2023届上海市高考物理一轮复习课件：8.3学生实验： 测量电源的电动势和内阻

上海新高考物理 一轮复习 第八章 电路（3） 学生实验： 测量电源的电动势和内阻 1 概述 知识点 1 测量电源的电动势和内阻 2 误差分析 学生实验： 测量电源的电动势和内阻 电路分析 r E 内电路 R S 外电路 I 对于一般电路有六个参数。 阻值为 R 电源内阻为 r 电源电动势E 回路中电流为 I 内阻上的电压U内 外阻上的电压U外 取决于元器件的固有属性，与电路是否工作无关 反映了电路的工作状态 请同学们尝试一下，任意三个量求解剩余三个量。 3 学生实验： 测量电源的电动势和内阻 因为大多数电池的为了安全都是封装结构 所以无法直接用仪器测得内电压和内阻 r E R S V A 电源电动势 E、内电阻 r（待测量，未知数） 与外电压 U、电流 I （可测量，已知数） 一条方程有两个未知数 根据方程原理，求解两个未知数需要两条方程 R0 4 学生实验： 测量电源的电动势和内阻 当滑动变阻器处于某一位置，记录下数据 r E R S V A R0 得 改变滑动变阻器的位置，记录下另一组数据 得 可以解得 E 和 r 难以避免因一组数据存在较大误差而导致计算数据不准确。 因此本实验可采用图像法处理数据，利用多组测量数据绘制图线（伏安特性曲线） 5 学生实验： 测量电源的电动势和内阻 r E R S V A R0 y轴 x轴 纵截距 斜率 电源的伏安特性曲线 短路电流I短 斜率是电源内阻r 纵截距 电源电动势E 6 学生实验： 测量电源的电动势和内阻 采用伏安法测电源电动势和内阻时，有同学在处理数据时、绘制U-I图像时发现，外电压U的示数虽然不同，但是都非常接近，这是什么原因导致的呢？为了减少实验误差可以采用什么方法？ r E R S V A 7 学生实验： 测量电源的电动势和内阻 这是因为外电阻虽然在变化，但其阻值大于内电阻阻值，且始终较大，所以根据闭合电路欧姆定律，外电压始终较大，接近电源电动势。 因此U-I图像中，外电压的数据大多集中在纵坐标横截距处。 r E R S V A R0 改变图像的坐标轴 为了减小误差，可以在确保电路安全的情况下更换总阻值与内阻接近的滑动变阻器（重点） 在电源一侧增加一个定值电阻(阻值已知）（难点） r I短 E r +R0 8 学生实验： 测量电源的电动势和内阻 r E S V R （伏） （阻） y轴 x轴 纵截距 斜率 9 学生实验： 测量电源的电动势和内阻 （安） （阻） r E S R A y轴 x轴 纵截距 斜率 10 欧姆定律的理解和应用 示例1用图所示的电路测定电源电动势和内阻，已知干电池的电动势约为 1.5 V，内阻约 1 Ω，电压表 ( 0 ─ 3 V , 3 kΩ ) , 电流表 (0 ─ 0.6 A , 1.0 Ω ) , 滑动变阻器有 R1 (10 Ω ，2 A ) 和 R2 ( 100 Ω， 0.1 A ) 各一只。 (1) 实验中滑动变阻器应选用 。 (2) 请用笔画线代替导线连接实验电路。 (3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的 U ─ I 图线 , 由图线可较准确求出该电源电动势 E = V ; 内阻 r = Ω 。 1.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.9 1.1 1.3 1.2 1.0 0.8 1.4 I/A U/V R1 1.50 0.85 A V 11 (1)为实现上述目的，请完善图甲实物图连接； (2)该同学实验的主要步骤有： ①闭合S1、S2，多次调节电阻箱阻值，并记录其阻值及对应的电压表的示数； ②保持S1闭合，断开S2，多次调节电阻箱阻值，并记录其阻值及对应的电压表的示数； ③根据记录的数据，作出两条1/U－1/R图线如图乙所示． 由图线可得电动势E＝________，内阻r＝________，Rx＝________。(用图中a、b、c表示) 变式1为了同时测量一电源的电动势E和内阻r，以及未知阻值的电阻Rx，某同学设计了一电路。实验室提供的器材如下：待测电源、待测电阻、电阻箱一个、内阻很大的电压表一只、开关两个、导线若干。 欧姆定律的理解和应用 12 学生实验： 测量电源的电动势和内阻 定值电阻的伏安特性曲线 电源的伏安特性曲线 包含着变化电阻的ΔU和ΔI的比值，指内阻或者等效内阻 ΔU和ΔI的比值与U和I的比值相同，指当前的阻值 两者的交点坐标表示该电阻接入电路时的路端电压与电流（工作点） 电源效率等于 13 欧姆定律的理解和应用 示例2用如图所示，直线A为某电源的路端电压随电流强度的变化图线，直线B为电阻R两端的电压随电流强度的变化图线。用该电源和该电阻组成的闭合电路，电源的输出功率和电源的内