第9章 实验13 测量电源的电动势和内阻-【勤径学升】2024高考物理一轮总复习配套课件

物 理 第九章 电路及其应用 实验十三　测量电源的电动势和内阻 返回目录 续表 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 原理装置图 操作要领 (1)安装：按照原理装置图安装实验仪器。 (2)操作：闭合开关，改变滑动变阻器连入电路部分的阻值，测量多组(U、I)值。 (3)作图：坐标轴标度要适当，单位要标注，连线时要使各数据点均匀分布在图线的两侧，明显偏离图线的点要舍去。 数据处理 注意事项 误差分析 (1)公式法：解方程组 多求几组，取平均值。 (2)图像法：画出电源的U-I图像，如图所示，由 U＝－rI＋E可知： ①图线与纵轴交点为E； ②图线与横轴交点为I短＝ eq \f(E,r) ； ③图线的斜率的绝对值表示内阻r＝ eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI))) 。 (1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池。 (2)电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快。 (3)要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些。 (4)若U-I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据r＝ eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI))) 确定。 (1)偶然误差：用图像法求E和r时作图不准确。 (2)系统误差：电压表分流。 (3)本实验中测量结果： E测＜E真，r测＜r真。 考点 eq \a\vs4\al(1) 教材原型实验 [例1]　实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有： 干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω)； 电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)； 电流表A(量程0.6 A，内阻约1 Ω)； 滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)； 定值电阻R1(阻值2 Ω)； 定值电阻R2(阻值5 Ω)； 开关一个，导线若干。 (1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U-I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是________。(填正确答案标号) A．电压表分流 B．干电池内阻较小 C．滑动变阻器最大阻值较小 D．电流表内阻较小 (2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。 序号 1 2 3 4 5 6 7 I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40 U/V 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52 请根据实验数据，回答以下问题： ①图丙所示的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像。 ②根据实验数据可知，所选的定值电阻为________(选填“R1”或“R2”)。 ③用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将图丁所示的实物图连接成完整电路。 解析　(1)路端电压U＝ eq \f(E,R＋r) R＝ eq \f(E,1＋\f(r,R)) ，若电源内阻远小于外电路总电阻，则电压表示数总是接近电源的电动势，变化范围小，故B项正确。 (2)①在坐标纸上根据前4组数据描出对应的坐标点并画出U-I图像，见答案图所示。 ②由画出的U-I图线知等效电源内阻r′＝ eq \f(1.57,0.60) Ω≈2.62 Ω，表示干电池内阻与定值电阻之和，因此所选的定值电阻一定小于2.62 Ω，故所选电阻应为R1。 ③连接实物图时，从电源正极出发，依次连接各器材，电压表并联在滑动变阻器和电流表两端，注意电流从正接线柱流入，负接线柱流出。 答案　(1)B　(2)①如图所示 ②R1　③如图所示 (2023·天津等级考)随着智能手机的广泛应用，充电宝成为手机及时充电的一种重要选择。充电宝可以视为与电池一样的直流电源。一充电宝的电动势约为5 V，内阻很小，最大放电电流为2 A，某实验小组测定它的电动势和内阻。他们剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红