实验测定电源的电动势和内阻讲课文档

实验测定电源的电动势和内阻第1页，共29页。知识梳理

实验原理

第2页，共29页。

数据处理

实验步骤第3页，共29页。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.干电池E(电动势约为1.5V、内电阻大约为1.0Ω)B.电压表V(0~15V)C.电流表A(0~0.6A、内阻0.1Ω)D.电流表G(满偏电流3mA、内阻Rg=10Ω)E.滑动变阻器R1(0~10Ω、10A)F.滑动变阻器R2(0~100Ω、1A)G.定值电阻R3=990ΩH.开关、导线若干(1)为了方便且能较准确地进行测量,其中应选用的滑动变阻器是

R1

(填“R1”或“R2”);第4页，共29页。(2)请画出你所设计的实验电路图,并在图中标上所选用器材的符号;(3)如图所示为某一同学根据他设计的实验,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),由图线可求得被测电池的电动势E=

1.47

V,内电阻r=

0.82

Ω。

第5页，共29页。答案(1)R1(2)电路图如图所示

(3)1.47(1.46~1.48均对)0.82(0.80~0.86均对)第6页，共29页。解析(1)从实验操作方便和安全角度出发,滑动变阻器选小阻值,大电

流的R1;(2)所给器材中电压表量程过大,不能选用,需要把电流表G与R3

串联当作电压表,被测量电源的内电阻很小,电流表相对电源用外接法;

(3)延长图线,图线与纵轴的截距为1.47mA,此时I2=0,则电源电动势E=1.

47mA×(R3+Rg)=1.47V,图线与横轴交点坐标为(0.57A,1.0mA),则有E=

0.1mA×(Rg+R3)=(0.57A+1.0mA)×r,电源内电阻r=0.82Ω。第7页，共29页。深化拓展考点一利用电流表和电压表测电源的电动势和内阻考点二一电表一电阻箱法测电源的电动势和内阻第8页，共29页。实验电路:原理:U1=E-I1r

U2=E-I2r所以测量值E=

r=

使用条件:如果电源内阻r≪RV,则用甲电路;如果电源内阻r≫RA或RA已深化拓展考点一利用电流表和电压表测电源的电动势和内阻知,则用乙电路。第9页，共29页。

1-1

(2019北京理综,21,18分)利用电流表和电压表测定一节干电池的

电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。(1)应该选择的实验电路是图1中的甲

(选填“甲”或“乙”)。图1第10页，共29页。(2)现有电流表(0~0.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:A.电压表(0~15V)B.电压表(0~3V)C.滑动变阻器(0~50Ω)D.滑动变阻器(0~500Ω)实验中电压表应选用

B

;滑动变阻器应选用

C

。(选填相应器

材前的字母)(3)某位同学记录的6组数据如表所示,其中5组数据的对应点已经标在

图2的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。第11页，共29页。序号123456电压U(V)1.451.401.301.251.201.10电流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480图2第12页，共29页。(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=

1.50

V,内电阻r=

0.83

Ω。(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输

出功率P都会发生变化。图3的各示意图中正确反映P-U关系的是

C

。图3第13页，共29页。答案(1)甲(2)BC(3)如图所示

(4)1.50(1.49~1.51)0.83(0.81~0.85)(5)C第14页，共29页。解析(1)干电池内电阻较小,远小于电压表内阻,选用甲电路时电源内

电阻的测量值相对误差小。(2)一节干电池的电动势只有1.5V左右,故

电压表应选用量程较小的B,干电池的内电阻一般只有零点几欧或几欧,

为调节方便,滑动变阻器应选用总阻值与之相差较小的C。(3)作图过程

略,图见答案。(4)由U=E-Ir知U-I图线在U轴上的截距表示E、斜率的绝

对值表示r,由图线可得E=1.50V,r=0.83Ω。(5)由P=IU=

×U=

(UE-U2)可知,P-U图线是一条开口向下的抛物线,故选C。第15页，共29页。1-2用图甲所示电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的

内电阻很小,除蓄电池、开关、导线外,可供使用的器材还有:A.电压表(量程0~3V)B.电流表(量程0~0.6A)C.电流表(量程0~3A)D.定值电阻R0(阻值3Ω,额定功率4W)E.滑动变阻器R(阻值范围0~5Ω,额定电流为2A)(1)电流表应选

B

;(选填器材前的字母序号)(2)根据实验数据作出U-I图像,如图乙所示,蓄电池的电动势E=

2.0

V,

内电阻r=

0.75

Ω。第16页，共29页。

答案(1)B(2)2.00.75第17页，共29页。解析(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻最小,即取0时,电路中有最大

电流Imax≈

=

A≈0.67A,0.67A不到电流表C满偏电流的

,则用C测量时读数误差较大,0.67A和电流表B的最大测量值接近,故选B。(2)根据电路图,由闭合电路欧姆定律可知:U=E-I(r+R0),I=0时,U=E,即纵

截距表示蓄电池的电动势,U-I图线的斜率为-(r+R0),由图线可知斜率k的

绝对值约为

Ω=3.75Ω,r=3.75Ω-R0=0.75Ω。第18页，共29页。考点二一电表一电阻箱法测电源的电动势和内阻实验电路

实验原理E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)E=

r=

E=U1+

rE=U2+

rE=

r=

第19页，共29页。验室提供的器材如下:电压表、电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)、开关、

导线若干。①请根据图1甲所示的电路图,在图1乙中画出连线,将器材连接成实验

电路。

2-1

[2019北京海淀一模,21(2)]研究性学习小组的同学们用如图1甲所

示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r。实第20页，共29页。

图1②某同学开始做实验,先把电阻箱阻值调到最大,再接通开关,然后逐次

改变电阻箱接入电路的阻值R,读取与R对应的电压表的示数U,并将相第21页，共29页。应的数据转化为坐标点描绘在U-

图中。请将图1丙、丁中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图2所示的坐标系中(用“+”

表示),并画出U-

图线;③根据图2中由实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量

值E=

2.93

V,内电阻测量值r=

1.34

Ω。(保留3位有效数字)第22页，共29页。

图2④实验测量都存在误差,关于本实验的误差,下列说法中正确的是

AC

(填选项前的字母)。A.由于读数所引起的误差属于偶然误差第23页，共29页。B.利用图像法处理本实验数据可以减小系统误差C.由于电压表内阻引起的误差属于系统误差D.电压表的内阻越大,其引起的误差越大⑤不同小组的同学分别用不同的电池组(均由同一规格的两节干电池

串联而成)完成了上述的实验后,发现不同电池组的电动势基本相同,只

是内电阻差异较大。同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池

组进一步探究,对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系,以及电池

组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了如

图3所示的P-R和P-U图像。若已知甲电池组的内电阻较大,则下列各图

中可能正确的是

BC

(选填选项的字母)。第24页，共29页。

图3第25页，共29页。答案①如图所示

②如图所示第26页，共29页。

③2.93(2.85~3.00)1.34(1.25~1.40)④AC⑤BC第27页，共29页。解析②电阻箱读数为6.