《测定电源的电动势和内电阻》试题精选

《电学实验》专题复习晓红物理工作室1《测定电源的电动势和内电阻》试题精选1、某同学采用如图1所示的电路测定电池电动势和内电阻，已知干电池的电动势为1.5V左右．内阻约为1Ω左右，电压表(0～3V,3kΩ)，电流表(0～0.6A,1.0Ω)，滑动变阻器有R1(0～10Ω，2A)和R2(0～100Ω，0.1A)各一只．(1)在实验中滑动变阻器应选用________________(填“R1”或“R2”)．(2)在图2中用笔画线代替导线连接实验电路．(3)这位同学测量时记录了5组数据，并将数据填入了下面表格中．请你根据这些数据在坐标纸上画出U－I图线．根据图线求出电池的电动势E约为____________V，内阻r约为____________Ω.次数12345I/A0.150.250.360.450.56U/V1.401.351.301.251.20解析：(1)R2允许通过的最大电流为0.1A，不能满足实验的要求．再者为了实验中便于调节．滑动变阻器应选R2；(2)实物连接图如图所示：(3)根据实验数据画出的U－I图线如图所示．从图中可以看出．图线与纵轴的交点坐标约为1.47V.即电池的电动势约为1.47V，求得图线斜率约为0.47，即电池的内阻约为0.47Ω.《电学实验》专题复习晓红物理工作室22、在做测干电池电动势和内阻的实验时，备有下列器材可供选用：A.干电池一节(电动势约为1.5V)B.直流电流表(量程0～0.6～3A,0.6A挡内阻为0.10Ω，3A档内阻为0.025Ω)C.直流电压表(量程为0～3～15V,3V挡内阻为5kΩ，15V档内阻为25kΩ)D.滑动变阻器(阻值范围0～15Ω，允许最大电流为1A)E.滑动变阻器(阻值范围0～1000Ω，允许最大电流为0.5A)F.开关G.导线若干H.电池夹(1)将选定的器材按本实验要求的电路(系统误差较小)，将如图所示的实物图连线．(2)图示电流表指针停在如图①所示位置，量程取0.6A挡时读数为____________；量程取3A挡时读数为__________．电压表指针停在如图②所示位置，量程取3V挡时读数为____________；量程取15V挡时读数为__________．(3)根据实验记录画出的U－I图象如图所示，可得待测干电池的内电阻r为________Ω.(4)按本实验测出的E测和r测与真实值比较，即E测__________E真，r测__________r真．(填“”、“”或“＝”)．答案：(1)连线如图(2)0.30A1.50A0.45V2.25V(3)1.17Ω(4)解析：(1)首先是选择仪器，只有一节干电池，故电压表选C(0～3V)，实验中只要不造成短路现象，电流控制在0.6A内，电流表量程应选B中的0～0.6A.由以上知，滑动变阻器宜选D(0～15Ω)，还要用开关(F)，导线(G)和电池夹(H)．其次是电路选择，题目要求系统误差较小，应采用如图所示电路、器材和电路选定后，剩下的工作就是连接线路．(2)电流表取0.6A量程时，读数为0.30A(指针超过半刻度，按1个刻度数读出)；0～3A量程时，应读为1.50A，电压表取0～3V量程时，读数为0.45V；取0～15V量程时，读数为2.25V.(3)由图线知，E＝1.5V，电流I＝0.6A所以r＝ΔUΔI＝1.5－0.80.6Ω＝1.17Ω(4)由电路图知，E测E真；r测r真《电学实验》专题复习晓红物理工作室33、创新实验设计(1).利用电阻箱测电源的电动势E和内阻r例在测电源的电动势和内阻的实验中，除了用电压表和电流表进行测量外，应用电阻箱和电流表或电压表进行测量也是常见的实验方法．请画出利用电阻箱测量电源的电动势和内阻的实验电路图，并简述实验原理及方法．解析：利用电阻箱并配合电流表或电压表来测量电源的电动势和内阻一般有如下的两种方法：方法一用电阻箱、电流表测定(1)实验电路如图所示(2)实验原理：改变电阻箱的阻值，记录R与I，应用E＝I1(R1＋r)E＝I2(R2＋r)，求出E、r，为了准确，可多测几组数据．求出E、r各自的平均值．方法二用电阻箱、电压表测定(1)实验电路如下图所示(2)实验原理：改变电阻箱的阻值，记录R与U，应用E＝U1＋U1R1rE＝U2＋U2R2r多测几组数据分别求出几组E、r的值，再利用平均法求出E、r，即为测量值．(2).利用电压表测电源的电动势例有两只电压表A和B，量程已知，内阻不知．另有一干电池，它的内阻不能忽略，但大小未知．只有这两只电压表、开关和一些连接导线，要求通过测量计算出干电池的电动势(已知电动势不超过电压表的量程)．(1)画出测量时所用的电路图．(2)以测量的量为已知量，导出计算电动势的表达式答案：(1)见解析图(2)E＝UAUBUA－U′A解析：(1)测量时所用电路图如下图甲、乙所示．(2)将任一只电压表(如表A)与电源连通，记下电压表所示的电压值UA，再将两只电压表与电源串联，记下每只电压表所示的电压值，设为U′A、UB.设表A的内阻为RA，表B的内阻为RB，电源内阻为r，电动势为E，由闭合电路欧姆定律得E＝UA＋UARArE＝U′A＋UB＋U′ARAr解得E＝UAUBUA－U′A.《电学实验》专题复习晓红物理工作室44.某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按图甲所示电路进行实验，测得的数据如下表所示．实验次数12345R(Ω)4.010.016.022.028.0I(A)1.000.500.340.250.201/I(A－1)1.02.03.04.05.0(1)若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作____________________(选填“R－I”或“R－1I”)图象；(2)利用测得的数据在图乙中坐标纸上画适当的图象；(3)由图象可知，该电池的电动势E＝______________V，内阻r＝____________Ω；(4)利用实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，理论上E测__________E真，r测________________r真(选填“＜”、“＞”或“＝”)．答案：(1)R－1I(2)图象见解析(3)6.02.0(4)＝解析：(1)由I＝ER＋r得，R＝E·1I－r，R－I图象是曲线，不便于进行数据分析，R－1I图象是直线，便于进行数据分析，误差较小，故应作R－1I图象．(2)图象如图所示(3)由图象可知图象的斜率等于电动势E＝6.0V，R轴上截距的绝对值＝电池内阻r＝2.0Ω.(4)从理论上分析，应该考虑电流表的内阻，E测＝E真，r测r真．5.测量电源B的电动势E及内阻r(E约为4.5V，r约为1.5Ω)．器材：量程3V的理想电压表，量程0.5A的电流表Ⓐ(具有一定内阻)，固定电阻R＝4Ω，滑动变阻器R′，电键K，导线若干．(1)画出实验电路原理图．图中各元件需用题目中给出的符号字母标出．(2)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2.则可以求出E＝______，r＝______.(用I1、I2、U1、U2及R表示)解析：(1)实验电路原理图如图所示，由于电流表量程较小，R串入电路可起保护作用．(2)E＝I1U2－I2U1I1－I2，r＝U2－U1I1－I2－R《电学实验》专题复习晓红物理工作室56、在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A.待测的干电池(电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω)B.电流表G(满偏电流3mA，内阻Rg＝10Ω)C.电流表A(0～0.6A，内阻0.1Ω)D.滑动变阻器R1(0～20Ω，10A)E.滑动变阻器R2(0～200Ω，1A)F.定值电阻R0(990Ω)G.开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的(a)、(b)两个参考实验电路，其中合理的是__________图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________(填写器材前的字母代号)．(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，则由图线可以得被测电池的电动势E＝__________V，内阻r＝__________Ω.答案：(1)(b)D或R1(2)(1.48±0.02)0.77(0.75～0.80)7.某同学利用如图甲所示电路测定电源电动势和内阻，实验中电表内阻对实验结果的影响很小，均可以忽略不计．闭合电键S后，变阻器的滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流变化情况分别如图乙中的直线a、b所示．(1)将实物图中未连接的部分元件，按电路图连接成实验电路；(2)通过分析可知，图乙中直线____________(填a或b)表示电压表示数与电流表Ⓐ示数变化的关系；(3)根据U—I图象中坐标轴表示的数据，可求出电源电动势E＝________，内阻r＝____________.答案：(1)如图所示．(2)a(3)U1I2－U2I1I2－I1U1－U2I2－I1解析：(1)先连接主干电路，然后将电压表并联在合适处．(2)电压表测量的是电源路端电压，图乙中直线a表示的是电源路端电压随电源输出电流变化的关系；电压表测量的是电阻R两端的电压，图乙中直线b表示的是电阻R两端电压随电流变化的关系．(3)由闭合电路欧姆定律可得E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r，两式联立消去r解得电源电动势E＝U1I2－U2I1I2－I1.电源路端电压随电源输出电流变化的关系图的斜率的绝对值表示电源内阻，所以r＝U1－U2I2－I1.《电学实验》专题复习晓红物理工作室68.某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2Ω的保护电阻R0，实验电路如图实甲所示，请回答下列问题：(1)按电路原理图甲连接实物电路图乙．(2)连好电路后，该同学开始实验，闭合开关S后，他发现电流表的示数为零，电压表的示数不为零，他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b和b、c及d、e时，示数均为零，把两表笔接c、d时，其示数与电压表示数相同，检查各接线柱均未接错，且接触良好，各接线之间也未发生短路，由此可推断故障原因应是______________________________________________(3)排除故障后，该同学顺利完成实验，测得下列五组数据：12345U/V1.601.401.201.000.80I/A0.130.200.270.330.40根据数据在图中坐标上画出U－I图象，并求出该电池电动势E＝__________________V，r＝______________Ω.(4)考虑电表本身电阻对测量结果的影响，分析造成本实验系统误差的原因是：____________________.答案：(1)实线连接见解析(2)滑动变阻器断路(3)1.970.91(4)电压表的分流解析：(1)如图所示(2)闭合开关S后，发现电压表的示数不为零，多用电表接cd之间时，其示数与电压表相同，说明电压表与电源之间、多用电表与电源之间形成闭合回路d—e—a—b—c处均不断路；又电流表的示数为零，不是短路故障，只能是滑动变阻器断路．(3)电源的U－I图象如图所示：从图象上取两点如U1＝1.80V，I1＝0.06A，U2＝1.48V，I2＝0.17A，利用全电路欧姆定律可得，E＝1.97V，r＝0.91Ω.(4)在本实验中，由于电压表的分流作用，所以通过电源的电流大于电流表的示数，所以产生系统误差的原因是电压表的分流.《电学实验》专题复习晓红物理工作室79（2012上海普陀期末测试）（．(8分)如图所示，在实验室里小王同学用电流传感器和电压传感器等实验器材测干电池的电动势和内电阻。改变电路的外电阻R，通过电压传感器和电流传感器测量不同阻值下电源的端电压和电流，输入计算机，自动生成U−I图线,如图（1）