4.2 科学测量：电源的电动势和内阻（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第三册（鲁科版2019）

第2节　科学测量：电源的电动势和内阻 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 栏目索引 必备知识·自主学习 关键能力·互动探究 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 必备知识·自主学习 1．实验目的 (1)测量电源的电动势和内阻。 (2)学习通过计算和作图分析处理实验数据的方法。 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 3．实验器材❶ 电流表、电压表、滑动变阻器、待测干电池、开关、导线等。 4．实验步骤❷ (1)确定电流表、电压表的量程，按图连接好电路，并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端。 (2)闭合开关S，接通电路，将滑动变阻器的滑片由接入电路阻值最大的一端向另一端移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数。 (3)同样的方法，依次记录多组U、I值。 (4)断开开关S，拆除电路。 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 5．数据处理 (1)求平均值法：可以利用U、I的值多求几组E、r的值，算出它们的平均值。 (2)作UI图像法❸ ①本实验中，为了减小实验误差，一般用图像法处理实验数据，即根据多次测出的U、I值，作U-I图像； ②将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是电源电动势E； 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 1．用伏安法测电源的电动势和内阻的实验中应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显。(　　) 2．用伏安法测电源的电动势和内阻的实验中应选用内阻较小的电压表和电流表。(　　) √ × 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 批注❶：(1)电流表量程的选择：量程要大于电源允许通过的最大电流，对于一节干电池来讲，允许通过的最大电流是0.5 A，故需要选0～0.6 A。 (2)电压表量程的选择：量程要大于电源电动势，对一节干电池来讲，电压表量程在大于1.5 V的前提下越小越好。 (3)滑动变阻器的选择：滑动变阻器的最大电阻为待测电阻的几倍时较好，在该实验中因电源内阻比较小，故滑动变阻器选择较小一点的即可。 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 批注❸：(1)偶然误差主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不准确。 (2)系统误差主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些。U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在U-I坐标系中表示出来，如图所示，可见E测＜E真，r测＜r真。 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 关键能力·互动探究 探究点一　实验原理与实验步骤　(科学探究之结论) ►对点例练 (2021·北京清华附中高一期末)在做测量干电池的电动势和内阻实验中，备有下列器材可以选用： A．干电池一节(电动势约1.5 V、内阻约1～2 Ω) B．直流电流表(量程为0～0.6 A、0～3 A，0.6 A挡内阻为0.10 Ω，3 A挡内阻为0.02 Ω) C．直流电压表(量程为0～3 V、0～15 V，3 V挡内阻为5 kΩ，15 V挡内阻为25 kΩ) 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 D．滑动变阻器 E．开关 F．导线若干 (1)为了调节方便，测量精度更高，实验中应选用电流表的量程为________A，电压表的量程为________V。 (2)在以下虚线框内画出实验电路图。 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 (3)根据实验记录画出U-I图像(如图所示)，可求出待测电池的电动势E为________V，内阻r为________Ω。(结果均保留2位有效数字) (4)引起该实验的系统误差的主要原因是________。 A．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小 B．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大 C．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小 D．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大 答案：(1)0.6　3　(2)如图所示　(3)1.5　1.0　(4)A 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 解析： 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 解析： 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 [练1](2022·浙江杭州高二期末)某实验小组利用如图甲所示电路测定一节5号干电池的电动势和内电阻。备有器材：①电流表，量程0.6 A；②电流表，量程3 A；③电压表，量程3 V；④电压表，量程15 V；⑤滑动变阻器，0～20 Ω；⑥开关一个，导线若干。 (1)请选择实验中需要的器材________(选填标号，多选)。 (2)将实物图乙按电路图(如图甲所示)连接起来。 (3)某次测量时，电流表和电压表的读数如图丙所示，则电流表的示数为______A，电压表的示数为______V。 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 (4)实验测得的7组数据已在图丁的U-I图像上标出，请你完成图线，并由图像可求得电源电动势为________V，内电阻为________Ω。(结果保留3位有效数字) 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 解析： 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 解析： 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 探究点二　数据处理与误差分析　(科学探究之结论) ►对点例练 (2022·安徽合肥高一检测)某同学用如图甲所示的实验电路做“测定电源的电动势和内阻”实验，现备有以下器材： A．干电池1节 B．滑动变阻器(0～50 Ω) C．电压表(0～15 V) D．电压表(0～3 V) 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 E．电流表(0～3 A) F．电流表(0～0.6 A) (1)其中电压表应选________，电流表应选________(填字母)。 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 (2)该同学测量时记录了5组数据，并将数据填入以下表格中；请你根据这些数据在图乙坐标系中画出U-I图线，根据图线求出电池的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 (3)该同学分析以上实验的系统误差主要是由________引起的，导致的结果是电动势的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。 答案：(1)D　F　(2)见解析图甲　1.48(1.46～1.48均可)　0.51(0.46～0.51均可)　(3)电压表分流　小于 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 解析： 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 解析： 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 解析： 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 解析： 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 探究点三　解决实际问题　(科学态度与责任之落实) [练3](创新情境)(2022·湖北黄石高一期末)某研究性学习小组想要较为准确地测量一新型电池的电动势及其内阻(E约为10 V，r约为2 Ω)，提供的器材有： 电流表A(满偏电流100 mA，内阻rA＝10 Ω)； 电阻箱R1(最大阻值10 Ω)； 电阻箱R2(最大阻值1000 Ω)； 开关与导线若干。 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 解析： 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 解析： 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 解析： 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 返回导航 高中物理　必修　第三册　L 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 谢谢观看！ $$