實(shí)驗(yàn)十測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

1、實(shí)驗(yàn)十：測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻一、測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1實(shí)驗(yàn)原理(1)公式法：如圖 S101 所示，改變 R 的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組 U、I 值，利用 UEIr 求出幾組 E、r值，最后分別算出它們的平均值.智浪教育-普惠英才文庫圖 S101圖 S102(2)作圖法：在坐標(biāo)紙上以 I 為橫坐標(biāo)、U 為縱坐標(biāo)，用測(cè)出的幾組 I、U 值，畫出 UI 圖象如圖 S102 所示，所得直線的縱截距即為電動(dòng)勢(shì)的值，圖線斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)阻 r 的值智浪教育-普惠英才文庫2實(shí)驗(yàn)步驟(1)電流表用 0.6 A 量程，電壓表用 3 V 量程，按圖連接好電路(2)把變阻器的滑動(dòng)片移到使阻值最大的一端

2、(3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯的示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)(I、U)，用同樣方法測(cè)量幾組 I、U 值，記錄在表格中(4)斷開開關(guān)，整理器材.(5)處理數(shù)據(jù)，用公式法或作圖法求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的阻值.智浪教育-普惠英才文庫3注意事項(xiàng)(1)為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻應(yīng)大些(選用已使用過一段時(shí)間的干電池)(2)電池在大電流放電時(shí)極化現(xiàn)象較嚴(yán)重，電動(dòng)勢(shì) E 會(huì)明顯下降，內(nèi)阻 r 會(huì)明顯增大，故長(zhǎng)時(shí)間放電不宜超過 0.3 A，短時(shí)間放電不宜超過 0.5 A，因此，實(shí)驗(yàn)中不要將 R 調(diào)得過小，讀電表示數(shù)要快，每次讀完應(yīng)立即斷電(3)測(cè)出不少于 6 組 I、U 數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些用

3、方程組求解，要將測(cè)出的 I、U 數(shù)據(jù)中，第 1 和第 4 為一組，第 2和第 5 為一組，第 3 和第 6 為一組，分別解出 E、r 值，再求平均值智浪教育-普惠英才文庫(4)畫 UI 圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去這樣可使偶然誤差得到部分抵消，提高精確度(5)計(jì)算內(nèi)阻要在直線上任取兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的點(diǎn)，用公式計(jì)算出電源的內(nèi)阻 r.4誤差分析(1)測(cè)量電路存在系統(tǒng)誤差圖 S103 中 I真I測(cè)IV，未考慮電壓表的分流圖 S103智浪教育-普惠英才文庫(2)用圖象法求 E、r 時(shí)，作圖不準(zhǔn)確造成偶然誤差(3)由于實(shí)驗(yàn)電路及電壓表、電流表內(nèi)阻

4、的影響，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果 E測(cè)E真，r測(cè)r真定性分析如下(參考電路原理圖 S101)：由于電壓表的分流，電流表的測(cè)量值偏小，而且隨著 U 越大，電流表的測(cè)量值偏小越多當(dāng) U0 時(shí)，電流表的測(cè)量值等于真實(shí)值(這時(shí)要求電流表是理想的)據(jù)此作出如圖 S103 所示的真實(shí)和測(cè)量的 UI 圖線，由圖不難看出，E、r 的測(cè)量值均小于真實(shí)值智浪教育-普惠英才文庫二、測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的其他方法1用電流表、電阻箱測(cè)量(1)電路圖：如圖 S104 所示圖 S104(2)原理：根據(jù)閉合電路的歐姆定律得 EIRIr，改變電阻箱的阻值就能得到 R、I 數(shù)據(jù)，利用兩組數(shù)據(jù)就能求得 E、r，也可利用多組數(shù)據(jù)作圖象來求解智浪教育

5、-普惠英才文庫(2)原理：根據(jù)閉合電路的歐姆定律得EUr，改變電2用電壓表、電阻箱測(cè)量(1)電路圖：如圖 S105 所示圖 S105UR阻箱的阻值就能得到 R、U 數(shù)據(jù)，利用兩組數(shù)據(jù)就能求得 E、r，也可利用多組數(shù)據(jù)作圖象來求解智浪教育-普惠英才文庫題組1測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1在用電壓表、電流表測(cè)兩節(jié)干電池串聯(lián)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，除備有被測(cè)電池、電鍵和足夠的導(dǎo)線外，還備有下列儀器可供選擇：A電流表(00.6 A)C電壓表(03 V)B電流表(03 A)D電壓表(015 V)E滑動(dòng)變阻器(20 ，2 A)F滑動(dòng)變阻器(1700 ，0.3 A)應(yīng)該選用的儀器是_(填器材前面的選項(xiàng)字母)智浪教育-普

6、惠英才文庫實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456U/V2.70 2.50 2.30 2.00 1.80 1.62I/A0.08 0.16 0.25 0.36 0.45 0.50一個(gè)學(xué)生用以上儀器測(cè)得如上表所示數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，在圖 S106 所示坐標(biāo)軸上畫出 UI 圖象，從圖中可得出電源電動(dòng)勢(shì)為_V，內(nèi)阻為_.圖 S106智浪教育-普惠英才文庫2.92.4答案：A、C、E 如圖 48 所示圖 48智浪教育-普惠英才文庫實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456I/A0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57U/V1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.052(2011 年廣東龍山中學(xué)期末)測(cè)量電源電動(dòng)

7、勢(shì)和內(nèi)阻的器材如圖 S107 甲所示，請(qǐng)用實(shí)線表示導(dǎo)線，將圖甲中器材連成實(shí)驗(yàn)電路，實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)測(cè)量得出的數(shù)據(jù)如下表為了減小誤差，請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)目潭龋趫D乙的方格紙上畫出 UI 圖線利用圖線可求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為_、_.智浪教育-普惠英才文庫圖 S107智浪教育-普惠英才文庫答案：如圖49甲和乙所示1.46 V0.71 圖49智浪教育-普惠英才文庫題組2測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的其他方法3利用如圖 S108 所示的一個(gè)電壓表、一個(gè)電阻箱和一個(gè)電鍵，測(cè)量一個(gè)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(1)在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并用筆畫線做導(dǎo)線將所給器材連接成實(shí)驗(yàn)電路圖 S108智浪教育-普惠英才文庫(2)寫出要記錄的數(shù)

8、據(jù)，用記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寫出這個(gè)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的表達(dá)式甲乙圖50答案：(1)如圖 50 甲和乙智浪教育-普惠英才文庫(2)改變電阻箱阻值，讀出兩組外電阻和對(duì)應(yīng)的路端電壓值，分別記為 R1、U1，R2、U2.這個(gè)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的表達(dá)式分別為智浪教育-普惠英才文庫4在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：A干電池(電動(dòng)勢(shì) E 約為 1.5 V，內(nèi)阻 r 約為 1.0 )B電流表 G(滿偏電流 3.0 mA，內(nèi)阻 Rg10 )C電流表 A(量程 00.6 A，內(nèi)阻約為 0.5 )D滑動(dòng)變阻器 R(020 ，10 A)E滑動(dòng)變阻器 R(0100 ，1 A)F定值電阻 R3990

9、G開關(guān)和導(dǎo)線若干智浪教育-普惠英才文庫(1)為了能準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，也為了操作方便，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是_(填器材前面選項(xiàng)字母)(2)請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)原理圖(3)寫出要記錄的數(shù)據(jù)，用記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寫出這節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的表達(dá)式智浪教育-普惠英才文庫答案：(1)D(2)如圖 51 所示圖 51(3)改變滑動(dòng)變阻器 R 的阻值，讀出兩組電流表 A 的電流值和對(duì)應(yīng)的電流表 G 的電流值，分別記為 IA1、IG1，IA2、IG2.這節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的表達(dá)式分別為智浪教育-普惠英才文庫題型圖象法處理閉合電路實(shí)驗(yàn)問題【例題】(2009 年北京卷)某同學(xué)通過查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池

10、該同學(xué)想測(cè)量一下這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)阻 r，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開關(guān)、一個(gè)電阻箱(最大阻值為 999.9 ，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用)、一只電流表(量程 Ig0.6 A，內(nèi)阻 rg0.1 )和若干導(dǎo)線(1)請(qǐng)根據(jù)測(cè)定電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)阻 r 的要求，設(shè)計(jì)圖 S109中器件的連接方式，畫線把它們連接起來.智浪教育-普惠英才文庫圖 S109圖 S1010智浪教育-普惠英才文庫圖 S1011(3)在圖 S1011 上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成圖線(4)根據(jù)圖 S1011 描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E_V，內(nèi)阻 r_.智浪教育-普惠英才文庫解析：(1)先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖，然后再根據(jù)電路圖連線由歐姆定律 E

11、I(Rr)知，只要知道兩組外電阻和電流值，就可以解出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻因此，直接將可變電阻和電流表串聯(lián)在電路中就行(2)由電表可讀出此時(shí)電流為 0.50 A，則坐標(biāo)為( 2 , 2.6 )(3)剔除明顯有誤差的點(diǎn)，將其他點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，得到一條直線智浪教育-普惠英才文庫答案：(1)如圖 52 所示(2)如圖 53 所示(3)如圖 53 所示(4)1.5 0.3圖 52圖 53智浪教育-普惠英才文庫智浪教育-普惠英才文庫1(潮陽 2012 屆高三模擬)某同學(xué)利用電流表和電阻箱測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)原理如圖 S1012.圖 S1012(1)實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：A檢查并調(diào)節(jié)電流表指針指

12、零，將開關(guān) S 斷開，按照電路圖連線智浪教育-普惠英才文庫B調(diào)節(jié)電阻箱 R 的阻值至_最大值C將開關(guān) S 閉合，逐漸調(diào)節(jié) R 使電流表指針有足夠的偏轉(zhuǎn)，記下此時(shí)_和_電阻箱的阻值電流表的示數(shù)圖 S1013智浪教育-普惠英才文庫(2) 由圖 S10 13 可求得電動(dòng)勢(shì) E _ V ，內(nèi)阻 r _ .(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)由于電流表不是理想電流表，所以測(cè)得電源內(nèi)阻比實(shí)際大值偏_(填“大”或“小”)2.8(2.63.0)1.0(0.61.0)智浪教育-普惠英才文庫易錯(cuò)點(diǎn)由 UI 圖象求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻【例題】(雙選)如圖 S1014 是某電源的路端電壓與電流)圖 S1014的 UI 圖象，下列

13、說法中正確的是(A該電源的電動(dòng)勢(shì)是 2.8 VB該電源的短路電流是 1.0 AC該電源的內(nèi)阻是 2.8 D該電源的內(nèi)阻是 0.8 智浪教育-普惠英才文庫錯(cuò)解分析：錯(cuò)選B、C，誤把圖線與I 軸的截距當(dāng)成了短路電流錯(cuò)誤原因是沒有理解短路電流是路端電壓為零時(shí)的電流，而與I 軸相交時(shí)路端電壓為2.0 V看錯(cuò)短路電流后，用rEI短求內(nèi)阻，而錯(cuò)選C.UI該圖線斜率的絕對(duì)值，所以r2.82.01.00.8 ，C錯(cuò)誤，D 正確故選A、D.正確解析：圖線與U 軸的交點(diǎn)表示電流為零時(shí)的路端電壓，即是電動(dòng)勢(shì)E，A 項(xiàng)正確；電流為1.0 A 時(shí)的路端電壓是2.0 V，所以電源的短路電流應(yīng)該大于1.0 A，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；

14、電源的內(nèi)阻是智浪教育-普惠英才文庫方法點(diǎn)撥：解答此類問題首先要看清楚縱坐標(biāo)軸的標(biāo)度是否從零開始，若從零開始，則縱截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，橫截距表示短路電流；若縱坐標(biāo)不是從零開始標(biāo)注的，縱截距依然是電源電動(dòng)勢(shì)，橫截距則不再表示短路電流指點(diǎn)迷津：在做“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，由于干電池的內(nèi)阻較小，斜率太小，所以描點(diǎn)及所連線的下部空間得不到利用，誤差太大，為此，可使縱坐標(biāo)(U 軸)不從零開始，把坐標(biāo)比例放大，以減小誤差，所以這樣畫出的圖線與橫軸(I 軸)的交點(diǎn)并不是路端電壓為零時(shí)的電流，即不是短路電流但與縱坐標(biāo)(U 軸)的交點(diǎn)表示電流為零時(shí)的電壓，還是表示電動(dòng)勢(shì)E.對(duì)于電源的UI 圖象，應(yīng)正確地理

15、解其物理意義，不能死記結(jié)論，生搬硬套，應(yīng)從閉合電路歐姆定律來理解，電動(dòng)勢(shì)等于開路時(shí)的路端電壓，即圖象中對(duì)應(yīng)電流為零時(shí)的路端電壓為電源電動(dòng)勢(shì)，而電壓為零時(shí)的電流為外電路短路時(shí)的電流智浪教育-普惠英才文庫1用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)阻 r，如圖S1015 是某電源的路端電壓 U 隨干路電流 I 的變化圖象根據(jù) 圖 線 得 出 電 池 的 電 動(dòng) 勢(shì) E _V ， 內(nèi) 阻 r _， 此電源的短路電流 I短_A.圖S1015智浪教育-普惠英才文庫1.0 ，短路電流I短 解析：從圖象與縱坐標(biāo)(U 軸)的截距可得電動(dòng)勢(shì)E1.5 V，由斜率可求r，rUI1.51.10.4Er1.51.0=

16、A1.5 A.答案：1.51.0 1.5智浪教育-普惠英才文庫1(2011 年四川卷)為測(cè)量一電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻：(1)在下列三個(gè)電壓表中選一個(gè)改裝成量程為 9 V 的電壓表A量程為 1 V、內(nèi)阻大約為 1 k的電壓表 V1B量程為 2 V、內(nèi)阻大約為 2 k的電壓表 V2C量程為 3 V、內(nèi)阻大約為 3 k的電壓表 V3選擇電壓表_串聯(lián)_ k的電阻可以改裝成量程為 9 V 的電壓表V36智浪教育-普惠英才文庫(2)利用一個(gè)電阻箱、一個(gè)開關(guān)、若干導(dǎo)線和改裝好的電壓表(此表用符號(hào) V1、V2 或 V3 與一個(gè)電阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓表)，在虛線框內(nèi)畫出電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理電路圖7.510(3)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)原理電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀出電壓表示數(shù)為1.50 V 時(shí)，電阻箱值為 15.0 ；電壓表示數(shù)為 2.00 V 時(shí)，電阻箱的阻值為 40.0 ，則電源的電動(dòng)勢(shì) E_ V、內(nèi)阻 r_ .智浪教育-普惠英才文庫2(2010 年廣東卷)某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻(R05 )一個(gè)，開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖 S1016 甲甲丙乙圖S1016智浪教育-普惠英才文庫(1)在圖乙的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，請(qǐng)