2017-2018學年高中物理 第2章 直流電路 第5節(jié) 學生實驗:測量電源的電動勢和內(nèi)阻練習 教科版選修3-1.doc
《2017-2018學年高中物理 第2章 直流電路 第5節(jié) 學生實驗:測量電源的電動勢和內(nèi)阻練習 教科版選修3-1.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2017-2018學年高中物理 第2章 直流電路 第5節(jié) 學生實驗:測量電源的電動勢和內(nèi)阻練習 教科版選修3-1.doc(11頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
第5節(jié) 學生實驗:測量電源的電動勢和內(nèi)阻 1.由E=U+Ir知,只要測出U、I的________數(shù)據(jù),就可以列出兩個關(guān)于E、r的方程,從而解出E、r,因此用電壓表、電流表加上一個可變電阻就能測E、r,電路圖如圖1所示. 圖1 若采用此方法,為了減小誤差,可以多測幾組I和U的數(shù)據(jù),分別列出若干組聯(lián)立方程.求出若干組E和r,最后以E的________和r的________作為實驗結(jié)果.或以____為橫坐標,____為縱坐標建立直角坐標系.據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點.此時大致可以看出這些點呈________分布,如果發(fā)現(xiàn)個別明顯錯誤的數(shù)據(jù),應該把它剔除.用直尺畫一條直線,使盡量多的點落在這條直線上,不在直線上的點能____________________兩側(cè),這條直線就能很好地代表U—I關(guān)系,這條直線與U軸的交點表示I=____,屬于________的情況,這時的電壓U等于________,這條直線與I軸的交點表示U=____,屬于________的情況,根據(jù)短路電流I短跟電源內(nèi)阻r、電動勢E的關(guān)系r=,就可計算出電源的內(nèi)阻. 2.由E=IR+Ir可知,只要能得到________的兩組數(shù)據(jù),列出關(guān)于E、r的兩個方程,就能解出E、r,用到的器材有________、________、________、________,電路圖如圖2所示. 圖2 3.由E=U+r知,如果能得到________的兩組數(shù)據(jù),列出關(guān)于E、r的兩個方程,就能解出E、r,用到的器材是_________、_________、_________、________,電路圖如圖3所示. 圖3 4.用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中,下列說法中錯誤的是( ) A.應選用舊的干電池作為被測電源,以使電壓表讀數(shù)變化明顯 B.應選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表 C.移動滑動變阻器的滑片時,不能使滑動變阻器短路造成電流表過載 D.使滑動變阻器阻值盡量大一些,測量誤差才小 5.為測定電池的電動勢和內(nèi)阻,待測電池、開關(guān)、導線配合下列儀器可達到實驗目的的是( ) A.一只電流表和一只電阻箱 B.一只電壓表和一只電阻箱 C.一只電流表和一個滑動變阻器 D.一只電壓表和一個滑動變阻器 【概念規(guī)律練】 知識點一 實驗原理 1.在測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中,電源的電動勢約為6 V,內(nèi)阻約為0.5 Ω,電流表的內(nèi)阻為0.5 Ω,電壓表的內(nèi)阻為6 kΩ.為了減小實驗誤差,應當采用的電路是選項中的( ) 2.圖4是根據(jù)某次測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗記錄的數(shù)據(jù)作出的U-I圖象,下列關(guān)于這個圖象的說法中正確的是( ) 圖4 A.縱軸截距表示待測電源的電動勢,即E=3.0 V B.橫軸截距表示短路電流,即I0=0.6 A C.根據(jù)r=,計算出待測電源內(nèi)阻為5 Ω D.根據(jù)r=||,計算出待測電源內(nèi)阻為1 Ω 知識點二 電路的連接 3.如圖5所示是測量兩節(jié)干電池組成的串聯(lián)電池組的電動勢和內(nèi)電阻的實驗所用器材,用實線將它們連成實驗電路. 圖5 【方法技巧練】 一、實驗器材的選擇方法 4.用如圖6所示電路,測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻.電池的內(nèi)阻較小,為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路,電路中用一個定值電阻R0起保護作用.除電池、開關(guān)和導線外,可供使用的實驗器材還有: 圖6 (a)電流表(量程0.6 A、3 A); (b)電壓表(量程3 V、15 V); (c)定值電阻(阻值1 Ω、額定功率5 W); (d)定值電阻(阻值10 Ω、額定功率10 W); (e)滑動變阻器(阻值范圍0~10 Ω、額定電流2 A); (f)滑動變阻器(阻值范圍0~100 Ω、額定電流1 A). 那么: (1)要正確完成實驗,電壓表的量程應選擇______ V,電流表的量程應選擇________ A;R0應選擇________ Ω的定值電阻,R應選擇阻值范圍是________ Ω的滑動變阻器. (2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是________. 二、實驗數(shù)據(jù)的處理方法 5.用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內(nèi)阻r,所用電路如圖7(a)所示,一位同學測得的六組數(shù)據(jù)如下表所示. 組別 1 2 3 4 5 6 電流I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 電壓U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 (1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖(b)中作出U—I圖線. 圖7 (2)根據(jù)圖線求出電池的電動勢E=________ V,電池的內(nèi)阻r=________ Ω. 三、測定電源的電動勢和內(nèi)阻 6.在做測干電池電動勢和內(nèi)阻的實驗時備有下列器材可供選用. A.干電池(電動勢約為1.5 V) B.直流電流表(量程為0~0.6~3 A,0.6 A擋內(nèi)阻為0.10 Ω,3 A擋內(nèi)阻為0.025 Ω) C.直流電壓表(量程為0~3~15 V,3 V擋內(nèi)阻為5 kΩ,15 V擋內(nèi)阻為25 kΩ) D.滑動變阻器(阻值范圍為0~15 Ω,允許最大電流為1 A) E.滑動變阻器(阻值范圍為0~1 000 Ω,允許最大電流為0.5 A) F.開關(guān) G.導線若干 H.電池夾 (1)將選定的器材按本實驗要求的電路(系統(tǒng)誤差較小)給圖8所示的實物圖連線. 圖8 (2)根據(jù)實驗記錄,畫出的U—I圖象如圖9所示,可得待測電池的內(nèi)阻r=________ Ω. 圖9 1.下列給出多種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的數(shù)據(jù)處理方法,其中既能減小偶然誤差又直觀、簡便的是( ) A.測出兩組I、U的數(shù)據(jù),代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r,求出E和r B.多測幾組I、U的數(shù)據(jù),求出幾組E、r,最后分別求出其平均值 C.測出多組I、U的數(shù)據(jù),畫出U—I圖象,再根據(jù)圖象求E、r D.多測幾組I、U的數(shù)據(jù),分別求出I和U的平均值,用電壓表測出斷路時的路端電壓即為電動勢E,再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r 2.用如圖10所示的電路測定電池的電動勢和內(nèi)阻,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了如圖11所示的U—I圖象,由圖象可知( ) 圖10 圖11 A.電池電動勢為1.40 V B.電池內(nèi)阻值為3.50 Ω C.外電路短路時的電流為0.40 A D.電壓表的示數(shù)為1.20 V時,電流表的示數(shù)I′約為0.20 A 3.有三組同學分別測量三節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻,利用圖線處理測得的數(shù)據(jù),畫出U—I圖線如圖12所示,則三組同學測得的干電池電動勢Ea、Eb、Ec大小關(guān)系是________,內(nèi)電阻ra、rb、rc大小的關(guān)系是________.(用“>”、“=”或“<”表示) 圖12 4.用一只高阻值的電壓表和電阻箱,可以測得電源的電動勢和內(nèi)阻,按圖13所示連接電路,實驗時先閉合S1,從電壓表中讀得U1=2 V,再閉合S2,改變電阻箱的電阻,當R=24 Ω時,U2=1 V,由上述數(shù)據(jù)可知,該電池的電動勢E=________,內(nèi)阻r=________. 圖13 5.在“測定電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中,已連接好部分實驗電路. (1)按如圖14甲所示的實驗電路,把圖乙中剩余的電路連接起來. (2)在如圖14乙所示的電路中,為避免燒壞電表,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應置于________端(填“A”或“B”). 圖14 (3)圖15是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的U—I圖象,由圖可知,電源的電動勢E=________ V,內(nèi)阻r=________ Ω. 圖15 6.給你一個伏特表、一個電阻箱、開關(guān)及導線等,如何根據(jù)閉合電路歐姆定律測出一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻. (1)畫出電路圖. 圖16 (2)實驗過程中,將電阻箱撥到45 Ω時,伏特表讀數(shù)為0.90 V;若將電阻箱撥到圖16甲所示的______ Ω時,伏持表的讀數(shù)如圖乙所示是________ V. (3)根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)中,可以算出該節(jié)干電池的電動勢E=________ V,內(nèi)電阻r=________ Ω. 7.用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中,所用電流表和電壓表的內(nèi)電阻分別為0.1 Ω和1 kΩ,如圖17所示為所需的器材. 圖17 (1)請你把它們連成實驗電路,注意兩個電表要選用適當量程,并要求變阻器的滑動片在左端時其電阻值最大. (2)一位同學記錄的6組數(shù)據(jù)見下表,試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖18中畫出U—I圖線,根據(jù)圖線求出電池的電動勢E=________ V,內(nèi)阻r=________ Ω. I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 圖18 8.某研究性學習小組利用如圖19所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖20所示的R-圖線,其中R為電阻箱讀數(shù),I為電流表讀數(shù),由此可以得到E=________ V,r=________ Ω. 圖19 圖20 9.有一層疊電池,它的電動勢E約為9 V,內(nèi)阻r約50 Ω,允許輸出的最大電流為50 mA,為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻,實驗室提供有以下器材可供選擇: 器材 符號 規(guī)格 理想電壓表 ○V 測量范圍0~15 V 電流表 A1 測量范圍0~1 mA,內(nèi)阻r1=100 Ω 電流表 A2 測量范圍0~0.6 A,內(nèi)阻r2=0.01 Ω 滑動變阻器 R 總電阻約1 kΩ 定值電阻 R0 電阻R0=5 Ω 開關(guān)(K)一個,導線若干 (1)為能測多組數(shù)據(jù)并有較高的準確程度,在虛線方框內(nèi)畫出實驗電路原理圖.圖中各元件要用題目中給出的符號或字母標出. (2)根據(jù)兩次實驗數(shù)據(jù)可以求出E=____________、r=____________________________(用已知量和測得量的符號表示);式中各符號的意義是 ___________________________________________________________________________. 10.某同學為了較精確地測量某一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,實驗室準備了下列器材: A.待測干電池E(電動勢約為1.5 V,內(nèi)阻約為1 Ω) B.電流表G(滿偏電流3.0 mA,內(nèi)阻為100 Ω) C.電流表A(量程0~0.6 A,內(nèi)阻約為1 Ω) D.滑動變阻器R1(0~10 Ω,額定電流為2 A) E.滑動變阻器R2(0~1 kΩ,額定電流為1 A) F.定值電阻R0(阻值為900 Ω) G.開關(guān)一個,導線若干 (1)為了能比較準確地進行測量,同時還要考慮操作的方便,實驗中滑動變阻器應選________. (2)根據(jù)題意在圖21中畫出該實驗所需要的電路圖. 圖21 (3)根據(jù)電路圖,將實物圖22連接起來,組成完整的電路. 圖22 (4)如圖23所示,是某同學根據(jù)正確的實驗得到的數(shù)據(jù)作出的圖線,其中,縱坐標I1為電流表G的示數(shù),橫坐標I2為電流表A的示數(shù),由圖可知,被測干電池的電動勢為________ V,內(nèi)電阻為________ Ω(保留2位有效數(shù)字) 圖23 第5節(jié) 學生實驗:測量電源的電動勢和內(nèi)阻 答案 課前預習練 1.兩組 平均值 平均值 I U 直線 均勻分布在直線 0 斷路 電動勢 0 短路 2.I、R 電源 開關(guān) 變阻箱 電流表 3.U、R 電源 開關(guān) 變阻箱 電壓表 4.BD [選用電表時應選用內(nèi)阻較大的電壓表和內(nèi)阻較小的電流表;同時,滑動變阻器的阻值不能太大,如果太大不便于調(diào)節(jié).] 5.AB [由E=IR+Ir知測E、r用一只電流表測電流,用電阻箱改變外電阻并可讀出阻值,只要獲得兩組I、R數(shù)據(jù)即可求得E、r,用滑動變阻器無法確定接入電路的電阻,故A正確,C不可行;由E=U+r知測E、r用一只電壓表和一只電阻箱可獲得兩組U、R值求出E、r,故B可行;若用一只電壓表和一個滑動變阻器不可以,因滑動變阻器接入電路的阻值無法確定,故D不能達到目的.] 課堂探究練 1.A [電流表的內(nèi)阻與電源的內(nèi)阻差不多,采用電流表外接法.B圖測的實際上是電源內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻之和,誤差較大,故選A、D圖錯誤,C圖無法測出.] 2.AD [由于縱坐標并非從零開始,故橫軸截距不是短路電流,內(nèi)阻r=||=Ω=1Ω.] 3.見解析圖 解析 首先畫出實驗電路圖如右圖甲所示.依據(jù)電路圖連接實物圖如圖乙所示.因為待測電源電動勢約為3V,所以電壓表選用0~3V的量程;干電池的允許電流一般在0.5A左右,所以電流表應選用0~0.6A的量程;還有一點就是注意開關(guān)閉合前,要使變阻器接入電路的阻值盡量大些,保護電流表,以防燒壞. 甲 乙 方法總結(jié) 連接實物電路圖時,要注意以下幾點: (1)先畫出原理圖,這是連接實物的依據(jù). (2)先接干路,再接支路,例如本題中電壓表可看做支路,因此先把電源、開關(guān)、電流表、滑動變阻器依順序連成閉合電路,最后再把電壓表的正負接線柱連接到相應的位置. (3)注意電源的正負極、電表的正負接線柱、電表量程的選擇以及滑動變阻器接線柱的合理選用. 4.(1)3 0.6 1 0~10 (2)電壓表的分流 解析 (1)一節(jié)干電池的電動勢為1.5V,所以電壓表量程選擇3V即可,一節(jié)干電池的允許電流在0.6A以下,因此電流表量程選擇0.6A即可. R0起保護作用使電路中的電流在0.6A以下,若選用定值電阻10Ω,估算最大電流為 Imax=<=A=0.3A 則電流表指針指在半刻度以下,測量誤差太大,因此定值電阻應選用1Ω. 若選用滑動變阻器0~100Ω的,則使用范圍太小,不方便操作,因此選用滑動變阻器0~10Ω即可. (2)電流表應測量通過電源的電流,但由于電壓表的分流作用,電流表實際測量的電流值比通過電源的電流小,所以引起該實驗誤差的主要原因是電壓表的分流. 5.(1)見解析圖 (2)1.45 0.69 解析 本題考查用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)的能力.作圖線時應使盡可能多的點落在直線上,個別偏離太大的點應舍去,圖線如下圖所示.由圖線與縱軸的交點可得電動勢E=1.45V,再讀出圖線與橫軸交點的坐標(1.00,0.65),由E=U+Ir得r=≈0.69Ω. 點評 在畫U—I圖象時,要盡量使多數(shù)點落在直線上,不在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè),個別偏離直線太遠的點可舍去,這樣可減少偶然誤差,提高測量精度. 6.(1)如下圖所示 (2)1 解析 (1)實物連接圖如上圖所示,首先是儀器選擇,只有1節(jié)干電池,故電壓表選C(0~3V);整個實驗電路中只要不造成短路現(xiàn)象,在此實驗中電池放 電電流也不宜超過0.6A為宜,故電流表量程應選B(0~0.6A);由以上知滑動變阻器應選D(0~15Ω);還要用開關(guān)F、導線G和電池夾H.其次是電路選擇,題目要求系統(tǒng)誤差較小,應采用右圖所示的電路.所以選用器材代號為:A、B(0~0.6A)、C(0~3V)、D(0~15Ω)、F、G、H. (2)由U—I圖象可知E=1.5V,r=Ω=1Ω. 點評 恰當選擇器材是做好實驗的基礎.要遵循科學性、準確性、安全性的原則.此處還應特別注意,圖象縱坐標不是從零開始,所以r≠Ω. 課后鞏固練 1.C [A中只測兩組數(shù)據(jù)求出E、r,偶然誤差較大;B中計算E、r平均值雖然能減小誤差,但太繁瑣;D中分別求I、U的平均值是錯誤的做法.] 2.AD [圖象與縱坐標的交點為電池的電動勢E=1.40V;電池內(nèi)阻r=Ω=1Ω; 根據(jù)E=U+I′r,代入數(shù)據(jù)得I′==A=0.20A.] 3.Ea=Eb>Ec rb>ra>rc 4.2V 24Ω 解析 由題意可知,電壓表內(nèi)阻為高阻值,則在先閉合S1時,U1=E=2V;當再閉合S2且R=24Ω,U2=1V時,I==A,由閉合電路電壓關(guān)系有U內(nèi)=E-U2=1V.則r==24Ω. 5.(1)見解析 (2)B (3)1.5 1.0 解析 (1)電路連接如下圖. (2)閉合開關(guān)前,滑動變阻器接入電路中的阻值應該最大,故滑片應置于B端. (3)由圖象可知,電源電動勢為1.5V,內(nèi)阻r=Ω =1.0Ω. 6.(1)電路圖如下圖所示. (2)110 1.10 (3)1.30 20 7.(1)按要求連實驗實物圖 (2)U—I圖線 1.45 0.69 8.3 1 解析 解法一:特殊值代入法 從圖象中取兩個點A和B,如圖所示,從圖象中讀出A、B兩點的坐標分別為A(1.0,2),B(2.0,5),由此可得I1=1.0A時,R1=2Ω;I2=0.5A時,R2=5Ω,把這兩組數(shù)據(jù)代入下面的方程組可解得E=3V,r=1Ω. 解法二:斜率、截距法 由E=I(R+r)得R=-r,所以R-圖象的斜率表示E,即E=V=3V;截距為電源內(nèi)阻的負值,即r=1Ω. 9.(1)如下圖所示 (2) U1、U2是電壓表兩次的讀數(shù),I1、I2是電流表兩次的讀數(shù) 10.(1)D (2)如下圖所示 (3)如下圖所示 (4)1.4 0.67- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請點此認領(lǐng)!既往收益都歸您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標,表示該PPT已包含配套word講稿。雙擊word圖標可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設計者僅對作品中獨創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2017-2018學年高中物理 第2章 直流電路 第5節(jié) 學生實驗:測量電源的電動勢和內(nèi)阻練習 教科版選修3-1 2017 2018 學年 高中物理 直流 電路 學生 實驗 測量 電源 電動勢 內(nèi)阻 練習
鏈接地址:http://m.italysoccerbets.com/p-6157425.html