C074.测定电源的电动势和内电阻 (2).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email dyszplg 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 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 实验器材 待测电池 电压表 0 3v 电流表 0 0 6a 滑动变阻器 10 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 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 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 2 998 3 2007年高考江苏卷9 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 ab 07年上海虹口区教学质量检测三14 14 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 的内电阻电源 的内电阻 填 大于 小于或等于 3 图中两直线 的交点表示两个电路中相等 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 07年1月广东省汕尾市调研测试12 12 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 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 2 电路图见右图所示 07届广东惠州市第二次调研考试12 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 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 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 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 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12 12 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 解 由闭合电路欧姆定律 由图象得k 0 5 v 截距b 0 5 a 2 1 江苏省如东高级中学07年2月期末试卷13 13 现有一特殊的电池 其电动势e约为9v 内阻r在35 55 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 9999 r0是定值电阻 实验室备有的定值电阻r0有以下几种规格 a 10 2 5wb 50 1 0wc 150 1 0wd 1500 5 0w本实验应选用 其作用是 c 作为保护电阻 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 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 回路中电流 解 由闭合电路欧姆定律得 化简得 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 46 10 46 2007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 99 单刀单掷开关s1 单刀双掷开关s2 导线若干 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 将s2切换到b 解 s2切换到a s2切换到b 解 e 1 b 10 7v r1 r2 ke 4 2 10 7 6 r2 1 2 10 7 1 2 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 较小 甲 题目 广东茂名市2007年第一次模考12 12 小明的实验桌上有 a 待测电源一个 电动势约3v 内阻小于1 b 直流电流表 量程0 0 6 3a 0 6a档的内阻约0 22 3a档的内阻约0 1 c 直流电压表 量程0 3 15v 3v档内阻为15k 15v档内阻为25k d 滑动变阻器 阻值范围为0 15 允许最大电流为1a e 滑动变阻器 阻值范围为0 1000 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1 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 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 d 选择d电流适中且移动滑片时电流表示数较明显 3 0 0 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 5 解 滑动变阻器分压接法 电流表外接法 如图示 6 解 a b图线的交点坐标为 2 4a 1 2v p 1 2 2 4 2 88w 2 88 题目 07年苏锡常镇四市一模13 13 数字万用电表是近年来发展起来的高科技数码产品 是传统机械式表的更新换代产品 如图甲所示 数字万用表有测量精度高 读数方便等许多独特的优点 具体表现在 测量精度高 以型号 df930 普通数字万用表为例 其电压挡所有量程内阻高达10m 而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧 内电阻高出2 3个数量级 直流电压挡和直流电流挡的精度为 0 05 欧姆挡精度为 0 08 而用指针式电压表 电流表的精度只有 2 5 欧姆表的精度更低 数字万用表内电阻非常理想 现有一块型号为 df930 的数字万用电表 用它来测量一只电池的电动势和内电阻 提供的测量器材还有 一只滑动变阻器r 0 30 两只开关 导线若干 b或c 电压 s1 s2 x 电动势e 欧姆 s2 s1 电压 y 变阻器的阻值r z 路端电压u x 题目 13 现要按图 所示的电路测量一节旧干电池的电动势e 约1 5v 和内阻r 约20 可供选择的器材如下 电流表a1 a2 量程0 500 a 内阻约为500 滑动变阻器r 阻值0 100 额定电流1 0a 定值电阻r1 阻值约为100 电阻r2 r3 阻值0 999 9 开关 导线若干 由于现有电流表量程偏小 不能满足实验要求 为此 先将电流表改装 扩大量程 然后再按图 所示的电路进行测量 07年广东普宁市华侨中学三模卷14 第3页 1 测量电流表a2的内阻按图 电路测量a2的内阻 以下给出了实验中必要的操作 a 断开s1b 闭合s1 s2c 按图 连接线路 将滑动变阻器r的滑片调至最左端 r2调至最大d 调节r2 使a1的示数为i1 记录r2的值e 断开s2 闭合s3f 调节滑动变阻器r 使a1 a2的指针偏转适中 记录a1的示数i1请按合理的顺序排列实验步骤 填序号 cbfeda 第4页 2 将电流表a2 较小量程 改装成电流表a 较大量程 如果 1 中测出a2的内阻为468 0 现用r2将a2改装成量程为20ma的电流表a 应把r2调为 与a2并联 改装后电流表a的内阻ra为 3 利用电流表a 电阻箱r3测电池的电动势和内阻用电流表a 电阻箱r3及开关s接图 所示的电路测电池的电动势和内阻 实验时 改变r3的值