7 实验：电池电动势和内阻的测量（教师版）.docx

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1、A.一只电流表和一个电阻箱B.一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器C.一只电压表和一个电阻箱D.一只电流袁和一个滑动变阻器课程主题：实验：电池电动势和内阻的测量授课时间：学习目标1 .理解实验思路，掌握测定电池的电动势和内阻的方法。2 .掌握实验相关物理量的测量方法，会用图像法求电动势和内阻。3 .掌握实验数据分析方法，掌握一次函数知识在物理实验图像中的应用。教学内容灸进门测信1.1.假设要测定电池的电动势和内阻，已有待测电池、开关和导线，再配合以下哪组仪器，可以到达实验目的A.测出两组I、U的数据,代入方程组E=Ui+Iir和E=U2+I2求出E和rB.多测几组I、U的数据,求出几组E、r

2、,最后分别求出其平均值C.测出多组I、U的数据,画出U-I图象，再根据图象求出E、rD.多测儿组I、U的数据,分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E,再用2.以下给出多种伏安法测电池的电动势和内电阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，又直观、简便的是A.电源的电动势为50 VB.25C.电源的内阻为一Q3D.电源的短路电流为6A闭合电路欧姆定律求出电池内电阻r3.如下图的图线表示某电池组的输出电压与电流的关系（U-I图线），根据图象，以下分析正确的选项是电源的电动势为30 V【答案】1 .【答案】ABC【解析】由闭合电路欧姆定律E=U+Ir知，A、B、C正确，D错误.2

3、 .【答案】C1IiB K3、某研究性学习小组利用如图1所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如以下图2所 示的R J.图线，其中R为电阻箱读数，/为电流表读数，由此可以得到 =V,r =Q oio7c E,ro-A图1【答案】2.93.1 0.9知识点三：数据处理【知识梳理】.平均数值：运用解方程=U+6,求解电动势和内电阻.为了减小实验误差，应该利用U、/值多求几 组电动势和内电阻的值，算出它们的平均值，即石=g +62 + +纥,n/+.+,， n1 .图象法：据=。+,可得U = E/r.即对于、一定的电源，根据测量的U、/值描绘出一条 U-/图线，如下图，它是一条斜向

4、下的直线，这条直线与纵轴的交点表示电动势,与横轴，的交点表 示短路电流/（）,图线的斜率的绝对值表示内阻厂.10斜率I k |二内阻尸要点诠释：(1)物理实验中通过作图得到实验结果的方法叫图象法，它是一种应用很广泛的处理实验数据的方法.它 不但能减小测量结果的误差，而是具有更简便、更直观的特点.(2)尽量多测几组。、/数据(一般不少于6组)，且数据变化范围要大些.(3)作图象时，让尽可能多的点落在直线上，不落在直线上的点应均匀分布在直线两侧.知识点四：误差分析【知识梳理】L偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-/图象时描点不很准确.2.系统误差：来源于电压表的分流.由于电压表的分流

5、作用，使电流表示数/小于电池的输出电流/度，导致电源电动势和内阻的测量值&那么和奥都比真值E真和慎小.具体分析可采用以下几种方法:(1)理论分析法对于测量电路，由闭合电路的欧姆定律得石测+/透那么，4 =。2+，2劭，解得：测 T ， 网一厂.假设考虑电压表的分流作用，方程修正为：e真=q+(4+江解得二口真U -URv11UU?UUJ比拟得e测4，彳那么真（2）图象修正法由于电压表分流4，使电流表示数/小于电池的输出电流/真./真=/+,而 大.它们的关系如下图.实测的图线为A3,经过修正后的图线为可看出的斜率绝对值和在纵轴上截距都小于43 ,即实测的和r都小于真实值.（3）等效电源法假设把

6、图中的R和电流表看成外电路，那么电压表可看成内电路的一局部，故实际测出的是电池和电压表整体等 效的1和E因电压表和电池并联故等效内阻最小于电池内阻播.外电路断开时电压表与电源E真，小于电池电动势E真.构成闭合回路，此时。两点间的电压U.即为等效电动势后=/测八bb石真，r真E测，r测3.伏安法测E、还可接成如下图电路.12该测量电路存在的系统误差是因为电流表的分压作用导致的.因为U真=。测+。：=。测+及4 此为电流表的内阻，这样在U-/图线上对应每一个/应加上一修正值 = /&，由于此很小，所以在 /很小时，。趋于零，/增大，。也增大，理论与测量值的差异如下图.由图可知：石测二石真，如飞（内

7、阻测量误差非常大）.另外两种误差的分析方法请自行分析.要点诠释：一般电源的内阻都较小，与电流表的内阻相差不大，而电压表的内阻远大于电源内阻，也远大于测量电路中 的外电阻，所以为减小误差，我们采用如图甲所示的电路.而不采用如图乙所示的电路进行测量.【例题精讲】 例3.用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻广，所用电路如图甲所示，一位同学测得的6组数据 如下表所示.组别123456电流A10.120.200.310.320.500.5713电压U/V1.371.321.241.181.101.05(1)试根据这些数据在图乙中作出U-/图线.(2)根据图线求出电池的电动势=V,电池的内电阻r=Q.

8、(3)假设一位同学未画出图线，只选用其中两组。和/数据，可利用公式=。+,算出和人 这样做可能得出误差较大的结果.选用第 组和第 组数据，求得石、厂的误差最大.【答案】(1)见解析(2) 1.46 0.71 (3) 3 4【解析】此题主要考查用作图法处理实验数据.(1)作图时先建立坐标系，建立坐标系时纵轴的电压应从1.00 V开始取点，再进行描点，然后连线.在连 线时发现坐标(。.32, 1.18)显然不在直线上，所以应将此点舍掉.连线如下图.(2)连成线后，将线延长分别与两坐标轴相交，在纵轴的截距为1.46 V,此即为电动势.再利用点(0.12, 1.37)和点(0.57, 1.05)可求出

9、这条直线的斜率的绝对值.Q x 0.7 IQ o(3)选用第3组和第4组数据求得的结果误差最大.由图知，当过第3组和第4组数据作直线时，此直线 与原直线偏离最大，因此误差最大.【总结升华】(1)作图线时，应让尽量多的点落在直线上，个别误差大的点要舍去(例如本图中的第4个 点).(2)为有效利用坐标纸的空间，纵坐标可以不从零开始，这样描出的点分布区域较大，既方便作图，又可 以提高数据处理和测量结果的准确性.14(3)纵坐标不从零开始时，求直线的斜率时要用r二，而不用 = ,因为此时直线与横轴交点不表 A/I示短路电流.例4.某同学设计了一个如图甲所示的实验电路用以测定电源电动势和内阻，使用的实验

10、器材为：待测干电池组(电动势约3V)、电流表(量程(4).6A,内阻小于1Q)、电阻箱(099.99。)、滑动变阻器(0H0Q)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线假设干.考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略.(1)该同学按图甲连线，通过控制开关状态，测量电流表内阻约为0.20。.试分析该测量产生误差的原因是 O(2)简要写出利用图甲所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤：;.(3)如图乙所示是由实验数据绘出的R图象，由此求出待测干电池组的电动势=V,内阻Ir=Q .(计算结果保存三位有效数字)甲 乙【答案】(1)见解析(2)见解析(3) 均可)2.37 ( 2.272.47均可)

11、 【解析】(1)满偏时滑动变阻器的阻值与电流表的阻值之比偏低；电阻箱的阻值不能连续调节.(2)断开K,将R调至最大值，S掷向。；调节H直到电流表指针有足够偏转，改变R值测出几组/随R变化的数据.F1D_i_ r(3)由闭合电路欧姆定律得/=，即有一=一+一oR + R.+rI EE/I即图象中斜率截距人=&.EE15 代入数据可得：石出2.86V, r2.37Q.【总结升华】此题通过对实验原理的理解与实验过程的操作以及对实验数据的处理与实验误差的分析，侧重 于考查了考生对实验原理的理解与迁移能力.在用图象处理数据时首先应根据闭合电路的欧姆定律找到横纵 坐标物理量的函数关系式.以明确其斜率，截距

12、的物理含义，然后由给定图象求出相关物理量.【巩固练习】1、某同学用如下图的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势和内电阻小R为电阻箱。干电 池的工作电流不宜超过0.5A。实验室提供的器材如下：电压表（量程（H3V,内阻约3kQ）,电阻箱（阻 值范围0999.9。）；开关、导线假设干。请根据电路图，在图中画出连线，将器材连接成实验电路。 实验时，改变电阻箱R的值，记录下电压表的示数U,得到如下表所示的假设干组R、。的数据。12345678910电阻R/Q60.535.220.013.79.95.84.33.52.92.5电压U/V2. 582. 432. 222.001.781.401. 1

13、81.050. 930. 85根据实验数据绘出如下图的图线。U R由图象得出电池组的电动势石=V,内电阻 QoR关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，以下说法正确的选项是A.电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差B.同学读电压表读数引起的误差属于系统误差16C.本实验用图象法处理数据可以减小偶然误差D.如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差【答案】如图 CD知识点五：考前须知【知识梳理】.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内电阻宜大些(选用已使用过一段时间的1号干电池).1 .干电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内电阻厂会明显增大，故长时间放电时 电流不宜

14、超过0.3A,短时间放电不宜超过0.5 A.因此，实验中不要将R调得过小，读电表示数要快，每 次读完立即断电.2 .合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差.测一节或二节干电池的电动势和内电阻时，电压 表一般选取SSV量程，电流表一般选取(M).6 A量程.3 .要测出不少于6组/、。数据，且变化范围要大些.用方程组求解时，要将测出的，/、。数据中，第1 和第4为一组。第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出石、一再取平均值.4 .在画图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧.个别偏离直线太远的 点舍去不予考虑.这样，就可使偶然误差得到局部的抵消，从而提高测量精

15、度.5 .干电池内阻较小时U的变化较小，坐标图中数据点将呈现如图甲所示的状况，下面大面积空间得不到利 用，为此可使坐标不从零开始，如图乙所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小些.此时图线与横轴 交点不表示短路电流，计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用卜=|箸卜一算出电池的内阻r.170.50 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 /A54321O 1 1 10.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 I/A知识点六：测定电源电动势和内电阻的其他方法【知识梳理】知识点七：实验仪器的选择【知识梳理】本实验的系统误差来源于未计电压表的分流.为减小误差，需要减小电压表的分流.减

16、小电压表分流的方法18 有两方面：一是选择阻值范围小的滑动变阻器，二是在满足量程要求的前提下选取内阻较大的电压表.由于 选用了阻值范围小的滑动变阻器，所以电路中电流较大，因而，还需要滑动变阻器的额定电流较大.综上所 述，本实验中滑动变阻器的选择原那么是：阻值范围较小而额定电流较大；电压表的选择原那么是：在满足量程 要求的前提下选取内阻较大的；电流表的选择需根据电源电动势和选用的滑动变阻器来确定.要点诠释：（1）选取电压表、电流表时不要认为量程越大越好。应使指针偏转大一些，以减小读数时的相对误差.（2）滑动变阻器的选取以调节方便为原那么，既需考虑最大阻值，又要看额定电流是否符合要求.知识点八：实

17、验步骤【知识梳理】11、电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图连接好电路。2、把变阻器的滑动片移动到一端使阻值最大。3、闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（/、U） o用同样方法测量几组值。4、翻开电键，整理好器材。5、处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。知识点九：能源与可持续开展【知识梳理】一、能量转移或转化的方向性1 .能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体 转移到别的物体,在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。2 .能量转移或转化的方向性:一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆

18、的。这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行，因此能量的转化过程有些是可以 自然发生的,有些那么不能。3 .能量耗散:例如，电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成内能和光能,热和光被其他物质吸收之 后变成周围环境的内能,我们很难把这些内能收集起来重新利用。这种现象叫作能量的耗散。能量的耗散是 从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性。4 .能源危机的含义:能量的耗散说明，在能源的利用过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的品质上降低 T,从便于利用的能源变成不便于利用的能源。二、能源的分类与应用1.能源的分类煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中

19、使用的主要能源。这类能源又叫作化石能源。化石能源无19【解析】A只能测量两组数据求出E、r,偶然误差较大；B中计算E、r平均值虽然能减小误差，但太繁 琐；D中分别求I、U的平均值是错误的方法.3.【答案】A【解析】由U-I图象知：E=50V,因坐标原点为(0, 20),故1=6 A不是电池组的短路电流，U r =AZU r =AZ50-206引起偶然误差的原因：(1)电表读数视差或电表接线柱接触不良。(2)每次读完电表示数没有立即断电,而是长时间闭合开关，甚至改变变阻器阻值的 全过程中始终通电，造成电池电动势日咸小,内阻厂增大。(3)用图像法求石和厂时作图不准确。a劭幡褂知识点一：实验原理【知

20、识梳理】测定电池的电动势和内阻的基本原理是闭合电路的欧姆定律，但是根据不同的实验器材和闭合电路的欧姆定 律的不同表达式，采用的方法是不同的，常用的有以下三种.1.伏安法测和(1)实验电路如下图.O-E,r S(2)实验原理根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir,改变外电路电阻R,用电流表和电压表测出两组总电流，/P4和路 端电压。2,即可得到两个欧姆定律方程：=5+/和 =。2+，2人 解此方程组可得电源的电动势 法在短时间内再生,所以这类能源叫作不可再生能源。水能、风能、潮汐能等能源，归根结底来源于太阳能。这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源。2,能源的应用：太阳能发电、水力发电、风能发电、

21、核能发电等。三、能源与社会开展1 .人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、煤炭时期、石油时期。2环境污染:温室效应、形成酸雨、产生光化学烟雾等。3.可持续开展的核心是追求开展与资源、环境的平衡:既满足当代人的需求，又不损害子孙后代的需求。一方 面要大力提倡节能,另一方面要开展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环 境的污染程度低的清洁能源，推动形成人与自然和谐开展的生态文明。【例题精讲】.能量遵从能量守恒定律，所以能源是取之不尽、用之不竭的，不需要节约能源。（）1 .能源是有限的，特别是常规能源,如煤、石油、天然气等。（）.大量消耗常规能源会使环境恶化,故应提

22、倡开发利用新能源。（）2 .核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大，所以全球要禁止开展核能。（）【答案】X V VXI偏堂检侧*1 .用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。电池的电动势约6 V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：电流表Ai（量程030 mA）;电流表A2（量程。100 mA）;电压表V（量程06 V）;滑动变阻器Ri（阻值0-5 Q）;滑动变阻器R2（阻值0-300。）；开关S一个,导线假设干条。某同学的实验过程如下：设计如图甲所示的电路图，正确连接电路。将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴,1为横

23、轴，得到如图乙所示的图线。断开开关，将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他局部保持不变。重复中的步骤，得到另一条U-I图线，图线与横轴I的交点坐标为（Io,。）,与纵轴U的交点坐标为（O,Uo）。A 1(A)R-/E,r S1LC甲20回答以下问题：（1）电流表应选用，滑动变阻器应选用 O由图乙中的图线,得电源内阻=Q。用Io、Uo和r表示待测电阻的表达式Rx=，代入数值可得RXo假设电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位 置,两种情况相比，电流表示数变化范围,电压表示数变化范围 o （均选填“相同”或“不同”）2 .在“测定电源的

24、电动势和内阻”的实验中洛有以下器材：A.待测的干电池一节B.电流表A（量程。3 mA,内阻Rgi=10 Q）C.电流表A2（量程。0.6 A,内阻Rg2=0.1 Q）D.滑动变阻器Ri（020 QJ.O A）E.电阻箱 Ro（O999.9 Q）F.开关和假设干导线某同学发现上述器材中没有电压表,他想利用其中的一个电流表和电阻箱改装成一块电压表，其量程为。3 V,并设计了图甲所示的a、b两个参考实验电路（虚线框内为改装电压表的电路），其中合理的是（选填“屋 或“b”）电路，此时Ro的阻值应取 Qob甲图乙为该同学根据合理电路所绘出的L-L图像（L为电流表Ai的示数上为电流表A2的示数）,根据该图

25、线可 得被测电池的电动势E=V,内阻r=Qo211.20 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 A乙3.图甲是利用两个电流表Ai和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。图中S为开关,R为滑动变阻器，定值电阻Ri和A1内阻之和为10 000 Q(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多),A2为理想电流表。Er S1乙(1)按电路原理图在图乙虚线框内各元件之间画出连线。(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至(填“a端”中央”或“b端”)。(3)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A和A2的示数Ii和卜。屡次改变滑动端c的位置，得到的数据如下:Ii/mA0.120

26、0.1250.1300.1350.1400.145b/mA48040032023214068在图丙所示的坐标纸上以L为纵坐标、L为横坐标画出对应的I1-L图线。0.1600.1500.1400.130A /mA)2()0 300 4(0 500丙0.1200呼(4)利用所得图线求得电源的电动势E=/mAV,内阻厂 Qo (均保存两位小数)22224.小明在做“测量电源电动势和内阻”的实验，干电池的电动势约为1.5 V,内阻约为0.2 Q,还有电压表V（03 V,内阻约为3kQ）、电流表A（00.6A,内阻为0.80Q）、滑动变阻器R（最大阻值10。）等器材。（1）为了更准确地测出电源电动势和内

27、阻，请在虚线框中画出实验电路图。在实验中测得多组电压和电流值，得到如下图的U-I图线，由图可得出该电源电动势E=V,内阻r=Q。（结果均保存两位小数）请结合你设计的电路图和U-I图线对实验结果进行误差分析。5 .在“测定一节干电池的电动势和内阻”的实验中，实验室备有以下器材供选用：A.干电池（电动势E约为1.5 V,内阻r约为1.0 Q）;B.电流表G（满偏电流为2.0 mA,内阻Rg=10 Q）;C.电流表A（量程。0.6 A,内阻约为0.5 Q）;D.滑动变阻器R（020 Q,10 A）;E.定值电阻Ro（阻值为990 Q）;F.开关和导线假设干。两组同学分别采用了不同实验方案进行实验。一

28、组同学设计的实验电路如图甲所示，并利用以上器材正确连接好电路，进行了实验测量。根据他们的实验 设计，完成以下问题:闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P至某一位置，记录电流表G的示数Ii和电流表A的 示数12；屡次改变滑片P的位置，得到多组数据。在图乙所示的坐标纸上建立LI坐标系，并已标出了与测量数 据对应的5个坐标点。请根据所标各点在图中描绘1“2图线。E, r S11P n 甲23/ /mA利用所画图线求得电源的电动势E=V,电源的内电阻厂 Q。(结果均保存两位小数)丙另一组同学采用滑动变阻器和一个多用电表来测定电池的电动势和内阻。实验原理如图丙所示。当变阻器 为某一阻值时，用多用电表的直流电

29、压挡测出变阻器两端的电压U,再卸去变阻器一个接线柱的导线，把多用电 表串联在电路中，用直流电流挡测出通过变阻器的电流Io随后改变变阻器的电阻,重复上述操作，获得多组 U、I数据，并计算得出实验结果。这个实验方案在测量原理上的主要缺点是【答案】1 .答案A2 R2 (2)25 (3)-r (4)相同不同解析(1)由电路图可以看出,滑动变阻器采用限流式接法，故滑动变阻器应选R2；根据题意，电池内阻和待测电 阻阻值均为数十欧，又知电池的电动势约为6 V,由欧姆定律可知电路电流数十毫安，电流表Ai量程太小，故电 流表选用a2o(2)由闭合电路欧姆定律可知E=U+Ir,即U=E-Ir,U-I图线的斜率的

30、绝对值表示电池的内阻，从U-I图线可以 得出25(3)将Rx改接在B、C之间后，由闭合电路欧姆定律有E=U+I(Rx+r),即U=E-I(Rx+r),可知？=Rx+r,那么Rx=-Fo(4)滑动变阻器接入电路的阻值变化相同时，电流表示数变化范围相同，电压表测的是不同电阻两端的电压, 所以示数变化范围不同。2 .答案(l)b 990(2)1.48(1.47- L49 均可)0.84(0.820.87 均可)解析 Ai的量程太小只能用A2测电路电流,故实验电路选b;用A1与Ro串联改装成电压表,Ro=Rgi=99O Qo(2)由 U=E-12r 及 U=L(Rgi+Ro)可得 1 0001尸E】r

31、,再结合图像可知,E=1.48 V,r =0.84 Q。3 .答案(1)见解析图b端(3)见解析图(4) 1.49( 1.481.50) 0.60(0.550.65)24解析如下图。实验前应使滑动变阻器接入电路的电阻最大，因此应使滑动端C移到b端。如下图0.16()0.1500.1400.1301 / /mATOR0.120)2()0 300 4(0 50()/mA(4)由图线结合E=I日Ri+RAi)+br求解E和ro4 .答案(D如下图1.50 0.20 (2)见解析解析 因电流表的内阻是的，故可采用如下图电路。由图像可知E=L5。V, Q=0.20 Q。*。-。用。根据闭合电路欧姆定律可

32、得Ui+Ii(r+A)=止+卜什+口),而电流表的内阻rA，所以本实验结果不存在电 表引起的系统误差;但在电压表、电流表读数和描点、连线及利用图像进行数据处理时会存在偶然误差。5 .答案 见解析图均可)0.56(0.540.58均可)见解析解析 路端电压U=L(1。Q+990 Q),干路电流1=11+122,根据路端电压U=E-Lr得L(10 Q+990。户E-Lr,所以L-L图线为一条倾斜的直线，如下图。E=L48 mAx(10 Q+990。尸1.48 V产然了 qo.56 Q0.6825(2)实验设计先测出电路路端电压，然后把多用电表串联到电路再测量电流，可能电流已经不是测量电压时 那个电

33、流了。I要点颍数据处理数据处理26番温故知新1.用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组（电动势约4.5 V,内电阻约1 Q）的电动势和内电阻，除 待测电池组、开关、导线外，还有以下器材供选用：A.电流表:量程0.6 A,内电阻约1 QB.电流表:量程3 A,内电阻约0.2 QC.电压表:量程3 V,内电阻约30 kQD.电压表:量程6 V,内电阻约60 kQE.滑动变阻器:01 000 Q,额定电流0.5 AF.滑动变阻器:020 Q,额定电流2 A为了使测量结果尽量准确，电流表应选用，电压表应选用，滑动变阻器应选用（均填仪 器的字母代号）。如图为正确选择仪器后，连好的局部电路。为了

34、使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将 和相连、和 相连、和 相连（均填仪器上接线柱的字母代号）。实验时发现电流表坏了,于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器,重新连接电路，仍能 完成实验。实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用图像法处理采集到的数据，为在直角 坐标系中得到的函数图像是一条直线,那么可以 为纵坐标，以 为横坐标。2 .小明同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，为防止电流过大而损坏器材，电路中加了一个保护电 阻 R（）o如图甲所示是小明操作时的实物连线图，那么连接有误的导线是 o （填选项前的字母）甲A. B.C. D正确连线后，保护电阻R

35、o应选用（填选项前的字母）。27A.定值电阻（阻值为10.0 Q,额定电流为1 A）B.定值电阻（阻值为2.0 Q,额定电流为0.5 A）（3）正确连线后,根据实验测得5组数据，请你在图乙的方格纸上画出U-I图线，根据图像,电池的电动势E=V,内阻r=V,内阻r=Q。（均保存两位小数）1.4 二二二二二三二二二二12 二二二二二二二二二二二二二二二LO三三三三三三三三三三0 8三三三三三三三三三三（）6 H ： I ： M , 0 （）.08 0.16 0.24 0.32 0.40 /A乙3 .某同学在“测量电源的电动势和内阻”的实验中，所需器材如下：A.待测电源（电动势E约为4.5 V,内阻

36、r约为1.5 Q）.电压表（量程。3 V,内阻为3 000 Q）C.电流表（量程。0.5 A,内阻约为1.5 Q）D.定值电阻R（）=l 500 QE.滑动变阻器R（最大阻值50 Q）F.开关S,导线假设干为了减小实验误差,试在虚线框中画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。实验中，当电流表读数为L时,电压表读数为U1；当电流表读数为12时,电压表读数为U2o假设忽略电压表的分 流作用，据此可以计算出电源内阻的测量值厂（用L、L、Ui、U2表示）。（3）电动势的测量值 真实值（填才=”或 v）。8 .某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.5

37、Q的保护电阻Ro,实验电路如图 甲所示。请按图甲电路原理图把图乙实物电路利用笔画线代替导线连接起来。28该同学顺利完成实验,测定以下数据，根据数据在图丙坐标图中画出U-I图像。由图知:电池的电动势 为,内阻为 OI/A0.100.170.230.30U/V1.201.000.800.60考虑电表本身电阻对测量结果的影响，造本钱实验系统误差的原因是 O（4）实验所得的电池的电动势和内阻的测量值与真实值比拟:E测 E真,r测 r真。（填或”）9 .现要测量某电源的电动势和内阻，为了测量数据尽可能准确，实验小组反复研究后确定了如下图电路，可供 选用的器材有：-5 7r待测电源（电动势E约1.5 V,

38、内阻约2 Q）;灵敏电流计G（量程0-200 pA,内阻为99。）；电阻箱R（0999.9 Q）;定值电阻Ri=l Q;定值电阻R2=100 Q；开关、导线假设干。通过相关计算，应该选择的定值电阻是（选填“RJ或朱广）。连接好电路后，将电阻箱调到某一阻值时，通过灵敏电流计的电流为Io,那么此时通过电源的电流大小 为。改变并记录电阻箱的阻值R以及对应状态下的通过灵敏电流计的电流1（以A为单位），得到了多组I、R 值。某同学用图像法来处理数据，他用横坐标表示R,纵坐标表示:，并严格规范地描点作图。假设得到的图线斜率 大小为k,纵轴截距大小为a,那么该电源的电动势E=，内阻r=o.实验室有以下器材：

39、灵敏电流计G（内阻约为50 Q）;电压表V（03 V,内阻约为10 kQ）;电阻箱Ri（09 999 Q）;滑动变阻器R2（0100。/.5 A）;旧干电池一节；开关、导线假设干。某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路图如图甲所示，电压表示数为2 V,灵敏电流计示数为4 mA,电阻箱 旋钮位置如图乙所示，那么灵敏电流计的内阻为 Q。29为七二/ 2-,电源的内阻为一=02-1 ./A4 ，2本实验是用电压表和电流表同时测电压和电流，所以称为“伏安法”，但这里的被测对象是电源.2 .电流表和电阻箱法测和广(1)实验电路如下图.E = I+r）E =乙（凡+一）T一(2)实验原理：改变电阻箱的阻值，

40、记录R和1,应用.电压表和电阻箱法测和厂 (1)实验电路如下图.(2)实验原理：改变电阻箱的阻值，记录R和U,应用E = U、+E = U2 +5rR、，求出和r。-rr2【例题精讲】例1.利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为：干电池，电动势约1.5V,符号T1；电压 表，量程IV,内阻998.3Q,符号：电流表，量程1A,符号:滑动变阻器，最大阻值10。，符号 电阻箱，最大阻值99999.9Q,符号*；单刀单掷开关1个，符号；导线假设干.(1)设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在下面的虚线框内.要求在图中标出电压表、电流表的接 线柱的正负.V丙为将灵敏电流计的量程扩大为原来的

41、10倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，那么应将电阻箱R1的阻 值调为 C。调好后连接成如图丙所示的电路测干电池的电动势和内阻,调节滑动变阻器读出了几组 电压表和电流计的示数如下表，请在图丁所示的坐标系中作出合适的Ig-U图线。Ig/hiA3.02.52.01.51.0U/V0.80.91.01.11.2(3)由作出的Ig-U图线求得干电池的电动势E=V,内阻厂 Q。【答案】.答案A D Fa d c g f h见解析解析为了防止电源急剧放电时产生极化现象而引起电动势下降，一般在测电源电动势与内电阻时，电源的放电电流控制在0.5 A以内，故电流表应选用A;因三节干电池的总电动势约为4.5

42、V,应选用量程是6 V的电压表D;总阻值为20 Q的滑动变阻器F可使电路中的最小电流约为3产告=0.225 A,而滑动变阻器E阻值太 Hmax大,故滑动变阻器应选用Fo因电流表内阻口弋I C与电源内阻大致相等且未知，故需采用电流表外接法，以防止电流表内阻引起的系统误差,原理图如图，302_cr abb c故需将a与d、c与g、f与h相连。用伏阻法测电源电动势与内电阻时油闭合电路欧姆定律有氏U+2,由此可得3或白日沁 RU E E R R r UrU=E-r 或3号U)、法 R+久或R=E %),故可以得到以、U-奈 2等线性图线。 R R r r UE EUUR R U1 .答案(1)B (2

43、)B (3)图略 1.43 0.18解析(D为了控制并保护电路，导线应接在开关的右边，当开关断开时，电压表的示数为零，应选Bo一节干电池电动势约为1.5 V,如果选择阻值为10.0 Q的定值电阻，那么电路中电流较小，电流变化范围小，测量误差大，应选Bo(3)保护电阻可以看作电源内阻的一局部，有E=I(R+r)+U作出U-I图线可知,E=1.43 V,r+R()=i Q,所以 r二(M8 Q。2 .答案 见解析图(2)|(臀)或当需,或袈喂均正确(3)解析待测电源电动势E约为4.5 V,而电压表最大测量值为3 V,量程不够，需串联定值电阻Ro进行改装,改装之后的最大测量值为4.5 V,可以满足要

44、求，电路如下图。(2)当电压表读数为U时潞端电压为汕，由闭合电路欧姆定律可得eWu+Ij;当电压表读数为U2时潞端 电压为刻2,由闭合电路欧姆定律可得E=1u2+I2r，联立可解出结果。(3)由于电压表的分流使得电流表的示数小于流经电源的电流，故测量值偏小。4.答案见解析图甲见解析图乙1.50 V 0.5 Q (3)电压表分流(4) 8 4Q6 2 2 1o o5 .答案(l)Ri (2)1001()当 J-0.99 K K解析 由电路图可知，灵敏电流计与定值电阻并联改装为大量程的电流表，而电流计的内阻为99 Q,为了安 全和扩大量程，应该选比电流计内阻小得多的定值电阻来并联，应选R 。(2)由并联知识可知,电流计两端电压和定值电阻两端电压相等，即RgIo=rRi,解得r=99Io,电路中的总电流I总二 1001()0(3)由闭合电路的欧姆定律有E=100I(R+r)+99I,变开乡为卜丹R+货名,故斜率大小k=9,纵轴截距大小 I CtEttaa二誓之解得电源电