测定电源的电动势和内电阻ppt

测定电源的电动势和内电阻庞留根吕叔湘中学2007年7月@yahoo.com.cn实验原理实验步骤注意事项2007年理综宁夏卷22(2)2007年高考江苏卷907年上海虹口区教学质量检测三1407年1月广东省汕尾市调研测试1207届广东惠州市第二次调研考试12（2）伏安法测电动势和内阻实验中测量值和真实值的比较07年1月山东潍坊市期末统考12江苏省如东高级中学07年2月期末试卷132007年理综四川卷22(2)广东茂名市2007年第一次模考1207年苏锡常镇四市一模1307年广东普宁市华侨中学三模卷14测定电源的电动势和内电阻实验原理:实验目的:测定电池的电动势和内电阻。如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。AVRSEr图1此外，还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出U-I图象(如图2)所得直线跟纵轴的交点即为电动势E值,图线斜率的绝对值即为内电阻r的值.OI/AU/VI短E图2实验器材:待测电池，电压表(0-3V),电流表（0-0.6A），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。实验步骤:1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。4．打开电键，整理好器材。5．处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。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，可选用已使用过一段时间的1号干电池。2．干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。3．要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值再平均。4．在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。5．干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I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）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻，这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。2007年理综宁夏卷22(2)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。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。22⑵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：电动势约为1.5V，符号电压表：量程1V,内阻998.3Ω,符号电流表：量程1A，符号滑动变阻器：最大阻值10Ω,符号电阻箱：最大阻值99999.9,Ω,符号单刀单掷开关1个，符号，导线若干AVErSAV2998.32007年高考江苏卷99、某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表的量程为0.6A，内阻约0.1Ω；电压表的量程为3V，内阻约6kΩ；为小量程电流表；电源电动势约3V，内阻较小，下列电路中正确的是()AVG(D)GVA(B)(A)VA(C)VA测定一段电阻丝(约5Ω)的电阻测定电源的电动势和内电阻(约3Ω)测定小灯泡(额定电压为2.5V)的伏安特性曲线测定电流表内阻解：图C电压不能从0测起，C错图D中与G表并联的电阻应为电阻箱，D错AB07年上海虹口区教学质量检测三1414.(5分)用电流表和电压表测电源的电动势和内电阻。(1)在下面方框中完成所需电路。(2)右图所示是根据两个电源的测量数据绘制的图线.由图可知：图线与电压U轴的交点表示；电源Ⅰ的内电阻电源Ⅱ的内电阻（填“大于、小于或等于”）。(3)图中两直线Ⅰ、Ⅱ的交点表示两个电路中相等OI/AU/VⅠⅡ解：(1)电路图如图示：电源的电动势小于（3）交点表示外电压、电路中电流强度、外电路消耗电功率和外电路电阻相等AV07年1月广东省汕尾市调研测试1212、（10分）利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，研究设计测量一个电池组的电动势和内阻。根据上面实验器材：（1）简略写出实验方案；（2）画出实验电路图，并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。（3）用记录的实验数据（用符号代替数据）,写出电动势和内阻的表达式。176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10K×100K×1K176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10K×100K×1K解:（1）用电阻箱代替了电流表。由于电压可测，由电压、电阻就可以算出电流。实验方法：改变电阻箱阻值，读出两组外电阻和对应的路端电压值R1、U1、R2、U2，根据闭合电路欧姆定律列出两种情况下的方程，，解这个方程组可得E和r。rRUUE,rRUUE222111（2）电路图见右图所示；V21122121211221213RURURRUUr,RURUUURRE)(07届广东惠州市第二次调研考试12（2）②含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，a、b是等效电源的两极。为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路，调节变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了U-I坐标，根据实验数据画出了坐标点，如图丙所示。请你作进一步处理，并由图求出等效电源的电动势E=V，内阻r=Ω。乙VAab③由于电压表和电流表的内阻,会产生系统误差,则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比，测得的内阻与实际值相比（填“偏大”、“偏小”和“相同”）。1.4U/V1.01.11.21.301.50.10.20.30.40.50.60.7I/A丙1.45（±0.02）0.73（±0.02）偏小偏小解见下页伏安法测电动势和内阻实验中测量值和真实值的比较：VA安培表内接在并联电路之内的电路:解：作U=E-Ir图线如图实线示：UIE测UIA式中的U是路端电压,I应是通过电源的电流，I实=IA+IV=(IA+U/RV)可见U越大，差值(I实-IA)就越大，U=0时，差值(I实-IA)也为0，实际的U-I图线如图蓝虚线示:斜率增大E真I实∴E测E真r测r真该电路适用于滑动变阻器阻值很小(电源内阻很小)的情况.07年1月山东潍坊市期末统考1212．利用如图a所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出1/I~R图线如图b所示，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，不计电流表内阻，由此可以得到E=V，r=Ω.AErSR(a)01224R/Ω(b)311A1/I解：由闭合电路欧姆定律rREIbkRErERI1由图象得k=0.5/V，截距b=0.5/AV21kE1250.bEr21江苏省如东高级中学07年2月期末试卷1313．现有一特殊的电池，其电动势E约为9V，内阻r在35～55Ω范围，最大允许电流为50mA。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲的电路进行实验。图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω；R0是定值电阻。⑴实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：A．10Ω，2.5WB．50Ω，1.0WC．150Ω，1.0WD．1500Ω，5.0W本实验应选用，其作用是。R0ErRSVC作为保护电阻⑵该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙的图线。则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示。⑶根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为V，内电阻r为Ω。06120.20.40.10.30.60.50.742810120101/RR11V/U回路中电流⑶解:由闭合电路欧姆定律得RRrRREU00化简得RRErEU0111可见图线的截距为1/E∴E=10V图线的斜率为r/E=(0.65-0.1)/0.12=4.6∴r=46Ω10462007年理综四川卷22(2)22.(2)甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为1.5V，内阻很大)，电阻箱R(0-99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。①先测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R和对应的电压表示数U1,保持电阻箱示数不变,,读出电压表的示数U2。则电阻R1的表达式为R1＝__。VS2S1R2R1REba将S2切换到bRUUUR2121解：S2切换到a,S2切换到b,ERRRRU211ERRRRRU2112②甲同学已经测得电阻R1＝4.8Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图RU11所示的图线，则电源电动势E＝V，电阻R2＝Ω。00.50.72.81V1/U1Ω1/R解：ERRRRU21bRkERERRERRRRU11112121E＝1/b=10/7VR1+R2＝kE=4.2×10/7=6Ω∴R2＝1.2Ω10/71.2③利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1，乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了相应的图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2。这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围（选填“较大”、“较小”或“相同”），所以同学的做法更恰当些111RRU较小甲题目广东茂名市2007年第一次模考1212．小明的实验桌上有：A、待测电源一个(电动势约3V,内阻小于1Ω)B、直流电流表(量程0～0.6～3A，0.6A档的内阻约0.22Ω,3A档的内阻约0.1Ω)C、直流电压表(量程0～3～15V,3V档内阻为15kΩ，15V档内阻为25kΩ)D、滑动变阻器(阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A)E、滑动变阻器(阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.2A)F、开关G、导线若干H、小灯泡(电阻小于1Ω)。假如你是小明，请你完成：(1)利用给出的器材测电源的电动势和内阻有如图(甲)、(乙)两种电路，为了减小测量误差，应选择图所示电路。甲AV乙AV乙(2)根据你选择的电路将图(丙)中实物连接好。(3)你选择的滑动变阻器是(填代号)，理由是；(4)小明根据测出的数据，作出U—I图线如图(丁)a线所示，实验所测电源的电动势为E=V，内电阻为r=Ω；01234512345I/AU/Vab丁丙D选择D电流适中且移动滑片时电流表示数较明显3.00.75(5)若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线，请你在虚线框内画出实验电路。要求实验测出的数据尽可能多；(6)将步骤(4)中得到的数据与步骤(5)得到的数据在同一U-I坐标系内描点作图，得到如图(丁)所示的图线a、b，如果将此电源与小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为W。戊(5)解：滑动变阻器分压接法,电流表外接法；如图示VAErS(6)解：a、b图线的