测定电源电动势

1、测定电源的电动势测定电源的电动势（第一课时第一课时）AV（一）（一）AV（二）（二）例例1：判断下列电路能否测电源电动势和内阻：判断下列电路能否测电源电动势和内阻AV（三）（三） 已知电阻已知电阻AV（四）（四） 已知电阻已知电阻（1）在）在“测定电池的电动势和内阻测定电池的电动势和内阻”实验中，有实验中，有下列器材下列器材干电池：电动势约为干电池：电动势约为1.5V，符号，符号 ；电压表：量程电压表：量程3V，内阻约为，内阻约为3k，符号，符号 ；电流表：量程电流表：量程0.6A，内阻约为，内阻约为1，符号，符号 ；电流表：量程电流表：量程1mA，内阻约为，内阻约为50，符号，符号 ；滑动变

2、阻器：最大阻值为滑动变阻器：最大阻值为20，符号，符号 ；单刀单掷开关一个，符号单刀单掷开关一个，符号 ；导线若干。导线若干。请选择合适的器材，用元件符号画出实验电路图。请选择合适的器材，用元件符号画出实验电路图。VA1A2例例2： 2010年说明中的样卷年说明中的样卷 21.（2）某同学根据实验数据，画出了）某同学根据实验数据，画出了U图像如图所图像如图所示，则干电池的电动势为示，则干电池的电动势为 V，内阻为，内阻为 。（小数点后保留（小数点后保留2位数字）位数字）1.000.10I/AU/V0.200.300.40 0.501.101.201.301.401.500【实验原理 】1实验依

3、据：闭合电路的欧姆定律实验依据：闭合电路的欧姆定律2实验电路：如图实验电路：如图1所示所示图图1图图2基础再现基础再现深度思考深度思考本课栏目开关本课栏目开关实验九实验九 测定电池的电动势和内阻测定电池的电动势和内阻思考：思考：如内阻较小，又如内阻较小，又该如何处理数据？该如何处理数据？例例4.同学们知道同学们知道,将两个金属电极插入水果中就可以做成将两个金属电极插入水果中就可以做成一个水果电池，如图一个水果电池，如图4所示所示,但日常生活中我们很少但日常生活中我们很少用用“水果电池水果电池”,这是为什么呢这是为什么呢?某学习小组的同学某学习小组的同学准备就此问题进行探究准备就此问题进行探究.

4、 （1）同学们通过查阅资料知道将锌、）同学们通过查阅资料知道将锌、 铜两电极插入水果中铜两电极插入水果中,电动势大约会有电动势大约会有1 伏多一点伏多一点.晓宇同学找来了一个苹果做晓宇同学找来了一个苹果做 实验实验,当用量程为当用量程为03 V、内阻约、内阻约50 k 的伏特表测其两极时读数为的伏特表测其两极时读数为0.96 V.但当但当 图图4 他将四个这样的水果电池串联起来给标称值为他将四个这样的水果电池串联起来给标称值为“3 V,0.5 A”的小灯泡供电时的小灯泡供电时,灯泡并不发光灯泡并不发光.检查灯检查灯泡、线路均没有故障泡、线路均没有故障,而用伏特表测量其电压确实能而用伏特表测量其

5、电压确实能达到达到3 V多多.据您猜想据您猜想,出现这种现象的原因应当是出现这种现象的原因应当是 （不要求写分析、推导过程）（不要求写分析、推导过程）.水果电池的内阻太大水果电池的内阻太大（2）晓宇同学用欧姆表直接测）晓宇同学用欧姆表直接测“苹果电池苹果电池”的两的两极，读得此时的读数为极，读得此时的读数为30 .小丽同学用灵敏电流表小丽同学用灵敏电流表直接接直接接“苹果电池苹果电池”的两极，测得电流为的两极，测得电流为0.32 mA，根据前面用伏特表测得的根据前面用伏特表测得的0.96 V电压，由全电路欧姆电压，由全电路欧姆定律得：定律得：r r= =3.0 k.因而晓宇同学说因而晓宇同学说

6、“苹果电池苹果电池”的内阻为的内阻为30 ，而小丽同学则说是，而小丽同学则说是3 k.请你判断，用晓宇或小丽同学的方法测量请你判断，用晓宇或小丽同学的方法测量“苹果电苹果电池池”的内阻，结果是否准确，为什么？请分别说明的内阻，结果是否准确，为什么？请分别说明理由理由.IE（3）若实验室除了导线和开关外）若实验室除了导线和开关外,还有以下一些器材可还有以下一些器材可供选择供选择:A.电流表电流表A1（量程为（量程为00.6 A,内阻为内阻为1 ）B.灵敏电流表灵敏电流表A2（量程为（量程为00.6 mA,内阻为内阻为800 ）C.灵敏电流表灵敏电流表A3（量程为（量程为0300 A,内阻未知）内

7、阻未知）D.滑动变阻器滑动变阻器R R1（最大阻值约（最大阻值约10 ）E.滑动变阻器滑动变阻器R R2（最大阻值约（最大阻值约2 k）F.定值电阻（阻值定值电阻（阻值2 k）G.变阻箱（变阻箱（09 999 ） 为了能尽可能准确测定为了能尽可能准确测定“苹果电池苹果电池”的电动势和内阻的电动势和内阻,实验中应选择的器材是实验中应选择的器材是 （填器材前的字母代号）（填器材前的字母代号）.在下面方框中画出应采用的电路在下面方框中画出应采用的电路.解析解析 （1）水果电池的内阻太大）水果电池的内阻太大（2）晓宇的方法不正确，因为水果电池本身有电动）晓宇的方法不正确，因为水果电池本身有电动势，当用

8、欧姆表直接接势，当用欧姆表直接接“苹果电池苹果电池”的两极时，欧的两极时，欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联，影响测量的结果，故测不准联，影响测量的结果，故测不准.小丽同学测量的误差也很大小丽同学测量的误差也很大.理想状态下用电流表测理想状态下用电流表测得的是短路电流，伏特表测得的应当是电源电动势，得的是短路电流，伏特表测得的应当是电源电动势，但由于水果电池的内阻很大，伏特表的内阻不是远但由于水果电池的内阻很大，伏特表的内阻不是远大于水果电池的内阻，故其测得的电动势误差大，大于水果电池的内阻，故其测得的电动势误差大，算得的内阻亦不准确算

9、得的内阻亦不准确.（3）B、G 如图所示如图所示答案答案 见解析见解析如已知只有量程为如已知只有量程为2V伏特表伏特表电位器电位器(阻值范围阻值范围030 k)灵敏电流表灵敏电流表A（量程为（量程为00.6 mA,内阻为内阻为800 ）电键导线若干电键导线若干请设计电路图、说明数据处理方法请设计电路图、说明数据处理方法测定电源电动势的设计性实验是高考的重点测定电源电动势的设计性实验是高考的重点回顾学生实验测量方法：回顾学生实验测量方法：思考：思考：大内阻电池能用此电路测定吗？大内阻电池能用此电路测定吗？系统误差原因分析系统误差原因分析r 测测 r真真 AV甲AV乙E测测 E真真E测测 = E真

10、真1U.2U-.真真E测测EIU1VI2VI1I2I1U.2U.测测EIU1AU2AU1I2I真真真真测测rRvRvrr真真真真测测ErRvRvEARrr测测真真测测EE 2. 2. 实验考查的趋向实验考查的趋向课本实验课本实验一般设计性实验的设计思路一般设计性实验的设计思路实验目的实验目的实验要求实验要求实验器材实验器材实验原理实验原理课本实验基础上的拓展课本实验基础上的拓展一般设计性实验一般设计性实验例例2：在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，：在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材备有下列器材A干电池干电池E（电动势约（电动势约1.5V，内阻小于，内阻小于1.5）；

11、）；B电流表电流表G（满偏电流（满偏电流2 mA，内阻，内阻10）C电流表电流表A（00.6A，内阻约，内阻约0.1）；）；D电压表电压表V（15V内阻约内阻约20k）；）；E. 滑动变阻器滑动变阻器R1（020，1A）；）；F滑动变阻器滑动变阻器R2（01k，1A）；）；G定值定值电阻电阻R3=990；H开关、导线若干开关、导线若干为了方便且能较准确地进行测量，应选用滑动变阻为了方便且能较准确地进行测量，应选用滑动变阻器器 （填序号）；（填序号）；请在所给方框内画出利用请在所给方框内画出利用本题提供器材所设计的测量本题提供器材所设计的测量电池电动势和内电阻的实验电池电动势和内电阻的实验电路图

12、；电路图；E AR3R1ESG电表改装电表改装！（4）某同学根据他设计的实验测出了六组）某同学根据他设计的实验测出了六组I1(电流电流表表G的示数的示数)和和I2（电流表（电流表A的示数），请在所给坐的示数），请在所给坐标纸上作出标纸上作出I1和和I2的关系图线；的关系图线；AR3R1ESGI1/mA1.401.361.351.281.201.07I2/A0.100.150.230.250.350.50I1/mAI2/A1.01.11.21.30.11.41.50.2 0.3 0.4 0.5 0.60（5）根据图线可得，被测电池的电动势为）根据图线可得，被测电池的电动势为 V；内阻为内阻为 （

13、保留（保留3位有效数字）位有效数字） I1/mA1.401.361.351.281.201.07I2/A0.100.150.230.250.350.501.48 0.800 【例例1 】 (2010广东理综广东理综34(2)某同学利用电压表和电阻箱某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R05 )一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图6(a)在图在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接下电路的连接（b）

14、图6考点一考点一 实验的理解和应用实验的理解和应用本课栏目开关本课栏目开关请完成下列主要实验步骤：请完成下列主要实验步骤：A检查并调节电压表指针指零；检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图调节电阻箱，示数如图(c)所示，所示，读得电阻值是读得电阻值是 _；B将开关将开关S1闭合，开关闭合，开关S2断开，断开，电压表的示数是电压表的示数是1.49 V；C将开关将开关S2 _，电压表，电压表的示数是的示数是1.16 V；断开开关；断开开关S1.使用测得的数据，计算出干使用测得的数据，计算出干电池的内阻是电池的内阻是 _ (计算结果保留两位有效数字计算结果保留两位有效数字)由于所用电压表不是

15、理想电由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际压表，所以测得的电动势比实际值偏值偏_(填填“大大”或或“小小”)20 闭合闭合 0.69 小小 图6课堂探究课堂探究突破考点突破考点本课栏目开关本课栏目开关实验九实验九 测定电池的电动势和内阻测定电池的电动势和内阻考点二考点二 测电动势和内阻的其他方法测电动势和内阻的其他方法【例【例2】图】图7是利用两个电流表是利用两个电流表A1和和A2测量干电池电动势测量干电池电动势E和内和内阻阻r的电路原理图图中的电路原理图图中S为开关，为开关，R为滑动变阻器，固定电阻为滑动变阻器，固定电阻R1和电流表和电流表A1内阻内阻r1之和为之和为10 0

16、00 (比比r和滑动变阻器的总电和滑动变阻器的总电阻都大得多阻都大得多)，A2为理想电流表为理想电流表(1)按电路原理图在图按电路原理图在图8虚线框内各实物图之间画出连线虚线框内各实物图之间画出连线 图7图8本课栏目开关本课栏目开关(2)在闭合开关在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端前，将滑动变阻器的滑动端c移动至移动至_(填填“a端端”、“中央中央”或或“b端端”)(3)闭合开关闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读至某一位置，读出电流表出电流表A1和和A2的示数的示数I1和和I2.多次改变滑动端多次改变滑动端c的位置，得的位置，得到的数据为到的数据为I1

17、/mA0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2/mA48040032023214068(4)利用所得曲线求得电池的电动利用所得曲线求得电池的电动势势E_ V，内阻，内阻r_ .(保留两位小数保留两位小数)(5)该电路中电池输出的短路电流该电路中电池输出的短路电流I短短_ A.b端端1.490.602.5在图在图9所示的坐标纸上以所示的坐标纸上以I1为纵为纵坐标、坐标、I2为横坐标画出所对应的为横坐标画出所对应的I1I2曲线曲线 .图9课堂探究课堂探究突破考点突破考点本课栏目开关本课栏目开关实验九实验九 测定电池的电动势和内阻测定电池的电动势和内阻3.某同学为了较精确地测

18、量某一节干电池的电动势和内阻，某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材：实验室准备了下列器材：A待测干电池待测干电池E(电动势约为电动势约为1.5 V，内阻约为，内阻约为1 )B电流表电流表G(满偏电流满偏电流3.0 mA，内阻为，内阻为100 )C电流表电流表A(量程量程00.6 A，内阻约为，内阻约为1 )D滑动变阻器滑动变阻器R1(010 ，额定电流为，额定电流为2 A)E滑动变阻器滑动变阻器R2(01 k，额定电流为，额定电流为1 A)F定值电阻定值电阻R0(阻值为阻值为900 )G开关一个，导线若干开关一个，导线若干(1)为了能比较准确地进行测量，为了能

19、比较准确地进行测量，同时还要考虑操作的方便，同时还要考虑操作的方便，实验中滑动变阻器应选实验中滑动变阻器应选_(2)根据题意在图根据题意在图15中中画出该实验所需要的电路图画出该实验所需要的电路图图图15D随堂训练随堂训练能力达标能力达标本课栏目开关本课栏目开关实验九实验九 测定电池的电动势和内阻测定电池的电动势和内阻(3)根据电路图，将实物图16连接起来，组成完整的电路图图16随堂训练随堂训练能力达标能力达标本课栏目开关本课栏目开关实验九实验九 测定电池的电动势和内阻测定电池的电动势和内阻 (4)如图如图17所示，是某同学根据正确的实验得到的数据作出所示，是某同学根据正确的实验得到的数据作出

20、的图线，其中，纵坐标的图线，其中，纵坐标I I1为电流表为电流表G的示数，横坐标的示数，横坐标I I2为电为电流表流表A的示数，由图可知，被测干电池的电动势为的示数，由图可知，被测干电池的电动势为_ V，内电阻为内电阻为_ (保留两位有效数字保留两位有效数字)图图171.40.67随堂训练随堂训练能力达标能力达标本课栏目开关本课栏目开关实验九实验九 测定电池的电动势和内阻测定电池的电动势和内阻例例2：在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，：在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材备有下列器材A干电池干电池E（电动势约（电动势约1.5V，内阻小于，内阻小于1.5）；）；B电流表

21、电流表G（满偏电流（满偏电流2 mA，内阻，内阻10）C电流表电流表A（00.6A，内阻约，内阻约0.1）；）；D电压表电压表V（15V内阻约内阻约20k）；）；E. 滑动变阻器滑动变阻器R1（020，1A）；）；F滑动变阻器滑动变阻器R2（01k，1A）；）；G定值定值电阻电阻R3=990；H开关、导线若干开关、导线若干为了方便且能较准确地进行测量，应选用滑动变阻为了方便且能较准确地进行测量，应选用滑动变阻器器 （填序号）；（填序号）；请在所给方框内画出利用请在所给方框内画出利用本题提供器材所设计的测量本题提供器材所设计的测量电池电动势和内电阻的实验电池电动势和内电阻的实验电路图；电路图；E

22、 AR3R1ESG电表改装电表改装！（3）I1和和I2的函数关系式是的函数关系式是I1= ； （4）某同学根据他设计的实验测出了六组）某同学根据他设计的实验测出了六组I1(电流电流表表G的示数的示数)和和I2（电流表（电流表A的示数），请在所给坐的示数），请在所给坐标纸上作出标纸上作出I1和和I2的关系图线；的关系图线；AR3R1ESGrRRErRRrIIgg 3321或：或：ggRRERRrII 3321I1/mA1.401.361.351.281.201.07I2/A0.100.150.230.250.350.50I1/mAI2/A1.01.11.21.30.11.41.50.2 0.3

23、0.4 0.5 0.60（5）根据图线可得，被测电池的电动势为）根据图线可得，被测电池的电动势为 V；内阻为内阻为 （保留（保留3位有效数字）位有效数字） I1/mA1.401.361.351.281.201.07I2/A0.100.150.230.250.350.501.48 0.800 基本测量方法基本测量方法 例例3：（：（09北京卷）北京卷）21（2）某同学通过查找资）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个电池的电动势E 和内电阻和内电阻r，但是从实验室只借到，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大

24、阻值为一个开关、一个电阻箱（最大阻值为9.999，可当，可当标准电阻用）标准电阻用） 一只电流表（量程一只电流表（量程Ig=0.6A，内阻，内阻rg=0.1）和若干导线。）和若干导线。 请根据测定电动势请根据测定电动势E内电阻内电阻r的要求，设计图的要求，设计图4中中器件的连接方式，画线把它们连接起来。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接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读取与，读取与R对应的电流表的示数对应的电流表的示数I，并作记录当电阻箱的阻值，并作记录当电阻箱的阻值R=2.6时，其对应的电流表的示数如图时，其对应的电流表的示数如图5所示。处理所示。处理实验

25、数据时首先计算出每个电流值实验数据时首先计算出每个电流值I 的倒数；再制作的倒数；再制作R-1/I坐标图，如图坐标图，如图6所示，图中已标注出了（所示，图中已标注出了（R，1/I）的几个与测量对应的坐标点，的几个与测量对应的坐标点，请你将与图请你将与图5实验数据对应的实验数据对应的坐标点也标注在图坐标点也标注在图6中上。中上。 在图在图6上把描绘出的坐标点上把描绘出的坐标点连成图线。连成图线。 根据图根据图6描绘出的图线可得描绘出的图线可得出这个电池的电动势出这个电池的电动势E= V,内电阻内电阻r= )(1grrIER 1.5（1.461.54） 0.3（0.250.35） 例例4：现要求用

26、下列所提供的器材测量一节干电池：现要求用下列所提供的器材测量一节干电池的电动势的电动势E.干电池（电动势约为干电池（电动势约为1.5V，内阻未知），内阻未知）电流表（量程电流表（量程10mA，内阻为，内阻为3040）阻值为阻值为100和和150的定值电阻各一个的定值电阻各一个开关开关S1 、S2导线若干导线若干（1）根据所给器材，要求测量尽可能精确，请设）根据所给器材，要求测量尽可能精确，请设计一个测量一节干电池电动势的电路。计一个测量一节干电池电动势的电路。 解析：思路：由于只有一个电流表和两个定值电阻，解析：思路：由于只有一个电流表和两个定值电阻，所以可以考虑用电流表、电阻箱（两个定值电阻

27、相所以可以考虑用电流表、电阻箱（两个定值电阻相当于电阻箱的两次读数）测电源的电动势。当于电阻箱的两次读数）测电源的电动势。根据分析的思路，我们可以设计出如下两个电路：根据分析的思路，我们可以设计出如下两个电路：mAR1R2S1S2E r甲甲mAR1R2S1S2E r乙乙进一步分析：进一步分析：两个电路原理图中，哪一个电路合理？两个电路原理图中，哪一个电路合理？看看已知的物理量进行估算看看已知的物理量进行估算干电池（电动势约为干电池（电动势约为1.5V，内阻未知），内阻未知）电流表（量程电流表（量程10mA，内阻为，内阻为3040）阻值为阻值为100和和150的定值电阻各一个的定值电阻各一个甲电

28、路合理甲电路合理（2）在所选择的电路原理图中，）在所选择的电路原理图中， R1应选择阻值为应选择阻值为的定值电阻的定值电阻.150（3）在该实验中需要测出那些物理量？）在该实验中需要测出那些物理量？闭合开关闭合开关S1、S2时，电流表的读时，电流表的读数数I1；闭合开关；闭合开关S1、断开、断开S2时，时，电流表的读数电流表的读数I2 （4）写出用已知量和测得量表示的写出用已知量和测得量表示的待测干电池的电动势表达式。待测干电池的电动势表达式。 mAR1R2S1S2E r甲甲22121RIIIIE 闭合开关闭合开关S1、S2时，电流表的读数时，电流表的读数I1：)(11rRREIg 闭合开关闭合开关S1、断开、断开S2时，电流表的读数时，电流表的读数I2 ：)(212rRRREIg 可得：可得：除了导线和开关外除了导线和开关外, ,还有以下一些器材可供选择还有以下一些器材可供选择A.A.电流表电流表A A1 1( (量程为量程为0 00.6 A,0.6 A,内阻为内阻为1 )1 )B.B.灵敏电流表灵敏电流表A A2 2( (量程为量程为0 00.6 mA0.6 mA, ,内阻为内阻为800 )800 )C.C.灵敏电流表灵敏电流表A A3 3( (量程为量程为0 0300 A300 A, ,内阻未知