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2018-2019学年同步导学人教版选修3-1 第2章 第10节 实验:测定电池的电动势和内阻

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第二章                        恒定电流


           1. 提高效率                  Increase the Efficiency

           2. 创造未来                  To create the future

           3.   铸就辉煌                C   a s t b r i l l i a n t

                                                              1
           物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流


第10节                   实验:测定电池的电动势和
                                         内阻


                                    基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                    ◆                                                     学习目标定位 
                                                                    1.理解实验原理,会分析实验误差. 
                                                                    2.会用图象法处理数据,并从图象上求出电源的电动势和


内电阻.物理                         选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流                                       
                                                                    3.能根据此实验的原理和方法设计出其他测量电动势和内
阻的方法. 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流


                         基础知识自梳理

                                        课前预习          自主学习


                         基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                   一、实验原理 
                                                                   伏安法测电动势                                                                                                                                                                                                                                                           E                                和内电阻                                                                                                                                                    r 
                                                                   1.如图甲所示,改变滑动变阻器的阻值,从电流表、电压
表中读出几组                                                                                                                                                                                                                         I                      和                                            U                                 的值,由                                                                                                                                                    U=E-Ir                                                                                                                                                        可得: 

                                 
                                 E=U1+I1r,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         E=____________,r=_________. 
                                 E=U1+I2r, 


                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流


                                             I1U2-I2U1U2-U1
                                                                                              
                                                     I1-I2                     I1-I2
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
     物理 选修         第二章 恒定电流
       3-1  RJ 2.为减小误差,至少测出六组                                                                                  U      和        I    值,且变化范围要大
些,然后在                                 U•I          图中描点作图,由图线纵截距和斜率找出                                                                                                                   E、
              |ΔU|
rr=                        ,如图乙. 
               |ΔI|        


          基础知识自梳理 科学思维析要点 课后强化演练
     物理 选修3-1  RJ   第二章 恒定电流

              二、实验器材 
              待测电池一节,电流表、电压表各一个,滑动变阻器一个,
开关一个,导线若干. 


          基础知识自梳理 科学思维析要点 课后强化演练
                                                                    三、实验步骤 


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    
                                                                    1.电流表用                                                                                                                                                                                                           0.6 A                                                                                     量程,电压表用                                                                                                                                                                                                                                                                3 V                                                            量程按图连接好电


                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
路. 
                                                                    2.把滑动变阻器滑片移到使电阻最大的一端. 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                     3.                                                  闭合开关,                                                                                                                                                                                 调节变阻器,                                                                                                                                                                                                                     使电流表有明显的示数,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        记录
一组数据(I,U),填入下面的表格,用同样的方法测量几组                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      I,
U                                   值,填入表格. 
                                                                                            次数                                                                                                                                                                                                                                  1                                                                                                                          2                                                                                                                           3                                                                                                                          4                                                                                                                          5                                                                                                                           6 
                                                                                                 I(A)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              
                 物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
                                                                                           U(V)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    
                                                                     4.断开开关,整理好器材. 


                                          基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                    四、数据处理 
                                                                    1.以                                                                                               I                      为横坐标,U                                                                                                                                                                                                                 为纵坐标建立直角坐标系,根据几组

I、物理                           选修3-1  RJ           U                                  的测量数据在坐标系中描点.第二章  恒定电流                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    
                                                                    2.用直尺画一条直线,使尽量多的点落在这条直线上,不
在直线上的点,能大致均衡地分布在直线两侧. 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                          3.                                                   如                                   图                                  所示                                                                      : 


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 
                                          (1)图                                                                         线                                   与纵                                                                     轴                                   交                                  点                                   为____. 

                                          (2)图                                                                         线                                   与横                                                                     轴                                   交                                  点为                                                                               I                     短=____. 


物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
                                          (3)图                                                                         线                                   的斜                                                                     率                                   表                                  示                                            r=_____. 


                     E
                               E
                               r  
                      ΔU
                            
                       ΔI  


                         基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流


                         科学思维析要点

                                        要点精讲          易错明辨


                         基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                                                                                                                                                                                                                                           要点                                                                                1|数据处理和误差分析 
                                           1.数据处理 
                                           实验数据的处理有如下方法. 
                                           (1)根据闭合电路欧姆定律列式求解 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     I                         U                                    -I                                                             U
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       E=                                                                                          1                                     2                                                             2                                     1,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    -
物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流                                                                                                                                                                                                                                  U1=E-I1r,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           I1                                                             I2
                                           由                                            U=E-Ir,得                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             解得                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     U2=E-I2r,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           U2-U1
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       r=                                                                                                                                                                                 .
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      I1-I2                                                                                                                                                                                                   


                         基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                   (2)作图法数据处理 
                                                                   在坐标纸上以路端电压                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        U                                  为纵轴、干路电流                                                                                                                                                                                                                                                                                               I                      为横轴建立
U•I                                                                   坐标系,在坐标平面内描出各组(I,U)值所对应的点,然
后尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的点大致均匀
分布在直线两侧,如图所示: 


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
                                                                   图线与纵轴交点为电动势                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               E,图线的斜率绝对值表示电源
的内阻.                                                                                                                                     


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                   2.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                                                           图象时描点
不准确. 
                                                                   (2)系统误差 
                                                                   ①电流表相对于待测电阻(电源内阻)外接(如图                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     1                          所示) 


                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                    产生原因:由于电压表分流                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    IV,使电流表示数                                                                                                                                                                                                                                                                                                I                         小于电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      U
的输出电流                                                                                                                                                                                          I                      真.I                                                         真=I+IV,而                                                                                                                                                                                                                 IV=                                                                                                          ,U                                                                     越大,IV                                                                                                                                             越大. 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               RV
                                                                    测量值与真实值的大小比较:测量值和真实值的关系可用

图                                             2                          表示.实测的图线为                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       AB,经过                                                                                                                                                                  IV                                  修正后的图线为                                                                                                                                                                                                                                                                 A′B,
                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
可看出                                                                                                                   AB                                                        的斜率绝对值和在纵轴上的截距都小于                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  A′B,即实
测的                                                                                E                                和                                             r                      都小于真实值. 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                    ②电流表相对于待测电阻(电源内阻)内接(如图                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          3                          所示) 
                                                                    产生原因:由于电流表的分压作用,使得电压表的读数比
电源的路端电压小,电流表测得的电流等于流过电源的电流,

所以在流过电流相同的情况下,U                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 测<U                                                                                       真. 
                                                                    测量值和真实值的大小比较:依照分析可绘制出图                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        4                          图线,

可以从图线的意义得                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       E                                 测=E                                                                                    真,r                                                                           测>r                                                                           真. 


                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
      物理 选修3-1  RJ     第二章 恒定电流

                综合上述,任一种电路都存在系统误差,若电源内阻较小
时,不能采用图                                                        3      中的测量电路,尽管电动势的测量值准确,
但内阻的测量误差很大,因此要选用图                                                                                                                                    1      中的测量电路. 


            基础知识自梳理 科学思维析要点 课后强化演练
                                                                    3.注意事项 
                                                                    (1)为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些,
宜选用旧电池和内阻较大的电压表. 
                                                                    (2)电池在大电流放电时极化现象较严重,电动势                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               E                                会明显
下降,内阻                                                                                                                                                                                          r                      会明显增大,故长时间放电电流不宜超过                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      0.3 A,

                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
短时间放电电流不宜超过                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           0.5 A.因此实验中不宜将                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            I                   调得过大,
读电表的示数要快,每次读完后应立即断电. 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                    (3)当干电池的路端电                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  压变化不很                                                                                                                                                                                 明显时,作                                                                                                                                                                                 图象时,纵                                                                                                                                                                                 轴
单                                    位                                   可                                   取                                    的小                                                                      一                                   些                                    ,                                   且纵                                                                       轴                                   起                                   点                                    可不                                                                      从                                    零                                   开                                   始. 
                                                                    如                                   图                                   所                                    示                                   ,                                    此                                   时                                   图                                    线                                   与                                    纵                                   轴                                   交                                    点                                   仍                                   为                                    电                                   池                                   的                                    电                                   动                                    势                                                      E,但
图                                    线                                   与                                   横                                    轴                                   交                                   点                                    不                                   再                                   是                                    短                                   路                                    电                                   流                                   ,                                    求                                   内                                    阻                                   时                                   要                                    在                                   直                                    线                                   上                                   取                                    相                                   隔
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          ΔU
较                                    远                                   的                                   两                                    点,                                                                      用                                             r=                                                                                                             求出. 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            ΔI                                         


                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                    (4)为了提高测量的精确度,在实验中                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          I、U                                                                                           的变化范围要

大一些,计算                                                                                                                                                                                                                             E、r                                                                                 时,U1                                                                                                                和                                             U2、I1                                                                                                     和                                            I2                              的差值要大一些. 
                                                                    (5)用伏安法测电动势                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           E                                和内电阻                                                                                                                                                       r                      时,可以设计成两种电
路. 


                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                    如图所示,在实验中我们选择甲图的原因有:依据闭合电
路的欧姆定律                                                                                                                                                                                                                                   E=U+Ir,在实验中需要测路端电压                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        U                                       和电源
中的电流                                                                                                                                                                 I,可以看出,甲图中由于电压表的分流作用,使电
流表测得的不是真实的电源中的电流;乙图中由于电流表的分
压作用,电压表测得的不是真实的路端电压.这两个电路都存
在系统误差,由于电流表的电阻和电源的内阻差不多大,则乙


                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
图测量的电源内阻阻值和真实值相差太大.故电流表的分压作
用不能忽略,所以选用甲图电路较好. 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                    (6)仪器的选择 
                                                                    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,故滑动变阻器物理  选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
选择较小一点的即可. 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                                                                                                                                                                                   在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的
实验中,所用电压表和电流表的内阻分别为                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               1 kΩ                                                                                 和                                            0.1 Ω,图
1                          为实验原理图及所需器件图. 
                                                                   (1)在图                                                                                                                       1                         中画出连线,将器件按原理图连接成实物电路. 


                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         图                                                                                                                                                                     1 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                     (2)一位同学记录的                                                                                                                                                                                                                                                                                                             6                           组数据见下表,试根据这些数据在图
2                        中画出                                                                                                                   U•I                                                        图象,根据图象读出电池的电动势                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                E=________V,
求出电池的内阻                                                                                                                                                                                                                                                                     r=________Ω. 


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            图                                                                                   2 

                 物理    选修3-1  RJ                                     I(A)第二章                    恒定电流                                                                                           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 

 

                                          基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                    【解析】                                                                                                                                                                                  (1)按照实验原理图将实物图连接起来,如图甲
所示: 


                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                              图甲                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     图乙 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
           (2)根据表格数据,描点连线,如图乙所示: 
           图线与纵轴交点为电源电动势                                                             E≈1.45 V,图线与横轴交点

    物理 选修3-1  RJ 第二章 恒定电流
                                                                                                                                                ΔU
为短路电流                           I≈0.65               A,斜率的绝对值表示电源内阻                                                                     r=
                                                                                                                                                 ΔI
≈0.69 Ω. 


           【答案】                        (1)见解析图                           (2)见解析图                            1.45           0.69 


        基础知识自梳理 科学思维析要点 课后强化演练
                                                                    1.实验仪器的选取 
                                                                    测一节干电池的电动势和内电阻,电压表应选择                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      3 V                                                           量程;
一般通过干电池的电流不能过大,电池在大电流时电动势会明
显下降,内电阻                                                                                                                                                                                                                                                           r                      会明显增大,因此电流表应选择                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  0.6 A                                                                                   挡;电
池应选择废旧干电池,此时电池内阻大,路端电压变化范围大;
                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
为使滑动变阻器调节方便,滑动变阻器选择最大阻值                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     10 Ω                                                                               左右
的电阻. 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                    2.实验数据的处理 
                                                                    (1)在用                                                                                                                         U•I                                                            图象处理数据时注意坐标原点的数据,防止直

接用纵坐标值与横坐标值物理                  选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流                                                                                                                                                                                                                                                                                                          (截距)求电阻而出错.图线斜率的绝
对值为电源的内阻. 
                                                                    (2)图象中图线与                                                                                                                                                                                                                                                                    U                                  轴的交点的值为电动势. 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         (2018·湖北三校联考)利用如图甲所
示的电路可以测定一节干电池的电动势和内阻,同时也可以测

量约为几欧的定值电阻                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        R0                                        的阻值,调节滑动变阻器的滑片                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    P,

记录电流表                                                                                                                                                                                           A                                    和电压表                                                                                                                                                        V1、V2                                                                                                                的读数,根据实验数据描绘了
如图乙所示的两条                                                                                                                                                                                                                                                                                                  U•I                                                          直线.回答下列问题: 


                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
           (1)实验室中电流表有两个量程可供选择,即量程                                                                                                                  0.6 A、3 
    物理 选修3-1  RJ 第二章 恒定电流

A,滑动变阻器有两个可供选择:滑动变阻器                                                                                                           R1(15 Ω,1 A),

滑动变阻器                            R2(100 Ω,3 A),则电流表量程应该选择________;
为调节方便,滑动变阻器应该选择________. 


        基础知识自梳理 科学思维析要点 课后强化演练
                                                                   (2)关于本实验误差分析正确的是________. 

                                                                   A.电压表                                                                                                                                                                         V1                                         内阻选择尽可能大的可以减小测量干电池的

电动势和内阻产生的误差,电压表                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 V2                                               内阻选择尽可能大的可

以减小测量定值电阻                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     R0                                        产生的误差 

                                                                   B.电压表                                                                                                                                                                         V1                                         内阻选择尽可能大的可以减小测量定值电阻

R0                                          产生的误差,电压表                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          V2                                            内阻选择尽可能大的可以减小测量
干电池的电动势和内阻产生的误差 

                                                                   C.若实验中电压表                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         V1、V2                                                                                                             可视为理想电压表,选择内阻

尽可能小的电流表                                                                                                                                                                                                                                                                                                  A                                  可以减小测量定值电阻                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        R0                                       产生的误差 

                                                                   D.若实验中电压表                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         V1、V2                                                                                                             可视为理想电压表,选择内阻
                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
尽可能小的电流表                                                                                                                                                                                                                                                                                                             A                                           可以减小测量干电池的电动势和内阻产
生的误差 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                        解析:(1)分析图乙可知,电流表示数小于                                                                                                                                                                                                                        0.6 A,故电流表

量程选择                                                   0.6 A;定值电阻                                                                                     R0=2 Ω,滑动变阻器限流连接,为

便于调节,选择                                                                                       R1. 

                        (2)电压表                                                   V1              测量路端电压,电阻越大,可以减小测量干电


池的电动势和内阻产生的误差,电压表物理 选修3-1  RJ     第二章 恒定电流                                                                                                                                                                                V2              测量定值电阻两端电
                        (3)根据图乙,可以求出电源电动势                                                                                                                                                                                       E=________                                                                     V,内阻
r=________ Ω. 
压,电流表外接连接,电压表                                                                                                                                                           V2              内阻越大,可以减小测量定值

电阻                           R0             产生的误差,A                                                                                   选项正确. 


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           (3)分析图乙可知,过原点的倾斜直线为定值电阻的伏安特

性曲线,反向倾斜的直线表示电源的物理 选修3-1  RJ 第二章 恒定电流                                                                   U•I        图线,纵轴截距表示
电源电动势大小,斜率的绝对值表示内阻大小,故                                                                                                                       E=1.5 V,
r=1 Ω. 


           答案:(1)0.6 A                                    R1           (2)A              (3)1.5                1 


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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    要点                                                                                2|实验原理及方法创新 
                                                                    电学实验的基本思路是闭合电路欧姆定律,即已知电压、
电流,求解电阻,已知电压、电阻,求解电流,已知电流、电
阻,求解电压.灵活运用闭合电路欧姆定律可以快速求解. 
                                                                    测电源电动势和内阻的改进方法: 
                                                                    1.利用一个电流表和电阻箱测量,如图所示: 


                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        
                                                                    实验原理是闭合电路欧姆定律,即                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           E=IR+Ir. 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                           2.利用一个电压表和电阻箱测量,如图所示: 


物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                U
                                           实验原理是闭合电路欧姆定律,即                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   =                                                              +
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     E                                                            U                                                              Rr. 


                         基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                    3.利用伏伏法测量,如右图所示: 


                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            
                                                                    通过开关                                                                                                                                                         S                               的断开和闭合,得到两组电压值,联立求解电
源的电动势. 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                                                                                                                                                                                 利用伏安法测量干电池的电动势和内阻,现有的
器材为: 
                                                                    干电池:电动势约                                                                                                                                                                                                                                                                                                    1.5 V,符号                                                                                                                                                                                                                                                                                             
                                                                    电压表:量程                                                                                                                                                                                                                             1 V,内阻                                                                                                                                                                     998.3 Ω,符号                                                                                                                                                                                                                                                              
                                                                    电流表:量程为                                                                                                                                                                                                                                                                1 A,符号Ⓐ 

                                                                    滑动变阻器:最大阻值                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          10 Ω,符号                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

                                                                    电阻箱:最大阻值                                                                                                                                                                                                                                                                                                    99 999.9 Ω,符号                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   

                         物理    选修3-1  RJ                            单刀单掷开关第二章                           恒定电流                                                                                                                                                                                           1                          个,符号                                                                                                                                                                                                                                                                                         
                                                                    导线若干 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                    (1)设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方
框内.要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负. 


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              


                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流
                                                                    (2)为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程
应扩大为原量程的________倍,电阻箱的阻值应为________ Ω. 


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                    【解析】                                                                                                                                      (1)电源电动势为                                                                                                                                                                                                      1.5 V,而电压表最大量程为                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           1 
V,需将电压表扩大量程再用,故电压表应与电阻箱串联使用,
设计电路如图所示. 


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    
                                                    (2)为保证实验精确度,应将电压表量程扩大为                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       2  V,即原

                   物理   选修3-1  RJ                                        第二章    恒定电流
                                                                                                                                                                             U                                                                           2U
来的                                                             2                    倍,由                                                                                                                =                                                                                                         可知,R=RV=998.3 Ω. 
                                                                                                                                                                        RV                                                         RV+R


                                                    【答案】                                                                                                                                        (1)如解析中图所示                                                                                                                                                                                                                                                      (2)2                                                                      998.3 

                                      基础知识自梳理         科学思维析要点        课后强化演练
      物理 选修3-1  RJ     第二章 恒定电流

                本实验利用伏安法测电动势和内阻,但在电压表或电流表
量程不满足测量要求时,需创新设计实验,将电压表或电流表
扩大量程,其基本原理仍是闭合电路欧姆定律. 


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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     某同学为了测量一节电池的电动势和
内阻,从实验室找到以下器材:一个满偏电流为                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 100 μA、内阻
为                                            2 500 Ω                                                                                                                         的表头,一个开关,两个电阻箱(0~999.9 Ω)和若干
导线. 


                         物理    选修3-1  RJ                                                        第二章     恒定电流

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                


                                                  基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
                                                                     (1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为
50 mA                                                                                                           的电流表,则应将表头与电阻箱________(选填“串联”
或“并联”),并将该电阻箱阻值调为________Ω. 
                                                                     (2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行
测量,实验电路如图                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        1                           所示,通过改变电阻                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        R                                测相应的电流                                                                                                                                                                                                                                 I,
且作相关计算后一并记录如表: 
                                                                                                                                                                                                                                                                    1                                                                                                                                      2                                                                                                                                     3                                                                                                                                     4                                                                                                                                     5                                                                                                                                     6 
                                                          R(Ω)                                                                                                                                                                               95.0                                                                                                                                   75.0                                                                                                                                  55.0                                                                                                                                  45.0                                                                                                                                  35.0                                                                                                                                  25.0 

                 物理    选修3-1  RJ                 I(mA)第二章                                       恒定电流                                                                                                                                         15.0                                                                                                                                   18.7                                                                                                                                  24.8                                                                                                                                  29.5                                                                                                                                  36.0                                                                                                                                  48.0 
                                                    IR(V)                                                                                                                                                                                    1.42                                                                                                                                   1.40                                                                                                                                  1.36                                                                                                                                  1.33                                                                                                                                  1.26                                                                                                                                  1.20 

 

                                          基础知识自梳理             科学思维析要点              课后强化演练
            ①根据表中数据,图                                              2    中已描绘出四个点,请将第                                                             5、6          两

组数据也描绘在图物理 选修3-1  RJ 解析:第二章 恒定电流 (1)表头改装成大量程的电流表2      中,并画出                           IR•I        图线;需要并联电阻,扩大 
            ②根据图线可得电池的电动势500 mA                                                              E     是________V,内阻R                                         r   是
倍数            n=                           =500             倍.则并联电阻箱的阻值为                                                             R=               g    ≈5 
________Ω.100                     μA                                                                                                           n-1
                                                                                            I    R
     ,其中改装后电流表的内阻                                                                     =        g     g=
Ω                                                                               RA              I            5.0 Ω. 


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                                                   (2)①根据表中数据,做出                                                                                                                                                                                                                                                                                                               5、6                                                          两点,描点连线如图所示: 


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

                                                   ②根据闭合电路欧姆定律得,E=IR+I(r+RA),解得                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              IR


                   物理   选修3-1  RJ                                        第二章    恒定电流
=E-I(r+RA),图象的纵轴截距表示电动势                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      E=1.53 V,斜率

k=r+RA=7 Ω,电池的内阻                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    r=2.0 Ω. 


                                                    答案:(1)并联                                                                                                                                                                                                5.0                                                            (2)①见解析                                                                                                                                                                     ②1.53                                                                                                    2.0 
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                     按ESC退出
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