不从零开始，而是根据测得的数据从某 一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)．但这 时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图
第七章 恒定电流
实验九 测定电源的电动势和内阻
考纲要 求
考情分析
命题趋势
2016·四川卷，
8
高考对本实验的考查主
2015·天津卷，要侧重于以下四个方面；
测定电 9(3)
1.实验原理的理解；2.实
源的电 2015·江苏卷，验电路的设计(实验电路
动势和 10
的补充连线)，3.实验数
内阻 2014·全国卷 据的处理(尤其是结合解 析式分析图象)，4.实验
•核心考点 ·分层突破
• 考点1 实验电路和实验器材的选取
• [例1](2014·北京卷)利用电流表和电压表测定
一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减
小实验误差．
乙
• (1)应该选择的实验电路是下图中的 ________(选填“甲”或“乙”)．
• (2)现有电流表(0－0.6 A)、开关和导线若干， 以及以下器材：
• 五、数据处理
• 本实验中数据的处理方法，一是联立方程求
解的公式法，二是描点画图法．
• 方方法法二 一在坐取标纸六上以组路端对电应压 U的为纵U轴、、干路I数电流据I 为，横轴数建据立 U满－I 坐足标的系， 在坐关标平系面内式描U出各1＝组(IE，U－)值I所1r对、应的U点2，＝然后E尽－量I多2地r、通过U这3些＝点作E一－条直线， 不在I直3r线、上的…点大让致第均匀1分式布在和直第线两4侧式，则联直线立与方纵轴程交点，的纵第坐2标式值即和是电第源 电动5势式的大联小(立一次方函数程的纵，轴第截距3)，式直线和斜第率的6绝式对值联即为立电方源的程内阻，r，这即样r＝ ΔΔUI解 得三组E、r取其平均值作为电池的电动势
• (2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动
势及内阻进行测量，实验电路如图甲所示，
ห้องสมุดไป่ตู้
通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计 算后一并记录如1 下2表.3 4 5 6
R/ Ω
9 3. 0
7 5. 0
5 5. 0
4 5. 0
3 5. 0
2 5. 0
I/ 1 1 2 2 3 4 m 5. 8. 4. 9. 6. 8. A078500
• (2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数
记录如下： U/(
V)
1. 4 5
1. 3 5
1. 2 7
1. 1 6
1. 0 6
• 请线根 ．据表中的AI/()数0据12. ，020.在0坐28. 标036.纸044上. 作出U－I图
• 由图线求得：电动势E1＝.61(1.59～1.63都算对) 1._24_(_1._22_～__1._2_6都__算_对__) __________V；内阻r＝
栏目导 航
知识梳理·夯 实基础
核心考点·分 层突破
对应演练·迁 移运用
•知识梳理 ·夯实基础
• 一、实验目的 • 1．用电流表和电压表测定电源的电动势和内
阻．
• 2．进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解． • 3．进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方
法．
• 二、实验原理 • 1．实验依据：闭合电路的欧姆定律． • 2．实验电路：如图所示．
3．E 和 r 的求解：由 U＝E－Ir 得UU12＝＝EE－－II12rr，， 得rE＝＝UII121U－－I12－－IU21II22U1 4．作图法数据处理，如图所示． (1)图线与纵轴交点为 E. (2)图线与横轴交点为 I 短＝Er . (3)图线的斜率表示 r＝ΔΔUI .
• 三、实验器材
• (2)干电池的电压一般为1.5 V左右，为减小误 差，选择量程与之接近的3 V的电压表：实验 中，滑动变阻器为限流接法，电源内阻一般 为几欧姆，应选择最大阻值为50 Ω的滑动变 阻器．
• (3)根据数据点排列趋势，可知图线为直线， 且第三个点误差较大，应该舍去. 画图时，应
(4)电源的电动势等于 U－I 图象纵轴的截距，约为 1.50 V(1.49～1.51 V 皆可)．内 阻等于 U－I 图象斜率，计算时在直线上取相距较远的两点的坐标来计算，约为 0.83 Ω(0.81～0.85 Ω 皆可)．
• 六、误差分析
• 1．由读数不准和电表线性不良引起误差．
• 2．用图象法求E和r时，由于作图不准确造成 误差．
• 3．测量过程中通电时间过长或电流过大，都 会引起E、r变化．
• 4．电压表和电流表的内阻影响造成误差．
• 七、注意事项
• 1．为了使电源的路端电压变化明显，电源的 内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电 池)．
• (2)描点连线后如图所示．
• 由图线纵轴截距得到电池 的电动势为1.53 V，由图 线斜率求得的电阻值减去 改装后的电流表阻值可得
•对应演练 ·迁移运用
制作者：状元桥
适用对象：高三学生
制作软件：Powerpoint2003、 Photoshop cs3
运行环境：WindowsXP以上 操作系统
_______________________Ω.
• (3)实验时，小明进行了多次测长量时，间保花持费电了路闭较合，电 会发长热时，间电池，内测阻量会期发生间变一化直，干保电持池电长时路间闭放合电，．也其会实引起，电动 验误从差实增验大误差考虑，这样的操作不妥，因为
__________________________ _______________________________________ _______________________________________ ______．
电 压 U/V
1. 45
1. 40
1. 30
1. 25
1. 20
1. 10
电 流 I/A
0. 06 0
0. 12 0
0. 24 0
0. 26 0
03 60
0. 48 0
• (4)根据(3)中所画图线可得出于1.5电0(1池.49的～1电.51动) 势 0E.8＝3(0_.8_1_～_0_._85_)_________V，内电阻r＝
_______________Ω.
• (5)实验中，随着滑动变阻器滑片的C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．图丁的各示意图中正确反映P－U关系 的是_______．
• 解析：(1)由于干电池内电阻很小，与电流表 内阻相差不大，若选甲图，则测量值为电源 内阻与电流表内阻之和，误差较大，故选乙 图．
• 3．改变滑动变阻器滑片的位置，用同样的方 法，再测出五组(I，U)数值．然后断开开关， 整理好仪器．
• 4．建立坐标系、描点．纵轴表示电压，横轴 表示电流，取合适的标度，使所描坐标点绝 大部分分布在坐标纸上，必要时纵坐标可以 不从零开始取值．
• 5．根据描出的坐标点作出U－I图象，并延长
6．测算电动势和内电阻，准确读出 U－I 图线与纵轴和横轴的交点坐标，即读 出 E 和 I 短，进一步算出内阻 r＝IE短＝ΔΔUI ，如图所示．
• A．电压表(0～15 V)
• B．电压表(0～3 V)
• C．滑动变阻器(0～50 Ω)
• D．滑动变阻器B(0～500 Ω)
C
• 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组数据如下表所示，其 中5组数据的对应点已经标在图丙的坐标纸上， 序号请图标 线1出. 余2下一3 组4数据5 的6对应点，并画出U－I
解析：(1)电流表选用量程为 0～0.6 A，分度值为 0.02 A，则其读数为 0.44 A． (2)坐标系选择合适的标度，根据表中数据描点作出的 U－I 图线如图所示．
图线与纵轴交点为“1.61 V”，故 E＝1.61 V，由图线的斜率ΔΔUI ＝1.24 知，电池内 阻为 1.24 Ω.注意此处不要用图象与纵轴交点值除以与横轴交点值．
IR/ 1. 1. 1. 1. 1. 1.
• ①根据表中数据，图中 已描绘出四个点，请将 第5,6两组数据也描绘 在图乙中，并画出IR－ 1.I5图3 线． 2.0
• ②根据图线可得电池的 电动势E是________V， 内阻r是________Ω.
乙
• 解析：(1)电表改装为大量 程的电流表需并联一个电 阻，由并联知识可知， R(50×10－3－100 ×10－6) ＝100×10－6×2 500，解 得R≈5.0 Ω.
U2＋内UR22r阻.由此偏可求大出．r 和 E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小．
3．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 电源的电动势，此时 U＝REVR＋Vr≈E，需满足 RV≫r.
4．用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所示．测量方法为断开 S，测 得 Vl、V2 的示数分别为 U1、U2，此时，E＝U1＋U2＋RUV1r，RV 为 V1 的内阻，再闭合 S，V1 的示数为 U′1，此时 E＝U′1＋UR′V 1r，解方程组可求得正．
• 电源，电压表、电流表、滑动变阻器、开关、 导线若干、坐标纸．
• 四、实验步骤
• 1．按如图所示电路图连接电路，电流表量程 取0～0.6 A，电压表量程取0～3 V，将滑动 变阻器调到有效电阻最大处(图中左端)．
• 2．检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变 阻器滑片的位置，使电流表有明显示数，记 下一组(I，U)值．
• [例3](2015·安徽卷)某同学为了测量一节电池 的电动势和内阻，从实验室找到以下器材： 一个满偏电流为100 μA、内阻为2 500 Ω的表 头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9 Ω)和若 干导线．
并联 5.0
• (1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头 改装成量程为0～50 mA的电流表，则应将表 头与电阻箱________ (选填“串联”或“并
(5)设电源电动势为 E，电源内阻为 r，则输出功率 P＝UI＝U×E－r U＝EU－r U2＝ －1rU2＋Er U，由函数图象可知 C 正确．
• 考点2 数据处理和误差分析 • [例2](2015·江苏卷)小明利用如图所示的实验
装置测量一干电池的电动势和内阻．
0.44
• (1)图中电流表的示数为________A．
• 考点3 实验改进与创新
• 测电源的电动势和内电阻的其他几种 方法：
• 1．用一个电流表和电阻箱测量，电 路如图所示，测量原理为E＝I1(R1＋ r此2)．，种用一E方个＝电法压I2表使(R和2电测＋阻得箱r)测，的量，由电电路此动如可势图所求无示，出偏测量E差原和理，为r，但E＝U1＋UR11r，E＝
• 3．画U－I图线时，由于读数的偶然误差，描 出的点不在一条直线上，在作图时应使直线 通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均 匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的 点可舍去．这样就可使偶然误差得到部分抵 消，从而提高精确度．
• 4．由于干电池的内阻较小，路端电压U的变 化也较小，这时画U－I图线时，纵轴的刻度 可以不从零开始，而是根据测得的数据从某 一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)．但这 时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图
第七章 恒定电流
实验九 测定电源的电动势和内阻
考纲要 求
考情分析
命题趋势
2016·四川卷，
8
高考对本实验的考查主
2015·天津卷，要侧重于以下四个方面；
测定电 9(3)
1.实验原理的理解；2.实
源的电 2015·江苏卷，验电路的设计(实验电路
动势和 10
的补充连线)，3.实验数
内阻 2014·全国卷 据的处理(尤其是结合解 析式分析图象)，4.实验
•核心考点 ·分层突破
• 考点1 实验电路和实验器材的选取
• [例1](2014·北京卷)利用电流表和电压表测定
一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减
小实验误差．
乙
• (1)应该选择的实验电路是下图中的 ________(选填“甲”或“乙”)．
• (2)现有电流表(0－0.6 A)、开关和导线若干， 以及以下器材：
• 五、数据处理
• 本实验中数据的处理方法，一是联立方程求
解的公式法，二是描点画图法．
• 方方法法二 一在坐取标纸六上以组路端对电应压 U的为纵U轴、、干路I数电流据I 为，横轴数建据立 U满－I 坐足标的系， 在坐关标平系面内式描U出各1＝组(IE，U－)值I所1r对、应的U点2，＝然后E尽－量I多2地r、通过U这3些＝点作E一－条直线， 不在I直3r线、上的…点大让致第均匀1分式布在和直第线两4侧式，则联直线立与方纵轴程交点，的纵第坐2标式值即和是电第源 电动5势式的大联小(立一次方函数程的纵，轴第截距3)，式直线和斜第率的6绝式对值联即为立电方源的程内阻，r，这即样r＝ ΔΔUI解 得三组E、r取其平均值作为电池的电动势
• (2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动
势及内阻进行测量，实验电路如图甲所示，
ห้องสมุดไป่ตู้
通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计 算后一并记录如1 下2表.3 4 5 6
R/ Ω
9 3. 0
7 5. 0
5 5. 0
4 5. 0
3 5. 0
2 5. 0
I/ 1 1 2 2 3 4 m 5. 8. 4. 9. 6. 8. A078500
• (2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数
记录如下： U/(
V)
1. 4 5
1. 3 5
1. 2 7
1. 1 6
1. 0 6
• 请线根 ．据表中的AI/()数0据12. ，020.在0坐28. 标036.纸044上. 作出U－I图
• 由图线求得：电动势E1＝.61(1.59～1.63都算对) 1._24_(_1._22_～__1._2_6都__算_对__) __________V；内阻r＝
栏目导 航
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核心考点·分 层突破
对应演练·迁 移运用
•知识梳理 ·夯实基础
• 一、实验目的 • 1．用电流表和电压表测定电源的电动势和内
阻．
• 2．进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解． • 3．进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方
法．
• 二、实验原理 • 1．实验依据：闭合电路的欧姆定律． • 2．实验电路：如图所示．
3．E 和 r 的求解：由 U＝E－Ir 得UU12＝＝EE－－II12rr，， 得rE＝＝UII121U－－I12－－IU21II22U1 4．作图法数据处理，如图所示． (1)图线与纵轴交点为 E. (2)图线与横轴交点为 I 短＝Er . (3)图线的斜率表示 r＝ΔΔUI .
• 三、实验器材
• (2)干电池的电压一般为1.5 V左右，为减小误 差，选择量程与之接近的3 V的电压表：实验 中，滑动变阻器为限流接法，电源内阻一般 为几欧姆，应选择最大阻值为50 Ω的滑动变 阻器．
• (3)根据数据点排列趋势，可知图线为直线， 且第三个点误差较大，应该舍去. 画图时，应
(4)电源的电动势等于 U－I 图象纵轴的截距，约为 1.50 V(1.49～1.51 V 皆可)．内 阻等于 U－I 图象斜率，计算时在直线上取相距较远的两点的坐标来计算，约为 0.83 Ω(0.81～0.85 Ω 皆可)．