优品课件之第6讲实验测定电池的电动势和内阻

1、优品课件 第6讲实验测定电池的电动势和内阻 第6讲 实验 测定电池的电动势和内阻1 .某课题研究小组，选用下 列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势 E和内阻r.（电动势约为 4 V，内阻在几欧到几十欧之间）A .电压表V（量程6 V，内阻约为 6.0 k Q） B.电流表A（量程2 mA内阻约为50 Q） C.电阻箱R（0 999.9 Q） D .开关S一只、导线若干（1）某同学从上述器材中选取 了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻， 你认为可行吗？请说明 理由： （2）今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，请 画出实验电路图.（3）根据（2）中实验电路测得的5组U、R数据

2、，已 在图7-612中1U- 1R坐标系中描出了各点，请作出图象.根据图 象求得E=V, r =Q .答案：（1）不可行.理由： 根据所给数据，电路中电阻箱取最大值，电路中电流大于电流表量程 2 mA,故不可行（2）如右图所示（3）如下图所示 3.63.79.5 10.5 2 .为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R0的 阻值，某同学利用DIS设计了如图7- 6- 13所示的电路.闭合电键 S1,调节滑动变阻器的滑动触头 P向某一方向移动时，用电压传感器 1、电压传感器2和电流传感器测得数据，并根据测量数据计算机分 别描绘了如图7-6- 14所示的M N两条U- I直线.请回答下列问

3、 题：（1）根据图7-6- 14中的M N两条直线可知（）A .直线M 是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的B .直线M是根据电 压传感器2和电流传感器的数据画得的 C.直线N是根据电压传感器 1和电流传感器的数据画得的 D.直线N是根据电压传感器2和电流 传感器的数据画得的（2）图象中两直线交点处电路中的工作状态是 （）A.滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端B.电源的输出 功率最大C .定值电阻R0上消耗的功率为0.5 WD .电源的效 率达到最大值（3）根据图7-6- 14可以求得定值电阻R0= Q,电源电动势E=V,内电阻r =Q .答案:（1）BC （2）AC（3）2.01.501

4、.0 3.（2010?宜昌调研）现有一特殊的电池， 其电动势E约为9 V，内阻r在35 Q55 Q范围，最大允许电流 为50 mA.为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图7-6- 15甲所示的电路进行实验.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09 999 Q,RO是定值电阻.(1) 实验室备有的保护电阻R0有以下几种规格，本实验应选用() A. 10 Q , 2.5 W B. 50 Q , 1.0 WC. 150 Q , 1.0 W D 1 500 Q , 5.0 W 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

5、箱阻值，取得多组数据，作出了 如图7- 6- 15乙所示的图线.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 . (3)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Q .解析： (1)当R= 0时，应该有R0+ r 95X 10- 2, 即卩R0145 Q可保证电 路中电流小于最大允许电流，R0应该选择C,并且选C后R0消耗的 最大功率小于1 W. (2)1R0 + R/1U= I，即回路中的电流.(3)根据U =E- Ir ，I = UR+ F， 联立得：1U rE 1R(+ R+ 1E,即： 1E= 0.1 ; rE = 0.600.12.得 E=10 V ;

6、r = 50 Q .答案：(1)C(2) 回路中的电流 (3)1050 4. (2009?北京，21)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 999.9 Q,可当标准电阻用)、一只电流表(量程lg = 0.6 A,内阻rg =0.1 Q )和若干导线.(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求， 设计图7-6- 16中器件的连接方式，画线把它们连接起来. (2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值 R,读出与R对 应的电流表的示数I，并作记录.当电阻箱的阻值 R= 2.6 Q时，其 对应的电流表的

7、示数如图7- 6-17所示.处理实验数据时，首先计 算出每个电流值I的倒数1I ;再制作R- 1I坐标图，如图7-6- 18 所示，图中已标注出了 R, 11的几个与测量对应的坐标点.请你将与 图7-6- 17实验数据对应的坐标点也标注在图 7-6- 18 上. (3) 在图7- 6- 18上把描绘出的坐标点连成图线.(4)根据图7- 6- 18 描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=V,内电阻r = Q .解析：(1)先设计实验电路图，然后再根据电路图连 线.由欧姆定律E= I(R + r)知，只要知道两组外电阻和电流值，就 可以解出电源电动势和内阻.因此，直接将可变电阻和电流表串联在 电路

8、中就行.（2）由电表可读出此时电流为0.50 A，则坐标为 （2,2.6）.再在坐标纸上描出该点.（3）易脍明显有误差的点，将其 他点用平滑的曲线连接起来，得到一条直线.（4）将欧姆定律的表达 式E= I（R + r）变形得R= Elr，由此式可知，外电阻和电流的倒数 呈线性关系.将图中的直线延长，与纵坐标轴的交点值为r = 0.3 , 则电阻为0.3 Q,直线的斜率为k= E= 5.6 2.64 2= 1.5 V.答案: （1）见图甲 （2）见图乙 （3）见图乙（4）1.5（1.461.54） 0.3（0.250.35）第46讲 实验专项训练1 .如图7 6 19所示, 要测量一只量程已知的

9、电压表的内阻，所备器材如下：A .待测电压 表V（量程3 V,内阻未知） B .电流表A（量程3 A,内阻0.01 Q ） C.定值电阻R（阻值2 k Q,额定电流50 mA） D.蓄电池E（电动势 略小于3 V,内阻不计）E.多用电表F.开关K1、K2,导线若干 有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：（1）首先，用多用 电表进行粗测，选用X 100 Q倍率，操作方法正确.若这时刻度盘 上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是 Q. （2）为了更 精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图乙、丙所示的实验电路， 你认为其中较合理的电路图是 ，合理的理由是 . （3）用你选择的 电路进行实验时

10、，请简述实验步骤： . （4）用上述所测量的物理量表示电压表的内阻RV= .解析：（1）题考查欧姆表的读数原理.（2）题考查实验 电路图的设计.（3）题考查测量电阻的实验步骤.（4）题考查电阻的计 算.根据 的实验步骤可以列出方程 U1= U2+ U2RVR解得RV= U2U1 U2R.答案：（1）3 000 （2）丙 乙图中电流表的示数太小，误差太 大.丙图中R的值与电压表阻值接近，误差小.（3）闭合K1,再闭 合K2,读得电压表示数U1;再断开K2,读得电压表示数U2.（其他表 述正确也可）（4）RV = U2U U2R. 2.（2009?全国 I ）如图 7 6 20 所 示的电路中，1

11、、2、3、4、5、6为连接点的标号.在开关闭合后， 发现小灯泡不亮.现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、 开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点.（1）为了检测小灯 泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电 表的挡.在连接点1、2同时断开 的情况下，应当选用多用 电表的挡（2）在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的 电压接近电源的电动势，则表明 可能有故障.（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用电 表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤.解析：用多用电表欧姆挡 测电阻时必须将其从电路中断开， 在点1和点2已接好的情况下，应 选用多用电表的电压挡测量各器材两端的电压；点

12、1和点2同时断开 时，可以用欧姆挡进行测量.在开关闭合时，若测得5、6两点间电 压接近电源电动势，可知开关或连接点5、6出现故障.把小灯泡拆 离电路后，检验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡，调零后进行 测量，如果电阻无穷大，说明灯泡是断路的.答案：（1）电压 欧姆 （2）开关或连接点5、6 （3）将多用电表挡位调至欧姆挡；将红、 黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；测量小灯泡的电阻.如电 阻为无穷大，表明小灯泡有故障.3 .为了测量电阻Rx的阻值，实 验室备有下列器材：A .待测电阻Rx,阻值约为200 Q B .直流电 源，电动势约为3 V,内电阻约为0.5 Q C.电流表A1,量程10

13、mA 内阻r = 80 Q D.电流表A2,量程20 mA 内阻约为30 Q E.定值 电阻R0= 180 Q F.滑动变阻器R,最大阻值为20 Q，额定电流1.0 A G.单刀单掷开关一个，导线若干（1）为尽量准确地测出Rx阻值, 甲、乙、丙三位同学设计了三种实验电路，如图7-6-21所示，你 认为正确的是.（填“甲”、“乙”或“丙”）开始实验 时，在合上开关S前，滑动变阻器的滑动触头应置于 端（填 “a”或“ b”）. （3）按所选的电路进行测量，读出电流表A1的示数 为I1，电流表A2的示数为I2.推导出计算Rx的表达式为Rx= .答案：（1）乙（2）b（3）1801112 11 4 .

14、某课题小组通 过实验测量淮河水的电阻率.现备有一根均匀的长玻璃管（两端各有 一个圆形电极，可装入样品水，接触电阻不计）、电压表（量程12 V, 内阻约100 Q ），电流表（量程100卩A,内阻约50 Q ）、滑动变阻 器（10 Q, 1 A）、电池组（电动势E= 12 V，内阻不计）、开关、导线 若干、直尺、待测的水样品.如图 7- 6-22是他们用伏安法多次测 量并计算出对应的水柱长度L与水柱电阻R描点画出的图象.实验中 还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图7-6-23所 示. 请回答下面的问题：（1）玻璃管内径d的测量值为cm （2） 请在上面的虚线框内画出测量水柱电阻的电

15、路图；（3）所测水的电阻 率为 Q ?m保留两位有效数字）.解析：（1）由游标卡尺的 读数规则可知：d = 22 + 6X 0.1 mm= 2.26 cm. （2）因为测量的电压值 与电流值是从零开始，故应选用分压电路.因电压表的内阻相对于电 流表的内阻更接近于被测电阻，所以应选用电流表内接法.（3）因为 p = RSL 由图象可知：RL= 2X 105 Q/m.而S= n d244X 10-4 m2 所以 p = RSL= 80 Q ?m.答案：（1）2.26 （2） 如右图所示（3）80 士 4 5. （1）某多用电表的欧姆挡中间刻度值是“ 15”，一位同学在用它来 测量电阻时，先将选择开

16、关旋至“X 10”挡处，然后进行调零，再将 两支表笔分别与电阻的两个引线接触，结果指针指在刻度值为“100” 至“200”之间，为了使测量更准确，他应该将选择开关旋至 挡处.换挡后必须才能进行测 量.（2）图7-6-24中电源电动势为E,内阻可忽略不计；电流表 具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R 为待测电阻.当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为 U1,电流表 读数为I1 ;当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2.根据已知条 件与测量数据，可以得出待测电阻 R=.根据图7- 6 24所给出的电路，在图7-6-25的各器件实物图之间补画出连接 的导线. 解析：（1）第一次测

17、量时，指针示数过大，所以要选择倍率更大的挡 进行测量，所以要选“X 100”挡.欧姆表每次换挡后都要重新进行 欧姆调零.本题较易.（2）由第一次测量可得电压表内阻为：RV= U1I1, 由于不计电源内阻，所以电流表内阻为：RA= E- U1I1;由第二次测 量可得：R= EI2 RA代入即可得：R = EI2 E- U1I1.答案： （1） X 100 重新调零（2）R= EI2 E-U1I1连线如图6 . （2009? 山东，23）为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系 统.光控开关可采用光敏电阻来控制， 光敏电阻是阻值随着光的照度 而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强

18、照度越大，照度 单位为lx）.某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度（lx） 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻（k Q ） 75 40 28 23 20 18 （1） 根据 表中数据，请在图7-6-26给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化 的曲线，并说明阻值随照度变化的特点. 如图7-6-27所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制 开关自动启动照明系统.请利用下列器材设计一个简单电路，给1、 2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系 统，在虚线框内完成电路原理图.（不考虑控制开关对所设计电路的 影响）提供的器材如下：光敏电阻RP（符号，阻值见上表）；直流