测量电源电动势和内阻[学习课件]

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1、高考调研高考调研 第第1页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流第第8单元单元 实验测定电源电动势和内阻实验测定电源电动势和内阻 高考调研高考调研 第第2页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流一、应试目标一、应试目标1各种测定电池的电动势和内阻的方法各种测定电池的电动势和内阻的方法2利用图像法解决电动势及内阻利用图像法解决电动势及内阻3误差分析误差分析高考调研高考调研 第第3页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流二、实验原理二、实验原理在中学物理实验室里

2、，测定电动势在中学物理实验室里，测定电动势E和内阻和内阻r的方法有多的方法有多种，可以用一只电压表和一只电流表，也可以用一只电流表种，可以用一只电压表和一只电流表，也可以用一只电流表和一只电阻箱，或者用一只电压表和一只电阻箱，它们的测和一只电阻箱，或者用一只电压表和一只电阻箱，它们的测量原理都是闭合电路欧姆定律量原理都是闭合电路欧姆定律高考调研高考调研 第第4页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流高考调研高考调研 第第5页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流三、实验器材三、实验器材电池电池(被测电源

3、被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸关、导线、坐标纸高考调研高考调研 第第6页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流四、实验步骤四、实验步骤1连接电路连接电路电流表用电流表用0.6 A量程，电压表用量程，电压表用3 V量程，按上图连接好量程，按上图连接好电路电路2测量与记录测量与记录(1)把变阻器的滑片移动到使用阻值最大的一端把变阻器的滑片移动到使用阻值最大的一端(2)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据一组数据(I1、U1)用同样

4、方法测量几组用同样方法测量几组I、U值值高考调研高考调研 第第7页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流高考调研高考调研 第第8页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流【考题随练考题随练1】利用电流表和电压表测定一节干电池的电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动势和内电阻要求尽量减小实验误差(1)应该选择的实验电路是下图中的应该选择的实验电路是下图中的_(选项选项“甲甲”或或“乙乙”)高考调研高考调研 第第9页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第

5、七章恒 定定 电电 流流(2)现有电流表现有电流表(00.6 A)、开关和导线若干，以及以下器、开关和导线若干，以及以下器材：材：A电压表电压表(015 V)B电压表电压表(03 V)C滑动变阻器滑动变阻器(050)D滑动变阻器滑动变阻器(0500)实验中电压表应选用实验中电压表应选用_；滑动变阻器应选用；滑动变阻器应选用_；(填选项字母填选项字母)高考调研高考调研 第第10页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流【解析解析】(1)干电池内阻较小，为减小实验误差，应选干电池内阻较小，为减小实验误差，应选甲所示电路图甲所示电路图(2)一节干电池电动势

6、约为一节干电池电动势约为1.5 V，则电压表应选，则电压表应选B项，为项，为方便实验操作，滑动变阻器应选方便实验操作，滑动变阻器应选C项项【答案答案】(1)甲甲(2)BC高考调研高考调研 第第11页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流【考题随练考题随练2】利用电流表和电压表测定一节干电池的电利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻动势和内电阻(1)某位同学记录的某位同学记录的6组数据如下表所示，其中组数据如下表所示，其中5组数据的组数据的对应点已经标在下图的坐标纸上，请标出余下一组数据的对对应点已经标在下图的坐标纸上，请标出余下一组数据的

7、对应点，并画出应点，并画出UI图线图线高考调研高考调研 第第12页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流序号序号123456电压电压U/V1.451.401.301.251.201.10电流电流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480(2)根据根据(1)中所画图线可得出干电池的电动势中所画图线可得出干电池的电动势E_ V，内电阻，内电阻r_.高考调研高考调研 第第13页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流【解析解析】(1)根据表中实验数据在坐标系内描出对应根据表中实验数据在坐

8、标系内描出对应点，然后作出电源的点，然后作出电源的UI图像如图所示；图像如图所示；高考调研高考调研 第第14页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流【答案答案】(1)如解析图所示如解析图所示(2)1.50.83高考调研高考调研 第第15页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流高考调研高考调研 第第16页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流测量电源电动势和内阻的方法测量电源电动势和内阻的方法一、伏阻法一、伏阻法高考调研高考调研 第第17页页新课标版新课标版

9、物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流【考题随练考题随练1】某研究性学习小组欲测定一块电池的电动某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势势E.(1)先直接用多用电表测定该电池电动势，在操作无误的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，其示数为情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为_ V.高考调研高考调研 第第18页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流(2)然后，用电压表然后，用电压表V、电阻箱、电阻箱R、定值电阻、定值电阻R0、开关、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势若干

10、导线和该电池组成电路，测定该电池电动势根据电路图甲，用笔画线代替导线，将实物图乙连接根据电路图甲，用笔画线代替导线，将实物图乙连接成完整电路成完整电路高考调研高考调研 第第19页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流闭合开关闭合开关S，调整电阻箱阻值，调整电阻箱阻值R，读出电压表，读出电压表V相应示相应示数数U，该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的，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，并计算出相应的数据，并计算出相应的1/R与与1/U的值请用表中数据在下图的值请用表中数据在下图坐标纸上描点，并作出坐标纸上描点，并作出1/

11、U1/R图线图线.R()166.771.450.033.325.020.0U(V)8.35.94.84.23.22.91/R(1021)0.601.402.003.004.005.001/U(V1)0.120.170.210.240.310.35高考调研高考调研 第第20页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流从图线中可求得从图线中可求得E_ V.高考调研高考调研 第第21页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流【解析解析】(1)选择开关位于直流电压选择开关位于直流电压10 V挡，按电表中挡，按电表中央

12、刻度央刻度010 V刻度读数，最小刻度为刻度读数，最小刻度为0.2 V，电池的电动势为，电池的电动势为9.4 V.(2)根据电路图连接实物图，如下图所示根据电路图连接实物图，如下图所示高考调研高考调研 第第22页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流作出作出1/U1/R图线，如下图所示图线，如下图所示高考调研高考调研 第第23页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流【答案答案】(1)9.4(2)如解析图所示如解析图所示如解析图所示如解析图所示9.511.1高考调研高考调研 第第24页页新课标版新课标版

13、物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流高考调研高考调研 第第25页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流高考调研高考调研 第第26页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流【答案答案】2.90.9【学法指导学法指导】图像与函数一一对应，从函数表达式中图像与函数一一对应，从函数表达式中找斜率和截距的物理意义找斜率和截距的物理意义高考调研高考调研 第第27页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流高考调研高考调研 第第28页页新课标版新课标

14、版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流(1)画出实验电路原理图画出实验电路原理图(2)实验中，当电流表读数为实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为时，电压表读数为U1；当；当电流表读数为电流表读数为I2时，电压表读数为时，电压表读数为U2.则可以求出则可以求出E_，r_.(用用I1、I2、U1、U2及及R表示表示)高考调研高考调研 第第29页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流【解析解析】本题实际上是在课本实验本题实际上是在课本实验测定电源的电动测定电源的电动势和内电阻势和内电阻的基础上改编而成的，因本题电压表的

15、量程只的基础上改编而成的，因本题电压表的量程只有有3 V，而电源电动势，而电源电动势E约为约为4.5 V，故不能直接用电压表测量，故不能直接用电压表测量电源的路端电压，应把待测电源与固定电阻串联等效为一个电源的路端电压，应把待测电源与固定电阻串联等效为一个新电源新电源(1)实验电路原理图如图所示实验电路原理图如图所示高考调研高考调研 第第30页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流高考调研高考调研 第第31页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流二、水果电池二、水果电池【例例2】(2012重庆重庆)某中

16、学生课外科技活动小组利用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作了果汁电池，他们测量这种铜片、锌片和家乡盛产的柑橘作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势电池的电动势E和内阻和内阻r，并探究电极间距对，并探究电极间距对E和和r的影响实的影响实验器材如图所示验器材如图所示高考调研高考调研 第第32页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流(1)测量测量E和和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压两端的电压U和流过电源的电流和流过电源的电流I，依据公式，依据公式_，利用，利用测量数据作出测量

17、数据作出UI图像，得出图像，得出E和和r.(2)将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测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量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路高考调研高考调研 第第33页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果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汁电池的UI图像如图中图像如图中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势在该实验中，随电

18、极间距的减小，电源电动势_(填填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”)，电源内阻，电源内阻_(填填“增增大大”“”“减小减小”或或“不变不变”)曲线曲线(c)对应的电源电动势对应的电源电动势E_ V，内阻，内阻r_，当外电路总电阻为，当外电路总电阻为2 500 时，该电源的输出功率时，该电源的输出功率P_ mW.(均保留三位有效数均保留三位有效数字字)高考调研高考调研 第第34页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流高考调研高考调研 第第35页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流高考调研高考调

19、研 第第36页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流【答案答案】(1)UEIr(2)如下图所示如下图所示(3)不变增大不变增大0.9754780.268高考调研高考调研 第第37页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流三、巧妙利用图像解疑难三、巧妙利用图像解疑难【例例3】电池甲和乙的电动势分别为电池甲和乙的电动势分别为E1和和E2，内阻分别，内阻分别为为r1和和r2，若用甲和乙电池分别向某电阻，若用甲和乙电池分别向某电阻R供电，则在这个电供电，则在这个电阻上消耗的电功率相同，若用甲和乙电池分别向某电阻阻

20、上消耗的电功率相同，若用甲和乙电池分别向某电阻R供供电，则在这个电阻上消耗的电功率分别为电，则在这个电阻上消耗的电功率分别为P1和和P2，已知，已知E1E2，RR，则，则()Ar1r2Br1r2CP1P2 DP1P2高考调研高考调研 第第38页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流【解析解析】根据题意，该电路为纯电阻电路如图根据题意，该电路为纯电阻电路如图1，因为，因为两电池分别接入同一电路，故设该电阻的伏安特性曲线为图两电池分别接入同一电路，故设该电阻的伏安特性曲线为图2，两电池在电阻上消耗的功率相同，由，两电池在电阻上消耗的功率相同，由PUI知

21、两电池的伏知两电池的伏安特性曲线与电阻安特性曲线与电阻R的伏安特性曲线交于同一点的伏安特性曲线交于同一点A，由于甲电，由于甲电池的电动势池的电动势E1大于乙电池电动势大于乙电池电动势E2即即E1E2分别作分别作E1、E2与与A的连线，交的连线，交I轴于轴于I1、I2，I1、I2分别为甲乙两电池的短路电分别为甲乙两电池的短路电流，由斜率可知流，由斜率可知r1r2，A选项正确；因为选项正确；因为RR，所以，所以R的伏的伏安特性曲线的倾斜角比安特性曲线的倾斜角比R的大，图示如图的大，图示如图2所示，由所示，由R与与E1、E2的交点可知这个电阻上消耗的电功率关系为的交点可知这个电阻上消耗的电功率关系为P1P2，C选项选项正确，正确，D选项错误选项错误高考调研高考调研 第第39页页新课标版新课标版 物理物理 高三总复习高三总复习第七章恒第七章恒 定定 电电 流流【答案答案】AC