电学实验：测电池的电动势和内阻(强烈推荐)

测电源的电动势和内电阻测电源的电动势和内电阻 1 用右图所示的电路 测定一节干电池的电动势和内阻 电池的内阻较小 为了防止在调 节滑动变阻器时造成短路 电路中用一个定值电阻 R0起保护作用 除电池 开关和导线外 可供使用的实验器材还有 a 电流表 量程 0 6A 3A b 电压表 量程 3V 15V c 定值电阻 阻值 1 额定功率 5W d 定值电阻 阻值 10 额定功率 10W e 滑动变阻器 阴值范围 0 10 额定电流 2A f 滑动变阻器 阻值范围 0 100 额定电流 1A 那么 显然 该电流已超过电流表的量程 考虑到实验的可行性 此时用定值电阻 R2与 R1串联即 可 故有如下解答 1 连图 左图只用 R1接入电路 右图用 R1和 R2串联接入电路 连线如图 2 设 I1是外电阻为 R1时的电流 I2是外电阻为 R1和 R2串联时的电流 则有 1 1A E I RRr 2 12A E I RRRr 解之 可解得干电池电动势为 1 2 2 12 I I ER II 1 要正确完成实验 电压表的量程应选择 V 电流表的量程应选择 A R0应选择 的定值电阻 R 应选择阻值范围是 的滑动变阻器 2 引起该实验系统误差的主要原因是 解析解析 1 3 0 6 1 0 10 2 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池 实际输出电流小 由于电源是一节干电池 1 5V 所选量程为 3V 的电压表 估算电流时 考虑到干电 池的内阻一般几 左右 加上保护电阻 最大电流在 0 5A 左右 所以选量程为 0 6A 的电 流表 由于电池内阻很小 所以保护电阻不宜太大 否则会使得电流表 电压表取值范围 小 造成的误差大 滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了 取 0 10 能 很好地控制电路中的电流和电压 若取 0 100 会出现开始几乎不变最后突然变化的现象 关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的 一般具有倾向性 总是偏大 或者偏小 本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小 造成 E 测 E 真 r 测 r 真 2 2 某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻 实验室中有如下器材 A 待测干电池 B 电流表G 0 3mA 内电阻r1 20 C 电流表A 0 0 6A 内电阻r2 0 20 D 滑动变阻器甲 最大阻值10 E 滑动变阻器乙 最大阻值100 F 定值电阻R1 100 G 定值电阻R2 500 H 定值电阻R3 1 5k 开关 导线 由于没有电压表 为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量 为了方便并能较准确测量 滑动变阻器应选 定值电阻应选用 填写 定值电阻前的序号 若某次测量中电流表 G 的示数为 I1 电流表 A 的示数为 I2 改变滑动变阻器的位置后 电流表 G 的示数为 I1 电流表 A 的示数为 I2 则可知此电源的内电阻测量值为 r 电动势测量值为 E 解析解析 干电池的电动势和内阻的测量 一般需要电流表和电压表 由于题中没有电压表 故需要将电流表 G 改装为电压表 且改装后电压表的量程应该达到 1 5V 则总电阻为 故定值电阻应选用的序号为 G 的电阻 而滑动变阻器应选用阻值较小的 1 5 500 3 V mA D 在两次测量过程中 通过电源的电流是两只电表的电流之和 则根据全电路欧姆定律有 12112 EI RrIIr 1212 EI RrIIr 解之 得 11 21 1212 II rRr IIII 2 11 2 21 1212 I II I ERr IIII 3 某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池 该同学想测量一下这个电池的电动势 E 和内电阻r 但是从实验室只借到一个开关 一个电阻箱 最大阻值为 9 999 科当标 准电阻用 一只电流表 量程 R I 0 6A 内 阻0 1 g r 和若干导线 请根据测定电动势 E 内电阻r的要求 设 计图 4 中器件的连接方式 画线把它们连接 起来 接通开关 逐次改变电阻箱的阻值R 读处与R对应的电流表的示数 I 并作记录 当电阻箱的阻值2 6R 时 其对应的电流表的示数如图 5 所示 处理实验数据时 首先计算出每个电流值 I 的倒数 1 I 再制作 R 1 I 坐标图 如图 6 所示 图中已标注出了 1 R I 的几个与 测量对应的坐标点 请你将与图 5 实验数据对应的坐标点也标注在图 6 中上 在图 6 上把描绘出的坐标点练成图线 根据图 6 描绘出的图线可得出这个 电池的电动势 E V 内电阻r 解析解析 根据闭合电路欧姆定律 测量电源的电动势和内电阻 需要得到电源的路端电压和 通过电源的电流 在本实验中没有电压表 但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表 测量电源的路端电压 通过电流表的电流也是通过电源的电流 所以只需要将电流表和电 阻箱串联接在电源两端即可 实物图的连接如答图 4 所示 由闭合电路欧姆定律有 E I R r rg 解得 根据 R 1 I 图线可知 电源的电动势等于图线 1 g rr I ER 的斜率 内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻 答案 见答图 4 见答图 6 见答图 6 1 5 1 46 1 54 0 3 0 25 0 35 4 4 电 电流表一个 定值电阻 R1 150 定值电阻 R2 100 单刀单掷开关 K 导线若干 要求利用这些器材测量一干电池 电动势约 1 5V 的电动势 1 按要求在实物图上连线 2 用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为 E 式中各直接测得量的意 义是 解析解析 根据提供的器材 可任取一个定值电阻与电流表 干电池 开关接成一个串联电 路 用欧姆定律建立方程组进行测量 但在本题中 电流表量程为 10 0mA 干电池的电动 势约为 1 5V 如果把定值电阻 R1与电流表 干电池 开关接成一个串联电路 则回路中总 电阻约为 180 回路中电流约为 1 5V 180 8 3mA 而如果把定值电阻 R2与电流表 干电池 开关接成一个串联电路 则回路中总电阻约为 130 回路中电流约为 1 5V 130 11 5mA 显然 该电流已超过电流表的量程 考虑到实验的可行性 此时用定值电阻 R2与 R1串联即 可 故有如下解答 1 连图 左图只用 R1接入电路 右图用 R1和 R2串联接入电路 连线如图 2 设 I1是外电阻为 R1时的电流 I2是外电阻为 R1和 R2串联时的电流 则有 1 1A E I RRr 2 12A E I RRRr 解之 可解得干电池电动势为 1 2 2 12 I I ER II 5 某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻 实验室中有如下器材 A 待测干电池 B 电流表G 0 3mA 内电阻r1 20 C 电流表A 0 0 6A 内电阻r2 0 20 D 滑动变阻器甲 最大阻值10 E 滑动变阻器乙 最大阻值100 F 定值电阻R1 100 G 定值电阻R2 500 H 定值电阻R3 1 5k 开关 导线 由于没有电压表 为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量 为了方便并能较准确测量 滑动变阻器应选 定值电阻应选用 填写 定值电阻前的序号 若某次测量中电流表 G 的示数为 I1 电流表 A 的示数为 I2 改变滑动变阻器的位置后 电流表 G 的示数为 I1 电流表 A 的示数为 I2 则可知此电源的内电阻测量值为 r 电动势测量值为 E 解析解析 干电池的电动势和内阻的测量 一般需要电流表和电压表 由于题中没有电压表 故需要将电流表 G 改装为电压表 且改装后电压表的量程应该达到 1 5V 则总电阻为 故定值电阻应选用的序号为 G 的电阻 而滑动变阻器应选用阻值较小的 1 5 500 3 V mA D 在两次测量过程中 通过电源的电流是两只电表的电流之和 则根据全电路欧姆定律有 12112 EI RrIIr 1212 EI RrIIr 解之 得 11 21 1212 II rRr IIII 2 11 2 21 1212 I II I ERr IIII 6 在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中 备有下列器材 A 待测的干电池 电动势约为 1 5V 内电阻小于 1 0 B 电流表 G 满偏电流 3mA 内阻 Rg 10 C 电流表 A 0 0 6A 内阻 0 1 D 滑动变阻器 R1 0 20 10 A E 滑动变阻器 R2 0 200 l A F 定值电阻 R0 990 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 于是他设计了如图所示 中甲的 a b 两个参考实验电路 其中合理的是 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量 滑动变阻器应选 填写器材前的字母代号 2 图乙为该同学根据 1 中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的 I1 I2图线 I1为电流表 G 的示数 I2为电流表 A 的示数 则由图线可以得被测电池的电动势 E V 内阻 r 解析解析 本题中测定干电池的电动势和内电阻需要用电压表和电流表 由于题中只给了两 个电流表 故可以通过改装来实现 因为定值电阻 R0 990 则电流表 G 与之串联较好 所以合理的