第10章 实验12 电池电动势和内阻的测量（PPT课件）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（新教材新高考）

2024版·物理（①） 第十章 电路及其应用 实验十二　电池电动势和内阻的测量 【实验目的】 　1.测量电源的电动势和内阻。2.学会用图像法求解电源的电动势和内阻。 备考第1步——理清实验过程，注意实验事项 一、实验原理 如图所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组U、I值，利用闭合电路的欧姆定律求E、r值。 二、实验器材 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。 三、实验过程 1．电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程，按实验原理图连接好电路。 2．把滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值最大的一端。 3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)。用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中。 4．断开开关，拆除电路，整理好器材。 四、数据处理 方法一：列方程组求解电动势和内阻的大小 (1) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(U1＝E－I1r,U4＝E－I4r)) ；(2) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(U2＝E－I2r,U5＝E－I5r)) ；(3) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(U3＝E－I3r,U6＝E－I6r)) 据以上三组方程分别求出E、r，再取其平均值作为电源的电动势E和内阻r。 方法二：用作图法处理数据，如图所示。 (1)图线与纵轴交点为E； (2)图线的斜率的绝对值表示r＝ eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI))) 五、误差分析 1．若采用甲图电路，由于电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表的分流越多，对应的I真与I测的差越大。 结论：E测<E真；r测<r真。 2．若采用乙图电路，由于电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对应U真与U测的差越大。 结论：E测＝E真；r测>r真。 【注意事项】 [实验原理]　　　　 采用电流表的外接法，利用闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir [实验过程]　　　　 ①为了使电池的路端电压变化明显，应选内阻大些的电池(选用已使用过一段时间的干电池)。 ②在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化。 [数据处理] 　　　　 ①要测出不少于6组的(I、U)数据，且变化范围要大些。②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)。但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的交点仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻。 [误差分析] 　　　　 ①读数不准引起误差。 ②用图像法求E和r时，由于作图不准确造成误差。 ③实验时通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化。 备考第2步——研典题破重难，透析高考考法 层级1 基础实验过关 【典例引领】 【例1】 为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材： A．被测干电池一节； B．电流表1：量程0～0.6 A，内阻rA＝0.3 Ω； C．电流表2：量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω； D．电压表1：量程0～3 V，内阻未知； E．电压表2：量程0～15 V，内阻未知； F．滑动变阻器1：0～10 Ω，2 A； G．滑动变阻器2：0～100 Ω，1 A； H．开关、导线若干。 伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。 (1)在上述器材中应选择的器材为：________(填字母)； (2)实验电路图应选择下图中的________(填“甲”或“乙”)； (3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U ­I图像，则干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________ Ω。 答案：(1)ABDFH　(2)甲　(3)1.5　0.7 【跟踪训练】 1．甲同学利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内阻，提供的器材有： A．干电池两节，每节电动势约为1.5 V，内阻未知 B．直流电压表V1：量程3 V，内阻约为3 kΩ C．直流电压表V2：量程15 V，内阻约为6 kΩ D．直流电流表A：量程0.6 A，内阻RA＝2 Ω E．滑动变阻器 F．导线和开关 (1)为了尽可能提高实验精度，实验中电压表应选用________(填“V1”或“V2”)； (2)某次实验部分数据如下表所示，其中一组数据读数如图乙所示，读出数据，完成下表，则①处的读数为________ V；②处的读数为________ A； U/V 2.62 2.48 2.34 ① 2.06 1.92