实验十-测定电源的电动势和内阻.docx

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1、器纵教材夯实基Sh操作要领原理：闭合电路欧姆定律K=U+/，实验十测定电源的也动势和内畋实蜃基R椅第一、基本原理与操作原理电路图(I)电路：滑动变阻浮采用限流接法(2)连接电路：按实验电路图连接好电路(3)测量与记录：闭合开关，次变滑动变阻器的阻值,测量出多组/、U值,填入对应的表格中(4)画图像：画U-/图像二、数据处理1.计算方法解方程组产=Ui+V=U2+hr、h5-hSh-hUl5l-h求平均值2.图像法：画出电源的。一/图像，如图所示,由U=-rl+E(1)图线与纵轴交点为E(2)图线斜率的绝对值表示r=部过悬事项(D可选用旧电池：为/使电路的路湍电压变化明显.(2)电流不要过大，读

2、数要快：干电池在大电潦放电时，电动势E会明显下降,解析(1)一节干电池的电动势约为1.5V,则电压表选3V量程，应用优安法测一节干电池电动势与内阻时，最大电流约为零点几安培.则电流表选择0.8A量程，为方便实验操作，滑动变阻器应选E；为了准确测量应接入定值电阻等效为电源内阻再进行测量；同时还需要开关和导技,故所用仪器为A、C、E、G,H；(2)因干电池的内电限相当小，电压表的读数变化很小，将定值电限与电源串联以增大等效内阻。由于电流表的内也未知，为减小误差，故应采用相对电源的外接法，故电路图应选择D项。答案(I)ACEGH(2)D拓展训练1(2020广元市摸底测试)在测量一节干电池电动势E和内

3、阳r的实验中，小明设计了如图1甲所示的实验电路。乙K图I(1)根据图甲实险电路，谙在乙图中用箔画线代密导线，完成实物电路的连接。(2)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P谢到(选填Z“或“”)端.(3)闭合开关Sz接图甲中的1位置，改变沿动变阻器的阻值,记录下几组电压表示数和对应的电流表示数:必改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电代表示数和对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数/的图像，如图内所示，两直线与纵轴的截距分别为3、Us,与横轴的截距分别为、IBQSa接1位置时，作出的U-/图线是图丙中的（选填Z或“B”）线：测出的电池电动势E

4、和内阻存在系统误差，原因是由图丙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为E（I=C答案如图（2）（3KDB电压表的分流S牛Ib命题角度少实骐数据处理【例2】（2020哈尔滨市模拟）某实验小组正在测定一节新型电池的电动势（约为3V）和内吼，现要选取个定值电阻林当作保护电阻。（1）首先为了准确测量定值电阻&的阻值，在操作台上准备了如下实验器材：A.电压表V（量程为0-3V,电阻约为4k）B.电流表4（量程为0-1A,内限约为0.5C）C.电潦表Az（量程为03A,内阻约为0.5C）D.定值电阻/M阻值约为3C）E.滑动变版器K（010C）F.开关S一个，导线若干上述器材中，在测量后阻值时应选择（填器

5、材前面的序号）为电流表，其实验电路图应选图2甲中的（填图号）,经测量定值电阻RO的网值为2.8,()(b)甲z.图2(2)之后为了测量该新型电池的电动势和内阻，设计了如下实验，完成图乙中实5合器材的连接.(3)根据实验记录的数据作出U-/图线如图丙所示，根据图而可以求出待测新型电池的内网为Q，电池电动势为V。(保留2位有效数字)解析(1)新型电池的电动势约为3V,定值电阻吊的可值约为3C,则通过定值电阻凡的最大电流约为1A,故在测量&的的值时应选择电流表A;由于电压表内附远大于RI的阻值，故电流表采用外接的方法，即应选图（八）。(2)如图所示。(3)由电路图可得U=E-(R1+r),则在U-/

6、图线中，图线斜率的绝对值表示定值电阻和电源内吼之和,即&+=用=375C,所以电源的内阻r=095C,/由图像可知，=O.1A时，有U=2.5V,代入U=/(心+)得到E=2.9V答案(I)B（八）Q)见解析图(3)0.952.9拓展训练2某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，实验电路图如图3所示。(I)该同学设计的电路图比课本中的电路图多使用一个定值电阻，你认为其作用是,(2)现有电流表(O-OSA)、开关和导线若干，实验桌上还为以下器材：A旧电池一节;B.滑动变阻器(O-IOC,允许的最大电流为2A)：C.定值电阻(阻值为10C,额定功率为IOW)：D.定值电阳(阻值为2

7、C,额定功率为5W)：.电压表(0-3丫，内阻为3000。)：F.电压表(03V,内阻为5000Qv为能尽垃减小实脍误差，定值电阻应选:电压表应选.(均填器材前的选项字母)(3)该同学某次实验时，电压表的指针位置如图4所示，其读数为V。(4)该同学通过实验得到了多组电流表和电压表的读数,并把它们描在坐标系中,如图5所示，据此可知该电源的电动势为V,内阻为.IMI1JV解析(I)定值电限在电路中起保护作用，使电路中的电流不太大，从而保护电流表和电源。(2)为了能尽量减小实舲误差，定值电阻应选羽值小的D,可使电流变化范围大一些；电压表应选内限较大的F,从而减小电压表的分流，减小误差。(3)电压表的

8、量程为3V,分度值为0.1V,则读数为1.1OVi)(4)画出U/图像如图所示，可得E=1.50V,r=的0.2OlO.0.81.0f/A答案保护作用(2)DF(3)1.10(4)1.501.0执占#*2实骁拓展创新命题角度结合电表的改装测定电源的电动势和内阻【例3】某同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：A.待测的干电池（电动势约为1.5V,内阳小于1.0）B.电潦表A（fit程。3mA,内阻即=IOC）C.电流表AM量程00.6A,内阻凡2约为0）D.滑动变阻器用（阻值范用020C,额定电流IOA）E.滑动变阻器心（阻值范围0-200.额定电流1A）F,电阻箱&（阻值疮

9、围0999）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，下是他设计了如图a、b、c、d所示的四个参考实验电路，并计划用图像法处理实验数据，其中最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显，滑动变阳器应选（填写器材前的字母代号）。（2）该同学选出合理的实验电路后，把与小串联的电流表当作量程为03V的电用表使用，于是将电阻箱RO的阳值调至（3）图6为该同学利用（I）中选出的合理的实险电路测出的数据绘出的人一/2图线为电潦表Al的示数，/2为电流表A?的示数，被测干电池的电动势E=V.内Rlr=0.10.20.30.40.51/A图6解析(I

10、)将小量程电流表A1与电阻箱心串联并将电阻箱调至某一合适的限值从而将电流表改装为电压表，由此排除图a、图d所示的电路；对于图b所示的电路,根据闭合电路欧姆定律可得E=(+A)r+K1j+R),时于图C所示的电路,根据闭合电路欧姆定律可得f=2(52+r)+(p+/?.),由于他2的准确值未知，用图像法处理数据，会使测量结果不准确，故应选图b所示的电路。由电流表A的量程分析可知，滑动变限器应选D。(2)根据题图分析可知应将电阻箱&的限值调至990C,从而将电流表改装力量程为03V的电压表。(3)由图b所示的电路可得八一/2图段的表达式为/|=丁月一一一nn,/.Rf+Ro+rRgt+R+r图像在

11、纵轴上的截距为一-=1.48mA；图埃的斜率的绝对值=&i+/?o+r2=1.48mA-1.1mA联立并代入数据解得f=1.48V,r=O.85C.s1+0+r0.45A答案(l)bD(2)990(3)1.480.85命迤角度？用电流表、电阻箱测电源的电动势和内阻实验原理实验电路数据处理误差来源E=IR+IrO(D图像法-=-+-/EE(2)计算法E=hR+hrE=hR+lr电流表的分压EE,rr*【例4】(2018江苏卷,10)一同学测量某干电池的电动势和内阻。(1)如图7所示是该同学正准备接入最后根导线(图中虚线所示)时的实验电路,请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处。实脸测得的电阻箱

12、阻值R和电流表示数I,以及计兑的数据见下表:根据表中数据，在方格纸上作出一关系图像.由图像可计兑出该干电池的电动势为V；内阻为o（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为0.33A时，电压表的指针位置如图8所示，则该干电池的电动势应为V；内阻应为Q。图8解析（1）在连接电路前，首先要断开开关，电路中串联的电阻箱（或滑动变现器）阻值要调节到最大,所以操作中存在的不妥之处是：开关未断开；电阻箱阻值为零。(2)根据测量得到的数据，利用描点法先在坐标图中画出数据点，然后用直尺过尽可能多的点面出倾斜的宜线,如图所示

13、。对逆图7.利用闭合电路欧姆定律，可得=/(&+)，变化成R=后卜八对照作出的K一十图像，可知”生图像的斜率等于电池的电动势，可将E=I4V,/?一加像在姒轴的战距的绝对值等于电池的内阻,可得rl.2C。=三三地超三三阳睡一您:聒!S:-一(3)根据电压表的读数规则,超图8中电压表读数U=66mV,由题述知/=0.33A.根据欧姆定律可得电流表内阻火a=，=0.2Q。对题图7,考虑到电流表内阻，利用闭会电路欧姆定律，可得=/便+尺),变化成R=E5(r+RQ,对照作出的我一加像，可知像的斜率等于电池的电动势，可得E=I.4V；/?-1图像在纵轴的截距的绝对值等于电池的内阻与电流表内阻之和，可得

14、电池的内阻为1.Od答案(l)开美未断开：电阻箱限值为零。(2)图像见解析1.4(1.301.44都算对)1.2(1.01.4都卯对)(3)1.4结果与(2)问第一个空格所填写数据致I0结果比(2)问第二个空格小0.2命题角度用电压表、电阻箱测电源的电动势和内阻实的原理实收电路数据处理误差来源e=u+7r-c-T，一(I)Ea幽I电压表的分流;匕l=41+lUERE(2)计算法E=5+9AlE=U2+rA2【例5】某同学要冽量一节干电池的电动势和内阻,实验器材仅有一个电压表(内阻很大)、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图9所示电路进行实验，测得的数据如下表所示。图9实验次数I2345RfQ2.04.06.08.010.0UN1.001.191.271311.35如0.500300.210.160.13(1)根据表中提供的数据，若利用图像确定电池的电动势和内阻，则应作.(填选项前的字母)。BK-U图像Au-2图像KCA-g图像A(2)根据,利用测得的数据,在图据的坐标纸上画出适当的在线。(3)由(2