测定电源的电动势和内阻练习及答案

1、 实验数据也可以用图基础实验是伏安法 测定电源的电动势和内阻 .安阻法和伏阻法是在伏安法实验的基础上的提高.）实验（9. 7-3-38所示）Ir,故根据伏安法数据作出U-I图象（图EIrE象法处理.由知识梳理 =U+，有U=- 一、实验目的 掌握用伏特表和安培表测量电池电动势和内电阻的方法，学会利用图象法处理数据的方 .法 二、实验原理 图7-3-38IUE在闭合电路中，由闭合电路的欧姆定律可得电源的电动势、内阻r、路端电压、电流;E，即图线与纵轴的交点坐标值的大小图线斜率的绝对值为电源内阻R;当I0时，U测定电源的电动势和内阻可Ir-， E的变化而改变在电路中不随外电阻R.、rEU存在关系为

2、=E?r但要注意，有时纵，其中时，0I为短路时的电流，即图线与横轴的交点坐标值.当UI: 用三种方法轴起点不是零，这时图线与横轴的交点不是短路电流，图线斜率的绝对值仍是内阻值，与纵轴 7-3-37:方法一测量原理图如图所示， . 交点坐标值仍为电源电动势值 三、实验器材. 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导线若干、坐标纸 四、实验步骤图7-3-37 图象中描点作图，6采用改变外电阻，可测得一系列量程，将滑动I和U的值（至少组），然后再在U-I量程，电压表取按图1.7-3-37所示电路图连接成电路，电流表取0.6 A3 V，这种方法叫伏安法，用电变阻器阻值调到有效电阻最大（图中左端），图

3、线斜率的绝对值为内阻R. 所得直线与纵轴的交点即为电动势E. 流表和电压表2.检查电路无误后，闭合电键，移动滑动变阻器触头的位置，使电流表有明显示数，记下EE一组（I，U）值. r?R?I?值，作出R，测出一系列的，改变电路的电阻方法二:I由变形R和I?Rr3.改变滑动变阻器滑片的位置5次，用同样的方法，再测出5组（I，U）数值.然后断开电1R?图象.图象在R轴上的截距即为电源的内阻的负值，直线的斜率即电源的电动势E.此方I. 键，整理好仪器法叫安阻法，用电流表和电阻箱. 纵轴表示电压，横轴表示电流，取合适的标度，使所描坐标点绝大部建立坐标系、描点4.UU11r1E?U?r?I?及IRE由，或

4、=U+，改变电路的外电阻可得方法三:. 分分布在坐标纸上，必要时纵坐标可以不从零开始取值RRUEEr111. 图象，并延长与两坐标轴相交根据描出的坐标点作出5.U-I?轴上的截距的倒数即为电源电动势，直线值，作出R，测出一系列的U图象在图象.UUR进和E图线与纵轴和横轴的交点坐标，准确读出6.测算电动势和内电阻，U-I即读出I，1短. .轴上的截距的倒数的乘积即为电源的内阻此方法叫伏阻法，用电压表和电阻箱的斜率与在UE?U?r，如图7-3-38一步算出内阻所示. 特别提示I?I短 页6 共 页1 第 故实际测量出的是电池和伏特表这一整体的电动势五、注意事项 电阻，因此伏特表应看成内电路的一部分

5、，应等于电池真实，因为伏特表和电池并联，1.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选得大些（选用已使用过一段时间的干所以等效内阻R和等效内阻（如甲图中虚线所示）测. 电池）r?RV真rr?此时如果断开外电路，则电压表.R的并联值，即和伏特表电阻内阻值RV测真rR?的数据后应立即断开电源，以免干电池在2.在实验中不要将IIU和调得过大，每次读完V真. E即E，而此时伏特表构成回路，所以有Ur，此时如果断开外电路即rr+R阻r应等于电池真实阻值r和安培表电阻R之和,AA真测真真测E，即E则电流为零，安培表两端电势相等，等效电源的电动势E7-3-39状况，使下部大面积空间得不到利用.为此，可使纵

6、坐标不从零开始，如图乙所示，把就是电源电动势的真实值真测. 计算内阻要此时图线与横轴交点不表示短路电流坐标的比例放大，可使结果的误差减小.另外,E真测 典例精析U?r. 在直线上任取两个相距较远的点，用r计算出电池的内阻I? 实验原理和数据处理1. ，所和内电阻R北京崇文期末，200912）某同学用伏安法测一节干电池的电动势E【例1】（ 给的其他器材有： 15 V）03A.电压表（ B.电流表（00.63 A） 7-3-39 图C.变阻器R（20 ，1 A） 1 六、误差分析D.变阻器R（1 000 ，0.1 A） 2这主要是由于伏特表和安但系统误差较大，用伏安法测电源电动势和内阻的方法很简单

7、，E.电键S和导线若干 用这种方法测电动势可供选择的电路有两种，如图中培表内阻对测量结果的影响而造成的.（1）实验中电流表应选用的量程为_；电压表应选用的量程为_；变阻器应选. 甲、乙所示7-3-40用_（标明变阻器代号）； （2）根据实验要求连接实物电路图7-3-41； （3）实验测得的6组数据已在U-I图中标出，如图7-3-42所示.请你根据数据点位置完成U-I 图线，并由图线求出该电池的电动势E=_V，电阻r=_. 图7-3-40 当用甲图时，考虑电表内阻，从电路上分析，由于实验把变阻器的阻值R看成是外电路的7-3-41 图 页6 共 页2 第 _._V， R 7-3-43 图 7-3-

8、44 7-3-42 图图 1）测定电源的电动势和内电阻的实验原理是什么？思路点拨：（1EE. 2）通过电路分析选择实验所需的器材（?I?rR?R由解析，在变形得R轴上的截距即为电源的内阻的负:图象上，在IrR?I. U-I）请回答在图象中，图象的斜率的绝对值及图象与电压轴的交点所表示的物理量（39.0V?V?2.9 E. 值，R当=0时，E.所以电源内阻为R=0.9 ，直线的斜率即电源的电动势31.0的量程，滑动由欧姆定律可知，电流表应选用解析：00.6 A3 V的量程，电压表应选用00.9 :2.9答案. 变阻器选择R，连接实物电路如图1 2.误差分析 甲所示电路测电池的电动势和内阻时，由于

9、电压表的分流作用造成系用如图7-3-45【例2】 ，其中一条是根据实测数据画出的图线，和AB统误差，图乙所示的U-I图象中有两条直线AB) 另一条是修正电压表分流所引起的误差后得到的图线，由图可知( =0.50 .，电阻RU-I在图中作出U-I图如图所示，由图可知电池的电动势E=1.50 V 7-3-45 图 A.AB是根据实测数据画出的图线 R00.6 A 03 V （答案：1）1 B.AB是根据实测数据画出的图线 2）如解析图所示（ 越大，通过电压表的电流越大路端电压UC.0.50 ）（31.50 D.由于电压表的分流作用，使电池电动势和内阻的测量值小于真实值 1 巩固与拓展. 注意图甲电

10、路测定电动势和内阻时的误差分析思路点拨:根据实验数据绘出如所示电路测量电池组的电动势RE和内阻.7-3-43某研究性小组利用如图对解析:由图示电路可知，测量电压是真实的，图线中，测量电流比真实电流小，故在同一U-I1?R为电流表读数，由此可以得到E图线，其中图7-3-44所示的为电阻箱读数，RII是根据实测数据画出的图线，所以选项值，测量电流值比真实电流小，故图中ABU应于同一 页6 共 页3 第 、 .C正确AB、AB对应的电流偏差越大，选项AUD正确，B错误.由图可看出越大，ACD 答案:. 点评:熟练掌握实验的原理是正确分析误差来源的基础 3.设计实验所示的实验电路，用以测定电源电动势和

11、内阻，使用【例3】 某同学设计了一个如图7-3-46（01 ），电阻箱3 V的实验器材为:待测干电池组（电动势约），电流表（量程0.6 A，内阻小于 考虑到干.10 ），单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干）99.99 ，滑动变阻器（07-3-47 图. 电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略，利用半偏法测量电流表的内阻，此原理的前提是电路中电流S断开或接C（解析:1）将开关 . 不变，但并联电阻箱后线路总阻值减小，从而造成总电流增大; D，记录电阻箱的阻值和电流表示数S（2）调节电阻箱R，断开开关K，将开关接. S接断开开关D，再次调节电阻箱DR，记录电阻箱的阻值和电流表示数，将开关 1

12、1Rr?，图线的斜率的倒数等于电源电动势，在I（R+r）得轴上的截距等3（）由E=7-3-46 图IEEI于r/E，利用图象解得E2.81 V，r0.20 .（1）该同学按图连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为试分析该测量产生误2.33 . 答案:（1）并联电阻箱后线路总阻值减小，从而造成总电流增大差的原因是_. （2: ）见解析 中所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤（2）简要写出利用图7-3-46（3）2.81_; 2.33 点评_. :测定电源电动势和内阻常见的图象是电源的路端电压和电流的U-I图象.可近年反复考查1遇到这种情况，要从给定的电路图和闭合电.了一些从陌生图象分析电动

13、势和电阻的图象问题?R图象，7-3-47）（3图_V是由实验数据绘出的、E由此求出待测干电池组的电动势I推导出陌生图象两个坐标对应物理量的数学表达式，从数学角度.路欧姆定律写出具体的方程内阻r_.（计算结果保留三位有效数字） . 分析陌生图象斜率和截距的物理意义，进而解决问题 巩固与拓展2 为电阻，所示的电路测量某干电池的电动势某研究性学习小组采用如图7-3-48E和内电阻rR，从电压.实验中通过多次改变电阻箱的阻值R其量程略大于电源电动势V箱，为理想电压表，不成线性关系，于是求出了相应的电阻与电U表上读出相应的示数，该小组同学发现RU与: 压的倒数如下表所示.回答下列问题 页6 共 页4 第

14、 7-3-48 图7 序号6 14 2 35 1 1?/ 5. 0.5 0.1 2.52.01.00.4 r1111rR350.?，知，纵轴截距是电动势的倒数，斜率是）根据，有（3EREUEE11?V/ 1.58 0.36 1.000.870.430.44 0.60 350.70?r1U? 0.71 .，r，得E2.9 V040?E5._. _根据表中的数据和实验原理，你认为第组数据是错误的，原因是1（） 随电阻的减小路端电压逐渐减小3 1答案:（）11?. （2）根据实验数据，请在所给的坐标系(图7-3-49)中绘出关系图线RU0.71 2.9 ）见解析 （3）（2 （3）由图象可知，该电源

15、的电动势E_V，r（保留两位有效数字）_. 3 巩固与拓展 : 为了测定一节干电池的电动势和内电阻，实验室准备了下列器材 ），内阻约1.0 待测干电池（电动势约1.5 V 150 ），内阻电流表G（满偏电流3.0 mA 0.6 A，内阻未知）A（量程0电流表 ）20 ，额定电流2 A 滑动变阻器R（阻值范围01 ），额定电流1 A0R （阻值范围1 000 滑动变阻器7-3-49 图21111r1U 定值电阻R（阻值900 ）3?EU?r?组数3）根据（解析 :1得 就变大，故第，知变大，UREURER 开关一个、导线若干 . 据错误（填_.A.为了能尽量准确地进行测量，同时考虑操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是11?图线如图U值在坐标系中描出位置，然后依据这些位置作出、（2）根据给定的各组RRU 仪器代号即可）. 所示. 在下面方框中画出实验电路原理图B. 页6 共 页5 第 A为电流表的示数，I7-3-50所示为某同学根据正确电路图作出的图线（I为电流表GC.如图21 ._V,内电阻r.的示数）由该图可求出被测干电池的电动势E 7-3-50 图解析:为了能尽量准确地进行测