开封高中2013届电学实验讲义3--电源电动势测量

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高考物理测电源电动势和内阻辅导讲义-精选教育文档

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高考物理测电源电动势和内阻辅导讲义授课主题测电源电动势和内阻教学目的1、掌握多用表2、会求电源电动势和内阻3、会计算功率教学重难点多用表、电源电动势和内阻、功率教学内容本节知识点讲解测电源电动势和内阻1.伏安法:实验电路如图①本实验用电压表和电流表同时测电压和电流,称为“伏安法”.但这里被测对象是电源,一般电源(如干电池)的内阻较小,与电流表内阻相差不大,而电压表的内阻远大于电源内阻,也远大于测量电路中的外电阻,所以为减小实验误差,本实验采用电流表外接法,而不能采用图②的电路.误差分析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图像时描点不是很准确.2.系统误差:系统误差来源于未计电压表分流,近似地将电流表的示数看作干路电流.实际上电流表的示数比干路电流略小.如果由实验得到的数据作出下图中实线(a)所示的图像,那么考虑到电压表的分流后,得到的U-I图像应是图中的虚线(b),由此可见,按图所示的实验电路测出的电源电动势E测<E真,电源内电阻r测<r真.说明①外电路短路时,电流表的示数(即干路电流的测量值)I测等于干路电流的真实值,所以图中(a)、(b)两图线交于短路电流处.②当路端电压(即电压表示数)为U1时,由于电流表示数I1测小于干路电流I1真,所以(a)、(b)两图线出现了图所示的差异. 注意事项1.电流表要与变阻器靠近,即电压表直接测量电源的路端电压. 2.选用内阻适当大一些的电压表.3.两表应选择合适的量程,使测量时指针偏转角大些,以减小读数的相对误差. 4.尽量多测几组U 、I 数据(一般不少于6组),且数据变化范围要大些.5.做U -I 图像时,让尽可能多的点落在直线上,不落在直线上的点均匀分布在直线两侧. 典型例题:某同学用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻,实验采用的电路如图21-1所示。

(1)下列给出的器材中,应该选用 (填代号) A .待测干电池(2节串联,电动势约3V ); B .电流表(量程0~3A ,内阻0.025Ω) C .电流表(量程0~0.6A ,内阻0.125Ω) D .电压表(量程0~3V ,内阻3k Ω) E .电压表(量程0~15V ,内阻15k Ω) F .滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A ) G .滑动变阻器(0~2019Ω,额定电流0.3A ) H .开关、导线。

2013高三物理一轮复习课件:第七章 实验:测定电源的电动势和内电阻

2013高三物理一轮复习课件:第七章 实验:测定电源的电动势和内电阻

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[答案] ②
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1.46V 0.72Ω 3 4
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[点评] 用图像法处理数据是该实验的一个重点, 在高考 中经常出现.画 U—I 图像前,由 U=E-Ir 要清楚 U 和 I 是 一次函数.画出来应该是一条直线,因此切忌将图像画成曲 线或折线.
1 R rg+r 解析 由 E=IR+I(rg+r), I =E+ E . 由图像可求 E=1.5V,r=0.3Ω.
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1 I/A U/V 0.12 1.37
2 0.20 1.32
3 0.31 1.24
4 0.32 1.18
5 0.50 1.10
6 0.57 1.05
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I1/mA 0.120 I2/mA 480
0.125 400
0.130 320
0.135 232
0.140 140
0.145 68
在图所示的坐标纸上以 I1 为纵坐标、I2 为横坐标画出所 对应的 I1-I2 曲线.
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高中物理实验测量电动势与内阻

高中物理实验测量电动势与内阻

高中物理实验测量电动势与内阻在高中物理实验中,测量电动势与内阻是非常重要的内容之一。

通过进行相应的实验,我们可以探究电池的电动势以及电路中的电源内阻大小。

本文将为大家介绍实验的步骤和原理,并给出实验结果的分析。

实验步骤:1. 将所需实验材料准备齐全,包括一个标准电池(如干电池)、电阻箱、导线等。

2. 首先,将电阻箱中的阻值调至最大,确保电路断路状态。

3. 连接电路。

将电池的正极通过导线与电阻箱的一个端口相连,再将电阻箱的另一个端口与电路中的电阻相连。

4. 测量实验电路的总电动势。

使用一个数字电压表或万用表,将正极引线连接到电路的正极,负极引线连接到电路的负极。

记录测量到的电压数值,即为实验电路的总电动势。

5. 接下来,逐渐调小电阻箱中的阻值,使电路逐渐接近短路状态。

在每次调整后都记录下电路中的电压数值,直到达到最小的阻值。

6. 计算每个电阻阻值下的电路电压差。

将每个阻值下的电压数值减去实验电路的总电动势,即得到电路中的电压差。

7. 根据测得的电压差、电流大小和电动势,可以利用欧姆定律计算电路中的内阻大小。

实验原理:在电路中,电池的电动势(E)与电路中的电流(I)和总电压(V)之间存在一定的关系。

根据欧姆定律,电路中的总电压等于电动势与电路电流的乘积,再加上电路中的电阻与电流的乘积。

因此,可以得到以下公式:V = E - Ir其中,V为电路中的总电压,E为电池的电动势,I为电路中的电流,r为电路中的内阻。

实验结果分析:通过进行实验,我们测得了电路在不同阻值下的电压差,并计算得到了电路中的内阻大小。

根据计算结果,我们可以分析出以下几点:1. 随着电阻的增大,电路中的电压差逐渐减小。

这是因为当电阻增大时,电流的流动受到了一定的阻力,因此电路中的电压差减小。

2. 根据欧姆定律的公式,我们可以利用实验测得的电压差和电流大小计算得到电路中的内阻。

通过计算可以发现,内阻的大小与电压差的增大呈线性关系,即内阻越大,电压差增大得越快。

届高三高考物理知识点总复习精讲课件:测定电源的电动势和内电阻(2013高考)

届高三高考物理知识点总复习精讲课件:测定电源的电动势和内电阻(2013高考)
பைடு நூலகம்
h
10
【解析】由于电源是一节干电池(1.5 V),所以选量程 为3 V的电压表;估算电流时,考虑到干电池的内阻 一般几欧左右,加上保护电阻,最大电流在0.5 A左右, 所以选量程为0.6 A的电流表;由于电池内阻很小,所 以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取
值范围小,造成的误差大;滑动变阻器的最大阻值一 般比电池内阻大几倍就好了,取0~10 Ω能很好地控 制电路中的电流和电压,若取0~100 Ω会出现开始几 乎不变最后突然变化的现象.
h
12
题型二:数据的处理
例2某同学利用如下右图所示电路测电池的电动势和 内电阻,记录的6组数据如下表所示.
U/V
I/A
1.37
0.12
1.32
0.20
1.24
0.31
1.18
0.32
1.10
0.50
1.05
0.57
(1)为了使实验结果相对精确,请根据数据分布的特
点,在下图给出的U-I坐标轴上标上合适的坐标值,
由图可得出电阻R0阻值为 4.0 Ω.
h
29
3.为了测定一节干电池的电动势和内阻,某实验小 组按图甲所示的电路图连好实验电路,合上开关, 电流表和电压表的读数正常,当将滑动变阻器的滑 片由A端向B端逐渐滑动时,发现电流表的示数逐渐 增大,而电压表的示数接近1.5 V且几乎不变,直到 当滑片滑至临近B端时电压表的示数急剧变化,这种 情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流 值、电压值,出现上述情况的原因是 滑动变阻
h
4
2. 测量数据:闭合开关,调节变阻器,使电流表 有明显示数,记录一组电压表和电流表的读数, 用同样方法测量并记录几组I、U值.

高中全程复习构想物理新教材《实验十三 测量电源的电动势和内阻》教学课件

高中全程复习构想物理新教材《实验十三 测量电源的电动势和内阻》教学课件
解析:图乙中,电压表应并联在电源和开关的两端,故导线b错误.
(3)该同学利用正确的电路测得多组电流、电压值,并根据实验数据
得到如图丙所示的U - I图线,由此可知该电池的电动势E=
___1_.4_6 ___V,内阻r=___0._77_4___Ω.(均保留三位有效数字)
考点二 探索创新实验 考向1 实验方法方案的拓展(“电表+电阻箱”法)
R

R1

R2

RA

E

r


1 I


1 I

(2)利用测量数据,作出1I - R1图线,如图乙所示,则E=____3_.6___ V, r=___0_.8_1 ___ Ω.(均保留2位有效数字)
(3)若将图甲中的电流表当成理想电表,得到的电源电动势为E′=
____3._7___;由此产生的误差为
思路:根据闭合电路欧姆定律E=
U+Ir,改变外电路电阻R,用电 (2)测量与记录:闭合开关,改变滑动变
流表和电压表测出U、I的两组数 阻器的阻值,读出电压表的读数U和电
据,列出两个关于E、r的方程, 流表的读数I,并填入事先绘制好的表
从而解出E和r.
格中.
二、数据处理及分析 1.计算方法
解方程组
求平均值
①将R1、R2调至适当的阻值,闭合开关S1; ②闭合开关S2,再调节R1、R2,使电流传感器的示数恰好为零; ③改变R1和R2,使电流传感器的示数为零,获得多组电压表、电流 表的测量值;
④依据所测数据画出电压表示数随电流表示数变化的U-I图像.
实验室提供的器材有: A.电压表(量程为1 V、内阻为3 000 Ω) B.电压表(量程为3 V、内阻为5 000 Ω) C.电流表(量程为0.3 A、内阻约为0.5 Ω) D.电流传感器(内阻不计) E.滑动变阻器,最大阻值为10 Ω F.滑动变阻器,最大阻值为40 Ω G.滑动变阻器,最大阻值为60 Ω H.两个开关及若干导线

高一物理必修三,电池电动势和内阻测量

高一物理必修三,电池电动势和内阻测量

高一物理必修三,电池电动势和内阻测量电池电动势和内阻是高中物理中的重要内容,对于理解电池和电路的基本原理至关重要。

在这篇文章中,我将详细介绍电池电动势和内阻的概念,并解释如何测量它们。

首先,让我们来了解一下电池的基本原理。

电池是一种将化学能转化为电能的设备。

它由一个或多个电化学反应组成,其中化学能转化为电能,并产生电势差。

这个电势差被称为电池的电动势。

电池的电动势可以用一个叫做伏特(V)的单位来衡量。

它表示电池在两个电极之间产生的电压。

常见的电池有干电池、碱性电池和铅酸蓄电池等。

然而,电池在实际使用过程中会产生一个内阻。

内阻是指电池内部的阻力,它限制了电流通过电池的流动。

内阻可以通过一个叫做欧姆(Ω)的单位来衡量。

为了测量电池的电动势和内阻,我们需要使用一个叫做电池测量仪的设备。

这个设备可以通过测量电池的净电动势和电池的额定电动势来计算出内阻。

净电动势是指电池内部不计内阻时的电动势。

它可以通过将一个未连接的电池测量仪的两个探头接触电池的两个端口来测量。

净电动势等于电池两端的电压差。

额定电动势是指电池在实际使用中的电动势。

它可以通过在电池的正负极之间接上一个外部负载(如电灯泡或电阻器)然后测量电压差来得到。

由于电池内部的电阻会影响电流的流动,所以在连接外部负载时,电池的实际电势会降低。

为了计算内阻,我们可以使用下面的公式:内阻= (额定电动势-净电动势) /测量电流在实际测量中,我们需要注意一些事项。

首先,测量电流的大小要适当。

过大或过小的电流都会影响测量结果。

此外,由于测量电路的电阻不可忽视,我们需要使用一些技巧来减小测量电路的影响,例如使用小电阻线路或使用跨接法(即测量电路与电池并联)。

总之,电池的电动势和内阻是理解电路和电子设备的重要概念。

通过正确测量电池的电动势和内阻,我们可以更好地了解电池的性能和使用它们的特定条件。

这对于学习和应用电学知识都是非常重要的。

希望这篇文章能够帮助你更好地理解电池电动势和内阻的概念,并掌握测量它们的方法。

测电动势和内阻原理

测电动势和内阻原理

测电动势和内阻原理
电动势和内阻是电路中重要的物理概念,用于描述电源和电路元件之间的特性。

电动势是指电源产生的电压,它是指驱动电荷在电路中移动的力量。

电动势的大小通常由电源的电压提供,可以通过测量电源的开路电压来获得。

内阻是指电源或电路元件内部存在的电阻,它是由电流通过电路元件时产生的电压降所引起的。

内阻的大小可以通过电源的开路电压和短路电流来计算。

在实际电路中,内阻会导致电压下降和电流减小,从而影响电路的性能。

测量电动势和内阻的方法通常是通过连接一个外部负载电阻,然后测量电源的输出电压和负载电流来进行计算。

根据欧姆定律,电压等于电流乘以电阻,可以用这个关系式来计算电动势和内阻的数值。

在测量过程中,需要注意减小测量误差的方法。

例如,可以使用低内阻的电压表来测量电源的输出电压,以避免由于测量电压时产生的电压降而引入误差。

总之,测量电动势和内阻是电路实验中常见的实验内容,通过测量电源的输出电压和负载电流,并应用欧姆定律的关系式,可以计算出电动势和内阻的数值。

这个过程中需要注意减小测量误差,并选择合适的测量仪器来进行实验。

高中物理选修3-1第四章第三节测量电源的电动势和内电阻讲解

高中物理选修3-1第四章第三节测量电源的电动势和内电阻讲解

1.某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实 验中,串联了一只2 Ω的保护电阻R0,实验电路如图6 甲所示,请回答下列问题:
图6
(1)按电路原理图甲连接实物电路图乙. (2)连好电路后,该同学开始实验,闭合电键S后,他发现电 流表的示数为零,电压表的示数不为零,他用多用电表的 电压挡检查电路,把两表笔分别接a、b和b、c及d、e时,示 数均为零,把两表笔接c、d时,其示数与电压表示数相同, 检查各接线柱均未接错,且接触良好,各接线之间也未发 生短路,由此可推断故障原因应是___________________. (3)考虑电表本身电阻对测量结果的影响,分析造成本实验 系统误差的原因是:________________________________.
2.图象法 对于 E、r 一定的电源,路端电压 U 与通过干路的电流 I 的 U-I 图象应该是一条直线,这条直线与纵轴 U 的交点 表示电源的电动势 E,与横轴 I 的交点表示短路电流,图 线的斜率的绝对值表示电源的内阻 r.在读图时应注意图象 的纵坐标是否是从零开始的,若从零开始,如图 2 甲所示,则 r=IE0,若不是从零开始,如图 2 乙所 示,则 r=E-I0U0.
[典例1] 测量电源的电动势E及内阻r(E约为4.5 V,r约为 1.5 Ω). 器材:量程3 V的理想电压表V,量程0.5 A的电流表A(有 一定的内阻),固定电阻R=4 Ω,滑动变阻器R′,电键S, 导线若干.
(1)画出实验电路原理图.图中各元件需用题目中给出的符 号或字母标出.
(2)实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电 流表读数为I2时,电压表读数为U2.则可以求出E=_____ _________,r=____________.(用I1,I2,U1,U2及R表示)
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开封高中2013届高考复习讲义——电学实验3
测定电源电动势和内阻的常用方法
1.利用电压表和电流表测定电池电动势和内阻(伏安法)
实验原理:由闭合电路欧姆定律Ir U E += ,设计如图1所示的电路,改变滑动变阻器R 的阻值,
测几组不同的I 、U 值,获得实验数据。

数据处理:可以联立方程组,利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。

公式法:由可得:
也可以画出I U -关系图象,如图2所示,据Ir U E +=的变形得:E rI U +-=。

由图象可得,图线纵截距为电源的电动势E 、斜率的绝对值为电源的内阻r ,图线横截距为短路电流
E I r
=短。

2.利用电压表和电阻箱测定电池电动势和内阻(伏阻法)
实验原理:由闭合电路欧姆定律r R
U U Ir U E +=+=,设计如图9所示电路,改变电阻箱R 的阻值,测得几组不同的R 、U 值,获得实验数据。

公式法处理数据:根据
,测出两组电阻箱不同值及其对应的电压,即有
得: 也可以画出11U R -图象,如图10所示,据r R
U U E +=变形得:111r U E R E =+。

由图象可得:图线纵截距的倒数为电源的电动势,图线横截距倒数的绝对值为电源的内阻,图象的斜率r k E
=,即r kE =。

3.利用电流表和电阻箱测定电池电动势和内阻(安阻法)
实验原理:由闭合电路欧姆定律)(r R I Ir IR Ir U E +=+=+=,设计如图13所示电路,改变电阻
箱R 的阻值,测得几组不同的R 、I 值,获得实验数据。

公式法处理数据:由可得:
式中是电阻箱分别取和时电流表读数。

也可以画出1R I -
图象,如图14所示,据)(r R I E +=变形得:r E I
R -=1。

由图象可得:图线斜率为电源的电动势E ,纵截距的绝对为电源的内阻r (不计电流表内阻),图线横截距为r E。

还可以画出1R I -图象,如图15所示,由E =I (R+r )变形得:11r R I E E
=+。

由图象可得:图线斜率为电源的电动势E 的倒数,纵截距为b =r E , 则r =bE ,横截距的绝对值为电源的内阻。

4.利用两只电压表测定电池电动势和内阻(伏伏法)
实验原理:开关S 与1接触时,电压表的读数为;当开关S 与2接触时,电压表的读数分别为,由欧姆定律,即有
可得
5.利用两只电流表测定电池电动势和内阻(安安法)
实验原理:分别测两组电流表G 和A 的读数,即有
可得,
例1.甲同学设计了如图11所示的电路测电源电动势E 及电阻R 1和R 2的阻值。

实验器材有:待测电源E (不计内阻),待测电阻R 1,待测电阻R 2,电压表○V (量程为1.5V ,内阻很大),电阻箱R(0-99.99Ω),单刀单掷开关S 1,单刀双掷开关S 2,导线若干。

(1)先测电阻R 1的阻值。

请将甲同学的操作补充完整:闭合S 1,将S 2切换图11到a ,调节电阻箱,读出其示数r 和对应的电压表示数U 1,保持电阻箱示数不变,_________ ,读出电压表的示数U 2。

则电阻R 1的表达式为R 1 = __________
(2)甲同学已经测得电阻R 1=4.8Ω,继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值。

该同学的做法是:闭合S 1,将S 2切换到a ,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ,由测得的数据,绘出了如图12所示的R
U 11-图线,则电源电动势E =________ V ,电阻R 2=_________Ω。

(3)利用甲同学设计的电路和测得的电阻R 1,乙同学测电源电动势E 和电阻R 2的阻值的做法是:闭合S 1,将S 2切换到b ,多次调节电阻箱,读出多阻电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ,由测得的数据,绘出了相应的1
11U R R -+图线,根据图线得到电源电动势E 和电阻R 2。

这种做法与甲同学的做法比较,由于电压表测得的数据范围________(选填“较大”、“较小”或“相同”),所以__________同学的做法更
恰当些。

例2.(09·北京)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。

该同学想测量这个电池的电动势E 和内电阻r ,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999Ω,可当标准电阻用)、 一只电流表(量程R I =0.6A ,内阻0.1g r =Ω)和若干导线。

(1)请根据测定电动势E 内电阻r 的要求,设计图17中器件的连接方式,画线把它们连接起来。

(2)接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R ,读处与R 对应的电流表的示数I ,并作记录。

当电阻箱的阻值 2.6R =Ω时,其对应的电流表的示数如图18所示。

处理实验数据时,首先计算出每个电流值I 的倒数1I ;再制作R -1I 坐标图,如图19所示,图中已标注出了(1,R I
)的几个与测量对应的坐标点,请你将与图18实验数据对应的坐标点也标注在图19中上。

(3)在图19上把描绘出的坐标点连成图线。

(4)根据图19描绘出的图线可得出这个电池的电动势E = V ,内电阻r = Ω
例3. (09·海南)图1是利用两个电流表A 1和A 2测量干电池电动势E 和内阻r 的电路原理图.图中S 为开关,R 为滑动变阻器,固定电阻R l 和A l 内阻之和为10000Ω(比r 和滑动变阻器的总电阻都大得多),A 2为理想电流表.
①电路原理图在图2虚线框内画出各实物图之间连线。

②在闭合开关S 前,将滑动变阻器的滑动端c 移动至 (填“a 端”、“中央”或“b 端”).
③闭合开关S ,移动滑动变阻器的滑动端c 至某一位置,读出电流表A 1和A 2的示数I l 和I 2,多次改变滑动端c 的位置,得到的数据如表中所示
在下图所示的坐标纸上I l为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I l—I2曲线.
④利用所得曲线求得电源的电动势E= V,内阻r = Ω.(保留两位小数)
例4.(2011·四川卷)为测量一电源的电动势及内阻
(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表
A.量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表
B.量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表
C.量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压表
选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表.
(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号、或与一个电阻串联来表示.且可视为理想电压表),在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图.
(3)根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50 V时,电阻箱的阻值为15.0 Ω;电压表示数为2.00 V时,电阻箱的阻值为40.0 Ω,则电源的电动势E=________V、内阻r=________Ω.。

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