实验测定电源的电动势和内阻(含答案)

实验九测定电源的电动势和内阻八、实验改进测电源的电动势和内电阻的其他几种方法1．用一个电流表和电阻箱测量，电路如图5所示，测量原理为：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋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．图52．用一个电压表和电阻箱测量，电路如图6所示，测量原理为：E＝U1＋U1R1r，E＝U2＋U2R2r.由此可求出r和E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小．图63．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＝ERVRV＋r≈E，需满足RV≫r.4．用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图7所示．测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，E＝U1＋U2＋U1RVr,RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示数为U1′,此时E＝U1′＋U1′RVr，解方程组可求得E.记忆口诀A表V表测电源，A表内接莫记反.测得数据六七组，联立方程求解慢.U为纵轴I为横，描点连线为重点.两轴截距和斜率，搞清意义实验完.V表分流存误差，E、r偏小图可鉴.两个电阻和A表，准确测E不算难.考点一对实验的理解与应用例1(2010·广东理综·34(2))某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图8(a)．①在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．②请完成下列主要实验步骤：A．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图(c)所示，读得电阻值是________；B．将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V；C．将开关S2________，电压表的示数是1.16V；断开开关S1.③使用测得的数据，计算出干电池的内阻是______(计算结果保留两位有效数字)．④由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________(填“大”或“小”)．考点二测电动势和内阻的其他方法例2某研究性学习小组采用如图9所示的电路测量某干电池的电动势E和内阻r，R为电阻箱，V为理想电压表，其量程略大于电池的电动势．实验中通过多次改变电阻箱的阻值R，从电压表上读出相应的示数U，该小组同学发现U与R不成线性关系，于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示.序号12345671R(Ω－1)0.10.40.51.02.02.55.01U(V－1)0.360.440.430.600.871.001.58回答下列问题：(1)根据表中的数据和实验原理，你认为第______(填序号)组数据是错误的，原因是________________________________________________________________________.(2)根据实验数据，请在图10所给的坐标系中绘出1U－1R关系图线．图10(3)由图线可知，该干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(保留两位有效数字)实物图连接的技巧实物图连接是一类考查学生实验技能和操作能力较为有效的题型，连线前一定要画出实验电路图，然后按图连线，且必须注意以下几点：(1)连线不能交叉；(2)必须把线接在接线柱上；(3)电流应从电表正接线柱流入，从负接线柱流出；(4)变阻器应处在有效控制状态．在实际操作中，画电路图时，各元件的相对位置应尽量与实物图相吻合；连实物图时，应先串后并，先连控制电路后连测量电路．要特别注意变阻器的分压连接，把变阻器的全电阻、开关、电源连成干路，取变阻器的部分电阻与测量电路并联即可．例3图11是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和电流表A1内阻r1之和为10000Ω(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多)，A2为理想电流表．(1)按电路原理图在图12虚线框内各实物图之间画出连线．图12(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至________(填“a端”、“中央”或“b端”)．(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为I1/mA0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2/mA48040032023214068在图13所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1—I2曲线．图13(4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流I短＝________A.例4(2010·江苏卷·10)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图14所示的实物电路．图14(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________．(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10Ω的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________．(选填“1”或“2”)方案编号电阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0(3)根据实验数据描点，绘出的1U－R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在1U坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝_______，内阻r＝______.(用k、b和R0表示)答案(1)最大值(2)2(3)1kR0bk－R01.某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20Ω，连接电路的实物图如图15所示．该学生接线中错误的和不规范的做法是()A．滑动变阻器不起变阻作用B．电流表接线有错C．电压表量程选用不当D．电压表接线不妥2．用如图16所示电路测量干电池的电动势和内阻(电动势约为1.5V，内阻约0.5Ω，允许通过的最大电流为0.6A)．图中电压表的量程为2.0V，内阻3000Ω；电流表的量程为0.10A，内阻为5.0Ω.除被测电池、开关和导线外，还有如下器材：A．滑动变阻器：阻值范围0～10ΩB．滑动变阻器：阻值范围0～100ΩC．定值电阻：阻值为1ΩD．定值电阻：阻值为100Ω(1)为了满足实验要求并保证实验的精确度，R2应选阻值为________Ω的定值电阻；为便于调节，图中R1应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器．(2)实验中，当电流表读数为0.10A时，电压表读数为1.16V；当电流表读数为0.05A时，电压表读数为1.28V．则可以求出E＝________V，r＝________Ω.3．某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材：A．待测干电池E(电动势约为1.5V，内阻约为1Ω)B．电流表G(满偏电流3.0mA，内阻为100Ω)C．电流表A(量程0～0.6A，内阻约为1Ω)D．滑动变阻器R1(0～10Ω，额定电流为2A)E．滑动变阻器R2(0～1kΩ，额定电流为1A)F．定值电阻R0(阻值为900Ω)G．开关一个，导线若干(1)为了能比较准确地进行测量，同时还要考虑操作的方便，实验中滑动变阻器应选________．(2)根据题意在图17中画出该实验所需要的电路图．图17(3)根据电路图，将实物图18连接起来，组成完整的电路．图18(4)如图19所示，是某同学根据正确的实验得到的数据作出的图线，其中纵坐标I1为电流表G的示数，横坐标I2为电流表A的示数，由图可知，被测干电池的电动势为______V，内电阻为________Ω(保留两位有效数字)4．要测定某电源的电动势和内电阻，某同学按如图20所示的电路图连接好电路并进行如下操作：(1)闭合开关S1，多次调节电阻箱的阻值，并记录下每次的电阻值R及对应的电流表A的示数I(电流表的内阻很小，可忽略不计)；(2)根据数据，作出图象1I－R，如图21所示，则根据图象可以求出：电源电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.图215．实验室给出下列器材，请你完成一节干电池电动势和内阻的测定．A．一节待测干电池(内阻大于2Ω)B．电流表，量程0.6A，内阻5Ω左右C．电流表，量程1.5A，内阻0.5Ω左右D．电压表，量程2.0V，内阻5kΩ左右E．滑动变阻器，最大阻值为100ΩF．滑动变阻器，最大阻值为10ΩG．电键一只、导线若干(1)该实验所需器材________(填器材前面字母)；(2)请画出该实验电路图；(3)下表列出了某组同学测得的实验数据，其中有一组数据不符合读数要求，请将该组数据的序号填在横线上______；组序123456U(V)1.371.321.241.201.101.05I(A)0.120.20.310.420.500.57(4)根据表中数据，作出U－I图线(如图22)，并根据图线计算被测电池的电动势为________V，内阻为________Ω.答案课堂探究例1①连线如图所示②20Ω闭合③0.69Ω④小例2(1)3随电阻的减小路端电压应逐渐减小(2)根据给定的各组1R、1U值在坐标上描出位置，然后依据这些位置作出1U－1R图线，如图所示．(3)2.90.71例3(1)实物连接如图所示(2)b端(3)作I1－I2图象如图所示(4)1.49(1.48～1.50)0.60(0.55～0.65)(5)2.5(2.3～2.7)例4(1)最大值(2)2(3)1kR0bk－R0随堂训练1．ABD2．(1)10～10(2)1.40.43．(1)D(2)如图所示(3)如图所示(4)1.4(1.38～1.42均可)0.67(0.66～0.68均可)4．245．(1)ABDFG(2)如图所示(3)2(4)如图所示1.46(1.45～1.47均对)0.73(0.70～0.75均对)