第29講.實驗13：測定電源的電動勢和內(nèi)阻.學生版

錯題不再錯就無敵了！2014年高考解決方案實驗實驗13：測定電源的電動勢和內(nèi)阻 學生姓名：學生姓名：上課時間上課時間：高考解決方案第一階段·模塊課程·實驗·測定電源的電動勢和內(nèi)阻Pageof9第29講實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)阻22014年高考怎么考考點解讀2011年2012年2013年知識講解知識講解1．實驗目的測定電源的電動勢和內(nèi)電阻．2．實驗原理（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律有．對一個給定的電池，和是一定的，和都隨負載電阻的改變而改變．如圖，只要改變的阻值，即可測出兩組和數(shù)據(jù)，然后代入方程組，，由此可求得（2）用作圖法來處理數(shù)據(jù)．即在坐標紙上以為橫坐標，為縱坐標，用測出的幾組、值畫出圖象，圖象為一條直線，如圖，直線與坐標軸的交點表示，屬于斷路情況，這時的電壓等于電源的電動勢；直線與坐標軸的交點表示，屬于短路情況，這時的電流等于電源的短路電流，根據(jù)可求出電源的內(nèi)阻.3．實驗器材被測電池（一節(jié)舊干電池）、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關和導線．4．實驗步驟（1）電流表用量程，電壓表用量程，按圖連接好電路．（2）把變阻器的滑動片移動到一端使阻值最大．（3）閉合開關，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)（，），用同樣方法測量出幾組、值．記在提前設計的表格中．（4）斷開開關，整理好器材．（5）處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法兩種方法求出電動勢和內(nèi)電阻的值．5．注意事項（1）為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些（選用已使用過一段時間的干電池）．（2）電池在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴重，電動勢會明顯下降，內(nèi)阻會明顯增大，故長時間放電不宜超過，短時間放電不宜超過，因此，實驗中不要將調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電．（3）畫圖線時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側，個別偏離直線太遠的點可舍去不考慮，這樣，就可使偶然誤差得到部分的抵消，從而提高精確度．（4）本實驗由于干電池內(nèi)阻較小，路端電壓的變化也較小，這時畫圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始（橫坐標必須從零開始）．但這時圖線和橫軸的交點不再是短路電流，而圖線從縱軸的截距仍為電動勢，圖線斜率的絕對值仍為內(nèi)阻.6．誤差分析（1）由讀數(shù)視差和電表線性不良引起誤差．（2）由于導線未焊接在電池的正負極及其兩電池之間，因此接觸不良造成電池內(nèi)阻不穩(wěn)定，單擲開關接觸不良造成電池內(nèi)阻增大．（3）每次讀完電表示數(shù)沒有立即斷電，而是長時間閉合開關，甚至改變滑動變阻器阻值全過程中始終放電，造成電池電動勢下降，內(nèi)阻增大．（4）測量電路存在系統(tǒng)誤差，中未考慮電壓表的分流作用．（5）用圖象法求和時，由于作圖不準確造成的偶然誤差．6．測定電源電動勢和內(nèi)電阻的其他方法（1）用一只電流表和電阻箱測量，電路如圖甲所示，測量原理為：，，由此可求出和．此種方法使測得的電動勢無偏差，而內(nèi)阻偏大．（2）用一只電壓表和電阻箱測量，電路如圖乙所示，測量原理為，，由此可求出和.此種方法測得的電動勢和內(nèi)阻均偏?。畧D為測量某電源電動勢和內(nèi)阻時得到的U-I圖線．用此電源與三個阻值均為3Ω的電阻連接成電路，測得路端電壓為4.8V．則該電路可能為（）A．B．C．D．在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，用如圖甲所示的電路進行測量，設一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的真實值分別為E和r，其測量值分別為E測和r測，根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)畫出U-I圖象如圖乙所示，則下列說法正確的是（）

A．由圖線與坐標軸的交點可知，E=3.0V，r=5?B．橫軸截距表示短路電流，即I短=0.6AC．由圖線與坐標軸的交點可知，E測=3.0V，r測=1

?D．由于電壓表的分流，E測＜E，r測＜r如圖所示的電路圖中，R為定值電阻，R′為變阻箱，此電路可以進行下列實驗中的（）A．測定電阻R的阻值B．測定金屬絲的電阻率C．測定電流表A的內(nèi)電阻D．測定電源的電動勢E和內(nèi)電阻r測量電源B的電動勢E及內(nèi)阻r（E約為4.5V，r約為1.5Ω）。器材：量程3V的理想電壓表V，量程0.5A的電流表A（具有一定內(nèi)阻），固定電阻R=4Ω，滑動變阻器，開關S，導線若干。（1）畫出實驗電路原理圖。圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標出。（2）實驗中，當電流表讀數(shù)為I1時，電壓表讀數(shù)為U1；當電流表讀數(shù)為I2時，電壓表讀數(shù)為U2。則可以求出E=，r=。（用I1，I2，U1，U2及R表示）在圖所示的電路中，、為標準電阻，測定電源電動勢和內(nèi)電阻時，如果偶然誤差可以忽略不計，則電動勢的測量值______真實值，內(nèi)電阻的測量值______真實值，測量誤差產(chǎn)生的原因是______．如圖是測量電源電動勢和內(nèi)電阻的電路，關于誤差的說法正確的是A．由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實值；B．由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測量值大于真實值；C．由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實值；D．由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值大于真實值；E．測出的電動勢與真實值相同；F．測出的電動勢比真實值?。谟秒妷罕?、電流表測兩節(jié)干電池串聯(lián)的電動勢和內(nèi)電阻時，除備有被測電池、開關和足量導線外，還有下列儀器可供選擇：A.電流表（0~0.6A）B.電流表（0~3A）C.電壓表（0~3V）D.電壓表（0~15V）E.滑動變阻器R1（20Ω，2A）F.滑動變阻器R2（1750Ω，3A）應該選用的儀器是（寫出前面的字母）_________.一個學生用以上儀器測得下表中的數(shù)據(jù)，在如圖14-12-14所示的坐標軸上畫出U-I圖象，從圖中可得出電源電動勢為_______V，內(nèi)電阻為_______Ω.實驗序號123456U/V2.702.502.302.001.801.62I/A0.080.160.250.360.450.50在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材：①干電池E（電動勢約為1.5V、內(nèi)電阻大約為1.0）②電壓表V（0-15V）③電流表A（0-0.6A、內(nèi)阻0.1）④電流表G（滿偏電流3mA、內(nèi)阻Rg=10）⑤滑動變阻器R1（0-10、10A）⑥滑動變阻器R2（0-100、1A）⑦定值電阻R3=990開關、導線若干（1）為了方便且能較準確地進行測量，其中應選用的滑動變阻器是_________（填寫字母代號）；（2）請在線框內(nèi)畫出你所設計的實驗電路圖，并在圖中標上所選用器材的符號。（3）上圖為某一同學根據(jù)他設計的實驗，繪出的I1—I2圖線（I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)），由圖線可求得被測電池的電動勢E=_____V，內(nèi)電阻r=_____?，F(xiàn)有一阻值為10.0Ω的定值電阻、一個開關、若干根導線和一個電壓表，該電壓表表面上有刻度但無刻度值，要求設計一個能測定某電源內(nèi)阻的實驗方案（已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓表量程大于電源電動勢，電源內(nèi)阻約為幾歐），要求：（1）在右面方框中畫出實驗電路圖（2）簡要寫出完成接線后的實驗步驟（3）寫出用測得的量計算電源內(nèi)阻的表達式r=____________________有一只電壓表，量程已知，內(nèi)阻為，另有一電池（電動勢未知，但不超過電壓表的量程，內(nèi)阻可忽略），請用這只電壓表和電池，再用一個開關和連接用的導線，設計測量某一高值電阻Rx的實驗方案（已知的值和相差不大）（1）畫出實驗電路圖（2）簡要寫出測量步驟和需要記錄的數(shù)據(jù)，導出高值電阻的計算式．某同學通過查找資料自己動手制作了一個電池.該同學想測量一下這個電池的電動勢和內(nèi)電阻，但是從實驗室只借到一個開關、一個電阻箱（最大阻值為，可當標準電阻用）一只電流表（量程，內(nèi)阻）和若干導線.①請根據(jù)測定電動勢內(nèi)電阻的要求，設計圖中器件的連接方式，畫線把它們連接起來.②接通開關，逐次改變電阻箱的阻值，讀出與對應的電流表的示數(shù)，并作記錄.當電阻箱的阻值時，其對應的電流表的示數(shù)如圖所示.處理實驗數(shù)據(jù)時，首先計算出每個電流值的倒數(shù);再制作坐標圖，如圖所示，圖中已標注出了（）的幾個與測量對應的坐標點，請你將與圖實驗數(shù)據(jù)對應的坐標點也標注在圖上.③在圖上把描繪出的坐標點連成圖線.④根據(jù)圖描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢，內(nèi)電阻某同學將銅片和鋅片插入水果中制成一個“水果電池”，該同學利用下列所給器材測量水果電池的電動勢E和內(nèi)阻r．A．電流表（內(nèi)阻，滿偏電流）B．電流表（量程，內(nèi)阻約）C．滑動變阻器（）D．電阻箱（）E．待測水果電池（電動勢E約4V，內(nèi)阻約）F．開關S，導線若干（1）實驗中用電流表改裝成量程0～4V的電壓表，需_____（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個阻值為_____Ω的電阻．（2）該同學用電流表和改裝成的電壓表測量水果電池的電動勢和內(nèi)阻，設計了如圖所示的實驗電路圖．請根據(jù)電路圖，將圖中的實物連接成實驗用的電路．（3）接通開關，逐次調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀取電流表示數(shù)I和對應的電壓表的示數(shù)U，記錄了6組數(shù)據(jù)，并在圖中標注出了幾個與測量對應的坐標點，如圖所示．請你在圖上把已經(jīng)描繪出的坐標點連成圖線．（4）根據(jù)圖描繪出的圖線可得出水果電池的電動勢E=V，內(nèi)電阻r=Ω.鞏固鞏固練習使用多用電表測量電阻時，多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個直流電源（一般為電池）、一個電阻和一表頭相串聯(lián)，兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端?，F(xiàn)需要測量多用電表內(nèi)電池的電動勢，給定的器材有：待測多用電表，量程為60mA的電流表，電阻箱，導線若干。實驗時，將多用電表調(diào)至×1Ω擋，調(diào)好零點；電阻箱置于適當數(shù)值。完成下列填空：（1）儀器連線如圖l所示（a和b是多用電表的兩個表筆）。若兩電表均正常工作，則表筆a為_________（填“紅”或“黑”）色；（2）若適當調(diào)節(jié)電阻箱后，圖1中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖2（a），（b），（c）所示，則多用電表的讀數(shù)為_________Ω．電流表的讀數(shù)為_________mA，電阻箱的讀數(shù)為_________Ω：（3）將圖l中多用電表的兩表筆短接，此時流過多用電表的電流為_________mA；（保留3位有效數(shù)字）（4）計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為_________V。（保留3位有效數(shù)字）要求測量由2節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內(nèi)阻r（約幾歐），提供下列器材：電壓表V（量程3V，內(nèi)阻1kΩ）、電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻2kΩ）、電阻箱（0～9999Ω）、開關、導線若干。某同學用量程為15V的電壓表連接成如圖所示的電路，實驗步驟如下：（l）閉合開關S，將電阻箱R阻值調(diào)到，讀得電壓表的讀數(shù)為（2）將電阻箱R阻值調(diào)到，讀得電壓表的讀數(shù)為，由方程組、解出ε、r為了減少實驗誤差，上述實驗在選擇器材和實驗步驟中，應做哪些改進？