2020版高考物理粤教版大一轮复习讲义:第八章 实验十 Word版含解析.pdf
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1、实验十 测定电源的电动势和内阻实验十 测定电源的电动势和内阻 1实验原理 闭合电路欧姆定律 2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 3实验步骤 (1)电流表用 0.6 A 的量程,电压表用 3 V 的量程,按图 1 连接好电路 图 1 (2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端 (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 1用实验数据求 E、r 的处理方法 (1)列方程求解:由 UEIr 得Error!,解得 E、r. (2)用作图法处理
2、数据,如图 2 所示 图 2 图线与纵轴交点为 E; 图线与横轴交点为 I短 ; E r 图线的斜率表示 r|. U I 2注意事项 (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 UI 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| |确定 U I 3误差来源 (1)偶然误差:用图象法求 E 和 r 时作图不准确 (2)系统误差:电压表分流 (3)本实验中测量结果是:E测E真,r测r真. 命题点一 教材原型实验命题点一 教材原型实验 例
3、 1 (2018陕西省宝鸡市质检二)某实验小组的同学在实验室发现了一段粗细均匀、电阻率 较大的电阻丝,于是设计了如图 3 甲所示的电路进行了实验探究,其中 MN 为电阻丝,R0是 阻值为 1.0 的定值电阻,实验中调节滑动变阻器的滑片 P,记录电压表示数 U,电流表示 数 I 以及对应的 PN 长度 x,绘制了 UI 图线如图乙所示 图 3 (1)由图乙求得电池的电动势 E_ V,内阻 r_ . (2)实验中由于电表内阻的影响, 电动势测量值_其真实值(选填 “大于” “等于” 或 “小 于”) (3)根据实验数据可绘出图象如图丙所示图象斜率为 k,电阻丝横截面积为 S,可求得电阻 丝的电阻率
4、 _,电表内阻对电阻率的测量_(选填“有”或“没有”)影响 答案 (1)1.49 0.45 (2)小于 (3)kS 没有 解析 (1)由闭合电路欧姆定律可知:UEI(rR0),则题图乙中的图象与纵轴交点的坐标 表示电动势, 故 E1.49 V, 图象斜率的绝对值大小表示 rR0, 则 rR0 1.45 1.491.2 0.20 ,解得:r1.45 1.0 0.45 . (3)根据欧姆定律可知,电阻 R ,则可知 k ,解得:kS,若考虑电表内阻,图象 U I x S S 的斜率不变,所以电表内阻对电阻率的测量没有影响 变式 1 (2018福建省莆田市一中)在测量一节干电池的电动势 E 和内阻
5、r 的实验中,小明设 计了如图 4 甲所示的实验电路 图 4 (1)根据图甲实验电路,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接 (2)实验开始前,应先将滑动变阻器的滑片 P 移至_(选填“a”或“b”)端 (3)合上开关 S1,S2接图甲中的 1 位置,改变滑动变阻器的阻值,记录下几组电压表示数和对 应的电流表示数;S2改接图甲中的 2 位置,改变滑动变阻器的阻值,再记录下几组电压表示 数和对应的电流表示数 在同一坐标系内分别描点作出电压表示数 U 和对应的电流表示数 I 的图象,如图丙所示,两 直线与纵轴的截距分别为 UA、UB,与横轴的截距分别为 IA、IB. S2接 1 位置时,作
6、出的 UI 图线是图丙中的_线(选填“A”或“B”); S2接 1 位置时,测出的电池电动势 E 和内阻 r 存在系统误差,原因是_表(选填“电 压”或“电流”)的示数偏_(选填“大”或“小”) 答案 (1)如图所示 (2)a (3)B 电流 小 解析 (1)实物图如图所示 (2)为保护电表,闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值要最大,应将滑片滑至 a 端; (3)S2接 1 位置时,引起误差的原因是电压表的分流,使得电流的测量值偏小,故电动势和内 阻的测量值都偏小,所以作出的图象是 B. 命题点二 实验拓展创新命题点二 实验拓展创新 例 2 (2018河北省衡水中学模拟)学习了“测量电源的电动
7、势和内阻”后,物理课外活动小 组自制了一个西红柿电池组,设计了如图 5 所示的实验电路测定电流表的内阻,并用多种方 法测量该电池组的电动势与内阻,请协助完成实验 图 5 (1)闭合开关 S1和 S2,调节电阻箱并记录电阻箱的示数 R、电流表(灵敏)的示数 I0和电压表的 示数 U0,由此可知电流表的内阻 RA为_(用上述测量量表示) (2)闭合开关调节 R,读出电流 I 和电压 U,并测出多组数据,作出 UI 图线可得出电池组的 电动势和内阻, 此种办法测量的电动势与真实值相比_(填 “偏大” “偏小” 或 “相等” ), 内阻的测量值与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“相等”) (3)断开
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