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首页 2018高考物理异构异模复习考案撬分法课件:专题十二 实验与探究 12-2-9

上饶市第四届人民代表大会第二次会议 副秘书长

2018高考物理异构异模复习考案撬分法课件:专题十二 实验与探究…

用户141575 2018-10-19 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报
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简介:本文档为《2018高考物理异构异模复习考案撬分法课件:专题十二 实验与探究 12-2-9 ppt》,可适用于小学教育领域,主题内容包含高考物理点击观看考点视频撬点基础点重难点基础点实验电路图与实物连接图.实验目的()测定电源的电动势和内阻。()加深对闭合电路欧姆定律的理解。.实验原符等。

高考物理点击观看考点视频撬点基础点重难点基础点实验电路图与实物连接图.实验目的()测定电源的电动势和内阻。()加深对闭合电路欧姆定律的理解。.实验原理()实验依据:闭合电路欧姆定律。()E和r的求解:由U=E-Ir得eqblc{rc(avsalco(U=E-Ir,U=E-Ir))解得E、r。()用作图法处理数据如下图所示。图线与纵轴交点为E图线与横轴交点为I短=eqf(E,r)图线的斜率表示r=eqblc|rc|(avsalco(f(ΔU,ΔI)))。.实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。.基本操作()电流表用A的量程电压表用V的量程按实验原理图连接好电路。()把变阻器的滑片移到使阻值最大的一端。()闭合开关调节变阻器使电流表有明显示数并记录一组数据(I、U)。用同样的方法再测量几组I、U值填入表格中。()断开开关拆除电路整理好器材。重难点一、数据处理设计表格将测得的六组U、I值填入表格中。第组第组第组第组第组第组UVIA方法一:列方程组计算求解。()联立六组对应的U、I数据数据满足关系式U=E-Ir、U=E-Ir、U=E-Ir…()让第式和第式联立方程第式和第式联立方程第式和第式联立方程这样解得三组E、r取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小。方法二:图象法处理数据。()在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立UI坐标系。()在坐标平面内描出各组(IU)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。()直线与纵轴交点的纵坐标值即为电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)直线斜率的绝对值即为电池的内阻r的大小即r=eqblc|rc|(avsalco(f(ΔU,ΔI)))。二、误差分析.偶然误差()由于读数不准和电表线性不良引起误差。()用图象法求E和r时由于作图不准确造成误差。()测量过程中通电时间过长或电流过大都会引起E、r变化。.系统误差由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差。()如图甲所示在理论上E=U+(IV+IA)r其中电压表示数U是准确的电源两端电压。而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差而且电压表示数越大IV越大。结论:当电压表示数为零时IV=IA=I短短路电流测量值=真实值E测<E真因为r测=eqf(E测,I短)所以r测<r真。从电路的角度看电压表应看成内电路的一部分故实际测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势(r测和E测)如图乙所示因为电压表和电池并联所以r测小于电池内阻r真因为外电阻R断开时a、b两点间电压Uab等于电动势E测此时电源与电压表构成回路所以Uab<E真即E测<E真。()若采用如图丙所示的电路IA为电源电流真实值理论上有E=U+UA+IAr其中UA不可知而造成误差而且电流表示数越大UA越大当电流为零时UA=电压为准确值等于E。结论:E为真实值I短测<I短真因为r测=eqf(E,I短测)所以r测>r真r测为r真和RA的串联值由于通常情况下电池的内阻较小所以这时r测的测量误差非常大。三、注意事项.为了使电池的路端电压变化明显电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)。.在实验时电流不能过大通电时间不能太长以免对E与r产生较大影响。.要测出不少于组的(IU)数据且变化范围要大些然后用方程组求解并求平均值。.画UI图线时由于读数的偶然误差描出的点不在一条直线上在作图时应使图线通过尽可能多的点并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧个别偏离直线太远的点可舍去。这样就可使偶然误差得到部分抵消从而提高精确度。.由于干电池的内阻较小路端电压U的变化也较小这时画UI图线时纵轴的刻度可以不从零开始而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)但这时图线在横轴的截距不再是短路电流而在纵轴的截距仍为电源电动势图线斜率的绝对值仍为电源的内阻。四、测定电源的电动势和内阻的其他几种方法.安阻法:用一个电流表和电阻箱测量电路如图所示测量原理为:E=I(R+r)E=I(R+r)由此可求出E和r此种方法使测得的电动势无偏差但内阻偏大。.伏阻法:用一个电压表和电阻箱测量电路如图所示测量原理为:E=U+eqf(U,R)rE=U+eqf(U,R)r由此可求出r和E此种方法测得的电动势和内阻均偏小。.伏伏法:用两个电压表可测得电源的电动势电路如图所示。测量方法为:断开S测得V、V的示数分别为U、U此时E=U+U+eqf(U,RV)rRV为V的内阻再闭合SV的示数为U′此时E=U′+eqf(U′,RV)r解方程组可求得E、r。.粗测法:用一只电压表粗测电动势直接将电压表接在电源两端所测值近似认为是电源的电动势此时U=eqf(ERV,RV+r)E需满足RVr。撬法命题法解题法 考法综述 本实验的数据处理和误差分析是本实验训练的重点也是难点。在高考中有图象和函数解析式相结合的趋势在今后的高考中仍会坚持这一方向这也体现出了用数学手段解决物理问题的一种思路。所以在复习本实验中应重点掌握:种方法数据处理的两种方法种分析偶然误差与系统误差的分析种思路数学手段解决物理问题的思路命题法 实验的原理与设计典例  有一节干电池电动势大约为V内电阻约为Ω某实验小组的同学们为了比较准确地测出该电池的电动势和内电阻他们在老师的支持下得到了以下器材:A.电压表V(V,kΩ)B.电流表G(量程mA内阻Rg=Ω)C.电流表A(量程A内阻约为Ω)D.滑动变阻器R(~ΩA)E.滑动变阻器R(~ΩA)F.定值电阻R=ΩG.开关S和导线若干。()为了能准确地进行测量同时为了操作方便实验中应选用的滑动变阻器是。(填写器材编号)()请在虚线框内画出他们采用的实验原理图。(标注所选择的器材符号)()该小组根据实验设计的原理图测得的数据如下表为了采用图象法分析处理数据请你在如图所示的坐标纸上选择合理的标度作出相应的图线。序号电流表G(ImA)电流表A(IA)()()见解析()根据图线求出电源的电动势E=V(保留三位有效数字)电源的内阻r=Ω(保留两位有效数字)。(~)(~)解析 ()该实验中干路电流不宜太小因此滑动变阻器应选D。()因所给电压表量程偏大无法使用但可利用电流表G和定值电阻串联改装电压表则电路图如图所示。()将所测各组数据在II坐标系中描点并通过这些点作图象如图所示。()根据闭合电路欧姆定律E=I(Rg+R)+(I+I)r变换得I=eqf(,Rg+R+r)E-eqf(r,Rg+R+r)I图象在纵轴的截距mA=eqf(,Rg+R+r)E斜率约为--=-eqf(r,Rg+R+r)联立解得EVrΩ。【解题法】 测电源电动势和内阻实验设计思路命题法 实验的数据处理与仪器选择典例  利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。()应该选择的实验电路是下图中的(选填“甲”或“乙”)。甲()现有电流表(~A)、开关和导线若干以及以下器材:A.电压表(~V)B.电压表(~V)C.滑动变阻器(~Ω)D.滑动变阻器(~Ω)实验中电压表应选用滑动变阻器应选用。(选填相应器材前的字母)()某位同学记录的组数据如下表所示其中组数据的对应点已经标在图的坐标纸上请标出余下一组数据的对应点并画出UI图线。序号电压UV电流IABC()根据()中所画图线可得出干电池的电动势E=V内电阻r=Ω。()实验中随着滑动变阻器滑片的移动电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。下列各示意图中正确反映PU关系的是。答案()如图所示(~)(~)解析 ()电流表内阻与电池内阻相差不多如果用乙图误差较大应选用甲图。()一节干电池的电动势为V左右故电压表应选用量程较小的B干电池的内电阻一般只有零点几欧或几欧为调节方便滑动变阻器应选用总阻值与之相差较小的C。()由U=E-Ir知UI图线在U轴上的截距表示E、斜率的绝对值表示r由图线可得E=Vr=Ω。()由P=IU=eqf(E-U,r)U=eqf(,r)(UE-U)可知PU图线是一条开口向下的抛物线故选C。【解题法】 测量电源电动势和内阻的关键()在测量电源电动势和内阻的实验中题目的设置因所给仪器的不同而多种多样但其原理都是利用闭合电路的欧姆定律。()因试题的多样性要求画出多种相关两个物理量间的关系图象并由图象求出电动势和内阻处理该类问题时首先根据闭合电路的欧姆定律推导出相关量的函数关系确定斜率、截距的含义然后对应图象的斜率、截距列式解出结果。命题法 实验的迁移、拓展与创新典例  小华、小刚共同设计了图甲所示的实验电路电路中的各个器材元件的参数为:电池组(电动势约V内阻r约Ω)、电流表(量程A内阻rA=Ω)、电阻箱R(~Ω)、滑动变阻器R(~Rx)、开关三个及导线若干。他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R接入电路的阻值。()小华先利用该电路准确地测出了R接入电路的阻值。他的主要操作步骤是:先将滑动变阻器滑片调到某位置接着闭合S、S断开S读出电流表的示数I再闭合S、S断开S调节电阻箱的电阻值为Ω时电流表的示数也为I。此时滑动变阻器接入电路的阻值为Ω。()小刚接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻。他的实验步骤为:a.在闭合开关前调节电阻R或R至(选填“最大值”或“最小值”)之后闭合开关S再闭合(选填“S”或“S”)b.调节电阻(选填“R”或“R”)得到一系列电阻值R和电流I的数据c.断开开关整理实验仪器。最大值SR图乙是他由实验数据绘出的eqf(,I)R图象图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表电源电动势E=V内阻r=Ω。(计算结果保留位有效数字)。电源内阻和电流表的内阻之和(或r+rA)解析 ()本小题就是替代法测电阻电阻箱的读数即是滑动变阻器的电阻即电阻为Ω。()为保护电路先要把可变电阻调到最大值因为最后要画出图象所以必须要知道电阻的阻值所以要用到电阻箱这个支路所以接下来要闭合S调节电阻R。由闭合电路欧姆定律E=IR+IrA+Ir可得eqf(,I)=eqf(,E)R+eqf(r+rA,E)所以纵截距表示内阻和电流表的内阻之和与电动势的比值图象斜率表示电动势的倒数所以图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表电源内阻和电流表的内阻之和。图象斜率为eqf(,)所以电动势为V纵截距为则内阻和电流表的内阻之和为Ω所以电源内阻为Ω。【解题法】 测电源的电动势和内阻的三种常用方案的对比不管选择哪种实验方案其基本的原理和方法都是相通的都紧紧围绕着原有学生实验(伏安法)的设计思想只是局部有所改进和创新。所以熟练掌握基本的学生实验的原理和方法是解答设计型实验的前提和基础。撬题对点题必刷题****

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