第九節(jié) 測定電池的電動勢和內(nèi)阻

1、編寫：張智勇 電話機QQ號：907215825第九節(jié) 測定電池的電動勢和內(nèi)阻【三維目標(biāo)】知識與技能1.掌握實驗電路、實驗原理以及實驗方法；2測電池的電動勢和內(nèi)阻實際上是閉合電路歐姆定律的具體應(yīng)用；3學(xué)會采用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，提高測量的準確度。 過程與方法學(xué)習(xí)運用觀察、實驗、動手操作來讀取信息，結(jié)合理論運算、圖像處理，對信息加工得到實驗結(jié)論，達到理論學(xué)習(xí)和實踐應(yīng)用相結(jié)合。 情感態(tài)度與價值觀圖像處理數(shù)據(jù)的方法可以培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，實驗中培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣、尊重科學(xué)、尊重實驗、培養(yǎng)學(xué)生“學(xué)以致用”的學(xué)習(xí)態(tài)度，通過獨

2、立操作，養(yǎng)成獨立自主的生活習(xí)慣。【重點難點】重點：實驗原理的理解以及正確測出U和I的值；難點：實驗數(shù)據(jù)的處理，尤其是能正確用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。 【課前導(dǎo)學(xué)】主干知識活學(xué)活用測定電池的電動勢和內(nèi)阻實驗原理伏安法測E和r：E=_用電流表、電阻箱：E=_用電壓表、電阻箱：E=_數(shù)據(jù)處理多次測量求平均值_法1在測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，除需用導(dǎo)線和開關(guān)外，下述各組器材中可完成實驗的是A電壓表和電流表B電流表和電阻箱C電流表和變阻器D電壓表、電流表和變阻器答案：BD2用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，下列注意事項中錯誤的是A應(yīng)選用舊的干電池作為被測電源，以使電壓表示數(shù)的變化比較明顯B應(yīng)選用內(nèi)

3、阻較小的電壓表和電流表C移動滑動變阻器的滑片時，不能使滑動變阻器短路造成電流表過載D根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作出U-I圖像時，應(yīng)通過盡可能多的點畫出一條直線，并使不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側(cè)答案：B 主干知識答案： U+Ir, IR+Ir, ;圖象?！厩榫硨?dǎo)入】導(dǎo)語一：測量電池的電動勢和內(nèi)電阻是用新電池好還是用舊電池好?答案：用舊電池好,舊電池的內(nèi)阻比較大,容易測量。導(dǎo)語二：隨身聽用電池當(dāng)電源,連續(xù)幾個小時地播放磁帶,音質(zhì)就會發(fā)生明顯的改變,節(jié)奏變慢、音調(diào)變低,也就是說電池不能用了;但改聽收音機時,仍能正常收聽,這是為什么呢?答案：播放磁帶時,耗電量比較大,連續(xù)幾個小時地播放,電池內(nèi)阻變得比

4、較大,導(dǎo)致路端電壓變小,達不到播放磁帶的供電電壓,也就無法正常工作了;當(dāng)改聽收音機時,因為收音機的工作電流很小,雖然電池的內(nèi)阻變大了,但內(nèi)電壓很小,路端電壓仍能滿足收音機的工作電壓,所以收音機能正常收聽?！净犹骄俊恳弧⒁胄抡n教師：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了閉合電路的歐姆定律，請大家寫出有關(guān)的公式。學(xué)生：回憶并寫出閉合電路歐姆定律公式。教師：這節(jié)課我們就根據(jù)閉合電路的歐姆定律，來測量電池的電動勢和內(nèi)阻。二、進行新課1、實驗原理提出問題：現(xiàn)在有一個干電池，要想測出其電動勢和內(nèi)電阻，你需要什么儀器，采用什么樣的電路圖，原理是什么？學(xué)生討論后，可以得到多種實驗方案。（1）用電壓表、電流表、可變電阻（如滑動變阻

5、器）測量。如圖2.9-1所示：原理公式：（2）用電流表、電阻箱測量。如圖2.9-2所示：原理公式：（3）用電壓表、電阻箱測量。如圖2.9-3所示：原理公式：這幾種方法均可測量，今天我們這節(jié)課選擇第一種測量方案。2、實驗方法教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材72頁有關(guān)內(nèi)容，回答問題。（1）用水果電池的優(yōu)點是什么？電源的正負極如何鑒別？其內(nèi)阻與哪些因素有關(guān)？實驗過程中會有何變化？實驗中要注意什么？（2）簡要寫出實驗步驟。學(xué)生：閱讀教材，解決以上問題。在教師指導(dǎo)下完成實驗，要記錄至少六組實驗數(shù)據(jù)。3、數(shù)據(jù)處理原則上，利用兩組數(shù)據(jù)便可得到結(jié)果，但這樣做誤差會比較大，為此，我們可以多測幾組求平均，也可以將數(shù)據(jù)描在圖

6、上，利用圖線解決問題。明確：（1）圖線的縱坐標(biāo)是路端電壓，它反映的是：當(dāng)電流強度I增大時，路端電壓U將隨之減小，U與I成線性關(guān)系，U=E-Ir。也就是說它所反映的是電源的性質(zhì)，所以也叫電源的外特性曲線。（2）電阻的伏安特性曲線中，U與I成正比，前提是R保持一定，而這里的U-I圖線中，E、r不變，外電阻R改變，正是R的變化，才有I和U的變化。實驗中至少得到5組以上實驗數(shù)據(jù)，畫在圖上擬合出一條直線。要求：使多數(shù)點落在直線上，并且分布在直線兩側(cè)的數(shù)據(jù)點的個數(shù)要大致相等，這樣，可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度。討論：將圖線延長，與橫縱軸的交點各代表什么情況？歸納：將圖線兩側(cè)延長，縱軸截距點意味

7、著斷路情況，它的數(shù)值就是電源電動勢E。橫軸截距點（路端電壓U=0）意味著短路情況，它的數(shù)值就是短路電流。說明：兩個截距點均是無法用實驗實際測到的，是利用得到的圖線向兩側(cè)合理外推得到的。由于r一般很小，得到的圖線斜率的絕對值就較小。為了使測量結(jié)果準確，可以將縱軸的坐標(biāo)不從零開始，計算r時選取直線上相距較遠的兩點求得?！局攸c、難點剖析】1伏安法測電源的電動勢和內(nèi)電阻誤差分析在用伏安法測電源的電動勢和內(nèi)電阻時，有兩種接線方法，電流表內(nèi)接法和電流表外接法。這兩種接法產(chǎn)生的誤差情況不同，誤差分析如下：公式法AV圖V圖A如果電表是理想的，則電源電動勢和內(nèi)阻可如下推得：取兩組實驗數(shù)據(jù)I 1、I 2、U1、U

8、2 ，則有E=U1+I1r E=U2+I2r整理得E=(1)r=(2)（a）若采用圖，由于電壓表的分流作用，實際情況如下：E=U1+(I1+) rE=U2+(I2+) r整理得 E=(3)r=(4)比較（1）、（3）和（2）、（4）可得，利用圖測得的電源電動勢和內(nèi)電阻都偏小。（b）若采用圖，由于電流表的分壓作用，實際情況如下：E=U1+I1(RA+r)E=U2+I2(RA+r)整理得 E=(5)r=-RA(6)比較（1）、（5）和（2）、（6）可得，利用圖測得的電源電動勢沒有誤差，是準確的，而測得的內(nèi)電阻偏大。圖象法測電源電動勢和內(nèi)阻數(shù)據(jù)處理的另一種方法是圖象法。以I為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)，測出

9、幾組U、I值，畫出U-I圖像如下：若電表是理想電表，根據(jù)閉合電路歐姆定律U=E-Ir，可知在U（I）函數(shù)中，截距即為電源電動勢值，斜率的絕對值即為電源內(nèi)阻r。（a）若采用圖，則有E=U+(I+) r整理得 U=E-I=E-I此時U-I函數(shù)中，截距為E，比真實值E偏小。斜率的絕對值為Rv和r并聯(lián)后阻值，比真實值r偏小。（b）若采用圖，有E=U+I(RA+r)整理得U=E-I(RA+r)AV圖RAV圖ARVRA此時U(I)函數(shù)中截距仍為E是準確值，斜率的絕對值RAr為RA、r串聯(lián)后阻值，比真實值r偏大。等效法該實驗實際數(shù)據(jù)處理時都是把電表當(dāng)成理想電表來處理，而我們知道非理想電壓表可等效為一個理想電

10、壓表并聯(lián)上電壓表電阻Rv，非理想電流表可等效為一個理想電流表串聯(lián)上電流表電阻RA，據(jù)此對圖、圖電路等效成圖和圖，進而再把圖中RV與原電源E組合成一個等效電源E，而把圖中RA與原電源E組合成一個等效電源E”。此時直接由電壓表、電流表測得U、I而得的電源電動勢和內(nèi)電阻即為等效電源的電動勢和內(nèi)阻。圖中測量計算出的等效電動勢E=比真實值E偏小，等效內(nèi)電阻r 比真實值r偏小。同理圖中測量計算出的等效電動勢E”E是準確值，測得的等效內(nèi)電阻r”r+RA比真實值偏大。通過以上三種方法的分析可得相同結(jié)論：由于電壓表的分流作用，圖電路測得的電源電動勢和內(nèi)電阻都偏小，而且由于電壓表內(nèi)阻Rv一般很大，測得的E、r偏差

11、較小，在器材的選擇上電壓表盡量選擇內(nèi)阻較大的，滑動變阻器選擇總電阻較小的，從而使通過電壓表的電流可以忽略不計；由于電流表的分壓作用，圖 電路測得的電動勢是準確的，而內(nèi)電阻偏大，而電流表內(nèi)阻一般較小，與電源內(nèi)阻較接近，故圖中測得內(nèi)阻與真實值偏差較大。所以，當(dāng)實驗要測電源電動勢和內(nèi)阻時，應(yīng)取圖，誤差小，而且測量值都偏??；若只要測電動勢時應(yīng)取圖，測量值是準確的。2.如何用圖象法處理數(shù)據(jù)弄清函數(shù)關(guān)系式：運用圖象處理數(shù)據(jù)，首先要列出有關(guān)自變量和因變量的全電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達式，以課本實驗原理圖2.9-2為例，其全電路歐姆定律關(guān)系式為E=IR+Ir，然后通過變形得到y(tǒng)=kx+b形式的數(shù)學(xué)表達式即，相當(dāng)于

12、y，相當(dāng)于k，R相當(dāng)于x，相當(dāng)于b。描點作出函數(shù)圖象：通過實驗得到的多組實驗數(shù)據(jù)，在以自變量為橫坐標(biāo)，因變量為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)系中描點，即以R為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系后描點，用平滑的曲線作出函數(shù)圖象。作直線時注意的問題：A、注意圖象過不過原點；B、用直尺畫一條直線時，要讓盡量多的點落在這條直線上，不在直線上的點能大致分布在直線的兩側(cè)；C、偏離較大的點舍去。求解電動勢和內(nèi)阻：根據(jù)數(shù)學(xué)函數(shù)表達式中各量的物理意義進行求解。如課本實驗原理圖2.9-2中，求出直線的斜率k，根據(jù)k=求出E；當(dāng)R=0時，直線與縱坐標(biāo)的交點b，根據(jù) b= 及上式求出的E可求內(nèi)阻r。注意的問題：A、求解斜率時一般用即在直線上選

13、盡量遠的兩點，求出y和x，再求出k。B、注意橫縱坐標(biāo)的起點是否從“0”點開始?！镜淅饰觥款愋鸵?實驗原理與電路圖2-9-1例測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻.下列器材可供選用：A.干電池一節(jié)B.直流電流表(0.6 A，0.15 ；3 A，0.025 )C. 直流電壓表(3 V，5 k；15 V，25 k)D.滑動變阻器(015，l A)E.滑動變阻器(01 k，0.5 A)F.電鍵G.導(dǎo)線若干(1)應(yīng)選用的滑動變阻器是_(填序號)，選用電流表的量程是_,選用電壓表的量程是_;(2)將選用的器材在實物圖2-9-1上連線.要求實驗誤差最小.圖2-9-2解析：本實驗測量的電源為1.5v電源，故電壓表的量

14、程選3v，電流表選0.6A,由全電路歐姆定律知：滑動變阻器的電阻應(yīng)大于2.5，考慮到調(diào)節(jié)的方便性選D。該實驗既要測電動勢又要測電源內(nèi)阻，選用安培表內(nèi)接法實驗誤差最小，如圖-9-2所示。變式題有一只電壓表V和一只電流表A，量程都已知，但內(nèi)阻均不知，但不能忽略。另有一電池，內(nèi)阻未知但不能忽略 ，試用上述所給的電壓表和電流表及滑動變阻器、電鍵、導(dǎo)線若干精確測出電源的電動勢的大?。ㄒ阎姵仉妱觿莶怀^電壓表的量程）。（1）畫出所用的電路圖（2）以測得的量作為已知量，推導(dǎo)出計算電池電動勢的表達式。VA圖-9-3解析：（1）該實驗只要求精確測出電源的電動勢，不要求電源內(nèi)阻，故選安培表外接法，如圖-9-3所

15、示。（2）通過改變滑動變阻器可得到多組數(shù)據(jù)，作出I-U圖象，如果直線上兩點的坐標(biāo)為（I1,U1）,(I2,U2)，電池的電動勢E為：。類型二 應(yīng)用圖象處理數(shù)據(jù)例2測量“水果電池”的電動勢和內(nèi)電阻：將一銅片和一鋅片分別插入一只蘋果內(nèi)，就構(gòu)成了簡單的“水果電池”，其電動勢約為1.5V,可是這種電池并不能點亮額定電壓為1.5V,額定電流為0.3A的手電筒上的小燈泡，原因是流過小燈泡的電流太小了，經(jīng)實驗測得還不足3mA,先用量程合適的電壓表、電流表以及滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等實驗器材盡量精確地測定水果電池的電動勢和內(nèi)電阻。請在下面線框內(nèi)畫出應(yīng)該采用的電路圖I/mAU/V12300.501.001.50

16、1.60圖2-9-4若給出的滑動變阻器有兩種規(guī)格：A（030）、B（03k）。本實驗應(yīng)該選用哪種規(guī)格的滑動變阻器？答：_在實驗中根據(jù)電壓表的示數(shù)U與電流表示數(shù)I的值，經(jīng)描點、連線得到了一幅U-I圖象，如圖2-9-4所示，根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，水果電池的電動勢與內(nèi)電阻分別為E=_V,r=_。若不計測量中的偶然誤差，用這種方法測量得出的電動勢和內(nèi)電阻的值與真實值相比電動勢E_(填“偏大、相等、偏小”)，內(nèi)電阻r_（填“偏大、相等、偏小”）解析：水果電池的內(nèi)阻約為，r>>RA，要盡量精確地測定水果電池的電動勢和內(nèi)電阻，應(yīng)采用安培表外接法。VA圖2-9-5電路圖如圖2-9-5所示電池的內(nèi)阻很大

17、，若選A，則當(dāng)滑動觸頭移動時，儀表幾乎不變，無法實驗，故選B。由圖知縱軸截距即為電動勢，所以E=1.5V；圖線的斜率即為電源內(nèi)阻，本實驗采用安培表外接法，所測結(jié)果是電動勢準確而內(nèi)阻偏大。點評：要熟練掌握伏安法及誤差分析；根據(jù)圖象求電源的電動勢和內(nèi)電阻要注意圖像的橫、縱坐標(biāo)是否從零開始。如橫坐標(biāo)電流坐標(biāo)原點不是零假設(shè)為1mA,則縱坐標(biāo)軸上的交點的值不等于電源電動勢，而是當(dāng)電路中電流為1mA時的電壓。但圖像的斜率仍表示電源的內(nèi)阻。可用先求內(nèi)阻，再根據(jù)全電路歐姆定律求出電源的電動勢。圖2-9-6（）圖2-9-6（）0.100.500.01.000.01.101.01.301.01.0圖2-9-6（）

18、變式題2測量電源的電動勢及內(nèi)阻的實驗電路如圖-9-6（）所示，圖-9-6（）中給出的器材有：待測的電源（電動勢約1.5，內(nèi)阻約0.5），電壓表（內(nèi)阻很大），電流表（內(nèi)阻不計），滑動變阻器（阻值范圍010），開關(guān)、另有導(dǎo)線若干。（）試按照圖-9-6（）中的電路圖在圖-9-6（）中連接實物圖（要求正確選擇電表量程，以 保證儀器的安全并使測量有盡可能高的精確度）。（）下面是實驗中測得的六組數(shù)據(jù)，請在直角坐標(biāo)系中畫出圖，并根據(jù)圖象算出待測電源的電動勢和內(nèi)電阻。（）1.371.321.241.181.101.05（）0.120.200.310.320.500.57解析：（）根據(jù)圖-9-6（）中的電路，將

19、器材連接成實驗電路，如圖所示-9-6（e）。（）建立坐標(biāo)系，利用描點法畫出圖象，如圖2-9-6（），由圖可知第四個點明顯偏離，可見其誤差太大，應(yīng)舍去。圖象與縱軸的交點坐標(biāo)即為電源的電動勢1.49由閉合電路歐姆定律+可得內(nèi)電阻：將直線上的點（0.05，1.45）和（0.50，1.10）的坐標(biāo)，即對應(yīng)的1.45，0.05和1.10，0.50代入解得：圖2-9-6（）0.100.500.01.000.01.101.01.301.01.0圖2-9-6（）1伏安法測電池的電動勢和內(nèi)阻的誤差分析：2用圖象法處理數(shù)據(jù)弄清函數(shù)關(guān)系式：描點作出函數(shù)圖象：作直線時注意的問題：求解電動勢和內(nèi)阻：【知識要點卡】【基礎(chǔ)

20、演練】1下列給出的多種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既能減小偶然誤差又直觀、簡便的是A測出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r，求出E和rB多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組E、r最后分別求出其平均值C測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出U-I圖象，再根據(jù)圖象求出E和rD多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，分別求出I、U的平均值，用電壓表測出斷路時的路端電壓即為電動勢E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)阻r。解析：A中只測兩組數(shù)據(jù)求出E、r，偶然誤差較大；B中計算E、r平均值雖然能減小誤差，但太繁瑣；D中分別求出I、U的平均值是錯誤的做法。答案：C。2.如圖用2-9-7所示的電路測定電

21、池的電動勢和內(nèi)阻，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了如圖2-9-8所示的U-I圖象，由圖象可知AV圖2-9-7I/AU/V1.001.201.400.40I0圖2-9-8A電池的電動勢為1.4VB電池內(nèi)阻為3.50C外電路短路時的電流為0.40AD電壓表的示數(shù)為1.20V時，電流表的示數(shù)約為0.20A解析：圖象與縱坐標(biāo)的交點為電池的電動勢E=1.40V，電池內(nèi)阻，再根據(jù)E=U+Ir，代入數(shù)據(jù)得答案：A、D。3有一只電壓表V和一只電流表A，量程都已知，但內(nèi)阻均不知，但不能忽略。另有一電池，內(nèi)阻未知但不能忽略 ，試用上述所給的電壓表和電流表及滑動變阻器、電鍵、導(dǎo)線若干精確測出電源的電動勢的大小（已知電池電動勢不

22、超過電壓表的量程）。（1）畫出所用的電路圖VA圖-9-9（2）以測得的量作為已知量，推導(dǎo)出計算電池電動勢的表達式。解析：（1）該實驗只要求精確測出電源的電動勢，不要求電源內(nèi)阻，故選安培表外接法，如圖-9-9所示。（2）通過改變滑動變阻器可得到多組數(shù)據(jù)，作出I-U圖象，如果直線上兩點的坐標(biāo)為（I1,U1）,(I2,U2)，電池的電動勢E為：。4.某同學(xué)在做測定電源的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，用同一套器材采用如圖2-9-10中甲、乙所示的兩種不同電路進行測量，并在同一坐標(biāo)系中作出了兩次測定的U-I圖線如圖2-9-10中丙圖所示，圖中的C點與A點很接近.試問：圖2-9-10(1)圖線AB是按哪種電路的

23、測量作出的?(2)電池的電動勢、內(nèi)電阻的真實值是多少?(3)電流表的內(nèi)阻是多少?解析：(1)由于根據(jù)CD圖線所推導(dǎo)出的電源電動勢和內(nèi)電阻的測量值均小于根據(jù)圖線AB所推導(dǎo)出的測量值，故可斷定AB圖線是根據(jù)乙圖所示的電路所得測量值而作出的.(2)由于利用乙圖所示電路而得到的電源電動勢測量值與電動勢的真實值相等，故電池的電動勢的真實值為E=3.0 V.由CD圖線可知I短=E/r=4.0 A，所以，電池內(nèi)阻的真實值為r=E/I短=3.0/4.0 =0.75 .(3)利用AB圖線可推算出與乙圖電路相對應(yīng)的那次電池內(nèi)阻的測量值為r=3.0/3.0 =1.0 故電流表的內(nèi)阻為Ra=r-r=1.0 -0.75

24、 =0.25 .5（07海南）圖2-9-11（a）中電源電動勢為E，內(nèi)阻可忽略不計；電流表mA juy具有一定的內(nèi)阻，電壓表V juy的內(nèi)阻不是無限大，S為單刀雙擲開關(guān)，R為待測電阻。當(dāng)S向電壓表一側(cè)閉合時，電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I1；當(dāng)S向R一側(cè)閉合時，電流表讀數(shù)為I2。 根據(jù)已知條件與測量數(shù)據(jù)，可以得出待測電阻R 。V juymA juyESR圖2-9-11（a）ERS圖2-9-11（b） 根據(jù)圖2-9-11（a）所給出的電路，在圖2-9-11（b）的各器件實物圖之間畫出連接的導(dǎo)線。ERS2-9-11（c）解析：（1）當(dāng)S向電壓表一側(cè)閉合時，電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I1，由閉合電

25、路歐姆定律得：E=U+I1RA，當(dāng)S向R一側(cè)閉合時，電流表讀數(shù)為I2，由閉合電路歐姆定律得：E=I2（R+RA），由以上兩式解得。（2）實物連線圖如圖2-9-11（c）答案：（1） （2）連線如圖2-9-11（c）6（05全國）測量電源B的電動勢E及內(nèi)阻r（E約為45V，r約為15）。器材：量程3V的理想電壓表，量程05A的電流表（具有一定內(nèi)阻），固定電阻R=4，滑線變阻器R，電鍵K，導(dǎo)線若干。（1）畫出實驗電路原理圖。圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標(biāo)出。（2）實驗中，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時，電壓表讀數(shù)為U2。則可以求出E= ，r= 。（用I1，I2

26、，U1，U2及R表示）2-9-12 解析：（1）根據(jù)題中所給的器材，應(yīng)該采用伏安法測電源的電動勢和內(nèi)電阻。由于電動勢E約為4.5V,大于電壓表的量程3V，故應(yīng)用固定電阻R保護電壓表不超量程；安培表的內(nèi)阻未知且有一定的電阻，故應(yīng)采用安培表內(nèi)接。電路如圖2-9-12所示。（2）根據(jù)閉合電路歐定律得：U1=E-I1(R+r) U2=E-I2(R+r)由解得： 答案： （1）實驗電路原理圖如圖3-11-20。（2）【能力測試】1在用伏安法測電源的電動勢的實驗中，如果采用電流表內(nèi)接法進行測量（即電流表與滑動變阻器串聯(lián)后，再與電壓表進行并聯(lián)），則電壓表和電流表的內(nèi)阻，對實驗結(jié)果的影響為A兩表的內(nèi)阻都會影響

27、實驗誤差B兩表的內(nèi)阻都不會影響實驗誤差C電流表的內(nèi)阻影響實驗誤差，電壓表的內(nèi)阻不影響實驗誤差D電流表的內(nèi)阻不影響實驗誤差，電壓表的內(nèi)阻影響實驗誤差解析：由于電壓表的分流作用，從而使電流表的電流小于電路中的總電流，產(chǎn)生實驗誤差，故電壓表的內(nèi)阻影響實驗誤差，選項D正確。答案：D。U0U0I0I圖2-9-132如圖2-9-13所示，甲、乙為兩個獨立電源的路端電壓與通過他們的電流I的關(guān)系圖線，下列說法中正確的是A路端電壓都為U0時，它們的外電阻相等B電流都是I0時，兩電源的內(nèi)電壓相等C電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢D電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻解析：根據(jù)歐姆定律可知外電阻R、路端電壓U與電流I的關(guān)系

28、為，在U-I圖線中甲、乙兩圖線的交點坐標(biāo)為（I0，U0），說明兩電源的外電阻相等，選項A正確。圖線與U軸交點的坐標(biāo)值表示電動勢的大小，與I軸交點的坐標(biāo)值表示電路中的短路電流，圖線的斜率大小表示電源內(nèi)電阻的大?。妱觿菖c短路電流的比值），由圖線可知，甲與U軸交點的坐標(biāo)值比乙的大，表明甲的電動勢大于乙的電動勢；甲與I軸交點的坐標(biāo)值比乙的小，表明甲的短路電流小于乙的短路電流；圖線甲的斜率大于圖線乙的斜率，表明甲的內(nèi)阻大于乙的內(nèi)阻，可見選項C正確，選項D錯誤。又電源的內(nèi)電壓等于通過電源電流與電源內(nèi)阻的乘積，即U內(nèi)=Ir,因為甲的內(nèi)阻較乙的內(nèi)阻大，所以當(dāng)電流都為I0時，甲電源的內(nèi)電壓較大，選項B錯誤。答

29、案：A、C。3.某學(xué)生用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內(nèi)阻時，所用滑動變阻器的阻值范圍為020，連接電路的實物圖如圖2-9-14所示。圖2-9-14該學(xué)生接線中錯誤的和不規(guī)范的做法是（ ）A.滑動變阻器不起變阻作用 B.電流表接線有錯C.電壓表量程選用不當(dāng) D.電壓表接線不妥解析：(1)在實物連線圖中，滑動變阻器的兩個固定端接入電路了，滑動頭沒有接，所以移動變阻器滑動端時，不會改變接入電路的電阻大小，變阻器不起變阻作用，所以A項應(yīng)選.直流電表只允許電流從電表的正接線柱流入，從負接線柱流出，圖中電流表的正、負接線柱接對了，所以選項B不選.圖中電源由一節(jié)干電池充當(dāng)，電動勢是1.5 V，所以電壓表

30、的量程應(yīng)選用0-3 V，圖中連接是正確的，所以選項C不選.圖中把電壓表直接和電池兩端并聯(lián)，這樣即使將開關(guān)斷開，電壓表仍有示數(shù)，即開關(guān)不能控制通過電壓表的電流，且電流從負接線柱流入，從正接線柱流出，所以電壓表的接線不妥，選項D應(yīng)選。答案： AD。 AS12R1R2S1圖2-9-154如圖2-9-15所示，用一只電流表和兩個定值電阻測定電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中，由于未考慮電流表的內(nèi)阻，其測量值E和r與真實值E0和r0相比較，正確的是AE=E0，r=r0 BE>E0，r<r0CE=E0，r>r0 DE>E0，r>r0解析：不考慮電流表的內(nèi)阻RA時，有閉合電路歐姆定律分別

31、得： 由得：考慮電流的內(nèi)阻RA時，有閉合電路歐姆定律分別得： 解得：答案：C。01245678901345678901234578912圖 2-9-165在做測量電源電動勢E和內(nèi)阻r的實驗時，提供的器材有：待測電源一個、內(nèi)阻已知且為RV的電壓表一個（量程大于電源電動勢）、電阻箱R一個、電鍵一個、導(dǎo)線若干. 設(shè)計并在方框圖中畫出實驗電路圖； 在圖2-9-16上根據(jù)所設(shè)計的電路圖連接實物；m0?圖2-9-17 為測量得更加準確，多次改變電阻箱電阻R， 讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)U，以為縱坐標(biāo)，畫出與電阻的某種關(guān)系圖象（該圖象為一條直線），如圖2-9-17所示. 由圖象可得到直線在縱軸的截距為m，直線斜率

32、為k，寫出E、r的表達式.表達式： 解析：（1）本題的電路設(shè)計有兩種情況：電壓表與電阻箱串聯(lián)和電壓表與電阻箱并聯(lián)，分別如圖2-9-18、2-9-19所示。V圖2-9-18SE、rR圖2-9-19SE、rRV通過電壓表可以讀出電壓表兩端的電壓，又知道電壓表的內(nèi)阻，可以求出通過電壓表的電流。如果電壓表和電阻箱串聯(lián)，根據(jù)全電路歐姆定律有：，改變電阻箱的阻值R，可以得到多組值，可求出電源的電動勢和內(nèi)電阻。如果電壓表和電阻箱并聯(lián)，根據(jù)全電路歐姆定律有：，改變電阻箱的阻值R，可以得到多組值，也可求出電源的電動勢和內(nèi)電阻。（2）實物連接圖分別如圖2-9-20和2-9-21。01245678901345678

33、901234578912圖 2-9-2101245678901345678901234578912圖 2-9-20（3）對于電路圖2-9-16，電壓表的電阻為RV，開關(guān)閉合時，電路中電流為I，根據(jù)閉合電路歐姆定律有： 可見是R的一次函數(shù)，符合題中R圖象為一條直線，故橫坐標(biāo)應(yīng)表示R，直線的斜率。對于電路圖2-9-17，電壓表的電阻為RV，開關(guān)閉合電，電路中電流為I，外接電路的總電阻為根據(jù)閉合電路歐姆定律有：E=U+Ir=U+r，整理得：可見圖象為一條直線，故橫坐標(biāo)應(yīng)表直線的斜率為由此解得：點評：圖象問題關(guān)鍵是寫出對應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系式，進一步找出圖像的斜率和交點的數(shù)學(xué)關(guān)系式，即可求出電源的電動勢和

34、內(nèi)電阻的值。R2R1RS2S1VEab2-9-226（07四川）甲同學(xué)設(shè)計了如圖2-9-22所示的電路測電源電動勢E及電阻R1和R2阻值。實驗器材有：待測電源E（不計內(nèi)阻），待測電阻R1，待測電阻R2，電壓表V（量程為1.5V，內(nèi)阻很大），電阻箱R（099.99），單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干。先測電阻R1的阻值。請將甲同學(xué)的操作補充完整：閉合S1，將S2切換到a，調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)r和對應(yīng)的電壓表示數(shù)Ul，保持電阻箱示數(shù)不變， ，讀出電壓表的示數(shù)U2。則電阻R1的表達式為R1_。O0.50.72.80.53-11-23甲同學(xué)已經(jīng)測得電阻Rl4.8 ，繼續(xù)測電源電動勢E和電阻R2的阻值。該同學(xué)的做法是：閉合S1，將S2切換到a，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖2-9-23