高二物理電源電動勢和內阻測定

1、關于高二物理電源電動勢和內阻的測定第一張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月電源電動勢和內阻的測定測定電動勢內阻電路用電流表和電壓表測E、r 2001年上海卷16、 05年南通質量檢測一12、 2002年河南卷12、 2004年廣東卷12、伏安法測E、r實驗中測量值和真實值的比較1： 05年揚州質量檢測二12、 例1、伏安法測E、r實驗中測量值和真實值的比較2： 05年徐州市第二次質量檢測12、 05年南通質量檢測一12、 2005年全國卷 22 (2)、 05年蘇錫常鎮(zhèn)一模12、 2006年天津理綜卷22(3)、 2006年廣東卷12、 2006年江蘇卷13、第二張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于

2、2022年6月測定電動勢內阻電路vAU1=E-I1r U2=E-I2rA E=I1(R1+r) E=I2 (R2+r)v E= U1 + U1r / R1 E= U2 + U2r / R2第三張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月用電流表和電壓表測E、r 實驗電路如右。根據(jù)閉合電路歐姆定律：E=U+Ir，本實驗電路中電壓表的示數(shù)是準確的，而電流表的示數(shù)比通過電源的實際電流小，所以本實驗的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個系統(tǒng)誤差， 滑動變阻器R的阻值應該小一些，所選用的電壓表的內阻應該大一些。RvAS 為了減小偶然誤差,要多做幾次實驗,多取幾組數(shù)據(jù),然后利用U-I 圖象處理實驗數(shù)據(jù)

3、.將點描好后,用直尺畫一條直線,使盡可能多的點落在這條直線上,而且在直線兩側的點數(shù)大致相等.這條直線代表的U-I關系的偶然誤差比每一組實驗數(shù)據(jù)的偶然誤差都小.I/AU/V00.2 0.4 0.63.02.01.0 這條直線在U軸上的截距就是被測電源電動勢E (對應的I=0) ,斜率的絕對值就是被測電源的內阻r。特別要注意：有時縱坐標的起始點不是0，求內阻的一般式應該是 r=|U/I |。第四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月 要求測量由2節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢和內阻r（約幾歐）,提供下列器材：電壓表V1（量程3V，內阻1k）,電壓表V2（量程15V,內阻2k）,電阻箱（0999

4、9）,電鍵,導線若干。某同學用量程為15V的電壓表連接成如圖所示的電路，實驗步驟如下：（l）合上電鍵S，將電阻箱R阻值調到110，讀得電壓表的讀數(shù)為U1（2）將電阻箱R阻值調到R220，讀得電壓表的讀數(shù)為U2，由方程組U1EU1r/R1、U2EU2/R2 解出E、r，為了減少實驗誤差，上述實驗在選擇器材和實驗步驟中，應做哪些改進？。2001年上海卷16、 vRE、rS解: 應選用量程為3V的電壓表, 改變電阻箱阻值R，讀取若干個U的值，由 IU/R 計算出電流的值，然后作出UI圖線，得到E、r第五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月05年南通質量檢測一12、 某同學采用如圖甲所示的電路測定

5、電源電動勢和內阻，已知干電池的電動勢約為1.5V，內阻約1，電壓表(0-3V,3k),電流表(0-0.6A,1.0),滑動變阻器有R1(10 2A)和 R2(100 0.1A)各一只;(1)實驗中滑動變阻器應選用 (選填R1或R2).(2)在乙圖中用筆畫線代替導線連接實驗電路.(3)在實驗中測得多組電壓和電流值,得到如圖丙所示的U-I圖線,由圖線可較準確求出該電源電動勢E= V; 內阻r= .1.50 0.1 0.2 0.3 0.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VVA圖甲圖乙R11.50圖線的斜率為0.7/0.37=1.85 r=1.85-RA=0.85 0.85第六張，

6、PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月 （8分）現(xiàn)有器材：量程為10.0mA、內阻約3040的電流表一個，定值電阻R1=150，定值電阻R2=100 ，單刀單擲開關K，導線若干。要求利用這些器材測量一干電池（電動勢約1.5V）的電動勢。（1）按要求在實物圖上連線。（2）用已知量和直接測得量表示的待測電動勢的表達式為= ，式中各直接測得量的意義是： .2002年河南卷12、R1 R2R1 R2第七張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月 （1）連圖：左圖只用R1接入電路；右圖用R1和R2串聯(lián)接入電路。 （2） I1是外電阻為R1時的電流， I2是外電阻為R1和R2串聯(lián)時的電流.測量原理：mAR1m

7、AR2R1E=I1（R1+ Rg+ r） E=I2（ R1+ R2+ Rg+ r） 聯(lián)立 解得注意：若只用R2接在電路中，則電流將超過電 流表的量程，所以用 R1和R2串聯(lián)接入電路。 解答：第八張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月2004年廣東卷12、 (12分)圖中R為已知電阻， Rx為待測電阻，S1為單刀單擲開關， S2為單刀雙擲開關，V為電壓表（內阻極大），E為電源（電阻不可忽略）。現(xiàn)用圖中電路測量電源電動勢及電阻Rx （1）寫出操作步驟： （2）由R及測得的量,可測得E ，Rx = .S2S1RxRVabE畫出電路圖如圖示：E rVRRxabS1S2第九張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2

8、022年6月E rVRRxabS1S2 解：S1斷開，S2接到a 端，記下電壓表的讀數(shù)U1；由于電壓表內阻極大，所以 E=U1 S2仍接到a 端,閉合S1,記下電壓表的讀數(shù)U2,如圖a示U2E rVRRx圖a S1仍閉合,S2接到b端,記下電壓表的讀數(shù)U3.如圖b示RRxE rVU3圖b第十張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月伏安法測E、r實驗中測量值和真實值的比較1：vA1.安培表內接在并聯(lián)電路之內的電路: 解：作 U=E-Ir 圖線如圖實線示：UIE測UIA式中的U是路端電壓, I 應是通過電源的電流， I實= IA + IV = (IA +U/RV)可見U越大，差值(I實- IA )

9、就越大， U=0時，差值(I實- IA )也為0，實際的U-I圖線如圖虛線示：斜率增大E真I實 E測 E真 r測 r真該電路適用于滑動變阻器阻值很大 (電源內阻很大)的情況.若將電流表的內阻并入電池中，則U路和 I的測量值就都準確了,E的測量值就準確了,測出的內阻是電源內阻r和電流表的內阻之和。U路= E- I (RA +r) = E- I r 第十四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月 某同學在實驗室先后完成下面二個實驗：測定一節(jié)干電池的電動勢和內電阻；描繪小燈泡的伏安特性曲線(1)用實驗測量得到數(shù)據(jù)作出U一I圖線如圖中a線, 實驗所測干電池的電動勢為 V,內電阻為 .05年徐州市第二次

10、質量檢測12、 00.5 1.0 1.5 2.0 2.50.51.01.52.02.53.0I/AU/Va1.500.75第十五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月(2)在描繪小燈泡伏安特性曲線的實驗中,為減小實驗誤差,方便調節(jié),請在給定的四個電路圖和三個滑動變阻器中選取適當?shù)碾娐坊蚱鞑?并將它們的編號填在橫線上.應選取的電路是 ,滑動變阻器應選取 E總阻值15，最大允許電流2A的滑動變阻器F總阻值200，最大允許電流2A的滑動變阻器G總阻值1000，最大允許電流1A的滑動變阻器SVARLE rVAE rSVAE rSVARLE rSABCDCE上頁下頁第十六張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于20

11、22年6月(3)將實驗中得到的數(shù)據(jù)在實驗中同一U-I坐標系內描點作圖，得到如圖所示的圖線b，如果將實驗中的電池與實驗中的小燈泡組成閉合回路，此時小燈泡的實際功率為 ，若將兩節(jié)與實驗中相同的干電池串聯(lián)后與該小 燈泡組成閉合回路，則此時小燈泡的電壓為 ，實際功率為 . 00.5 1.0 1.5 2.0 2.50.51.01.52.02.53.0I/AU/Vab解：P1=0.601.20=0.72W 0.720.02W畫出這時的U-I圖線如圖c示c0.850.88VP2=0.881.40=1.23W1.21.3W題目上頁第十七張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月05年南通質量檢測一12、 某同學

12、采用如圖甲所示的電路測定電源電動勢和內阻，已知干電池的電動勢約為1.5V，內阻約1，電壓表(0-3V,3k),電流表(0-0.6A,1.0),滑動變阻器有R1(10 2A)和 R2(100 0.1A)各一只;(1)實驗中滑動變阻器應選用 (選填R1或R2).(2)在乙圖中用筆畫線代替導線連接實驗電路.(3)在實驗中測得多組電壓和電流值,得到如圖丙所示的U-I圖線,由圖線可較準確求出該電源電動勢E= V; 內阻r= .1.50 0.1 0.2 0.3 0.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VR11.500.85圖線的斜率為0.7/0.37=1.85 r=1.85-RA=0.8

13、5 VA圖甲圖乙第十八張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月2005年全國卷 22 (2)、（2）測量電源B的電動勢E及內阻r（E約為4.5V，r約為1.5）。器材：量程3V的理想電壓表V，量程0.5A的電流表A（具有一定內阻），固定電阻R=4，滑線變阻器R，電鍵K，導線若干。 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出。 實驗中，當電流表讀數(shù)為I1時，電壓表讀數(shù)為U1；當電流表讀數(shù)為I2時，電壓表讀數(shù)為U2。則可以求出 （用I1，I2，U1，U2及R表示）E= ，r= 。實驗電路原理圖如右圖示。VABKRR第十九張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月R0E rRSv05

14、年蘇錫常鎮(zhèn)一模12、(1)實驗室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格:10 , 2.5W B. 100 , 1.0W C. 200 ,1.0W D. 2000, 5.0W本實驗應選哪一種規(guī)格?答: ( ) 現(xiàn)有一種特殊的電池,它的電動勢為E,約為9V,內阻約為50,已知該電池允許輸出的最大電流為50mA,為了測定這個電池的電動勢和內阻,某同學利用如圖(a)所示的電路進行實驗,圖中電壓表的內阻很大,對電路的影響可不考慮,R為電阻箱,阻值范圍0-9999 ,R0是定值電阻,起保護電路的作用C第二十張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月1/(R0+R )/10-2-11/U / V-106120.20

15、.40.10.30.60.50.742810(2)該同學接入符合要求的R0后,閉合開關S,調整電阻箱的阻值,讀取電壓表的示數(shù)U,再改變電阻箱的阻值,取得多組數(shù)據(jù),作出了如圖(b)所示的圖線,(已知該直線的截距為0.1V-1 ),則根據(jù)該同學所作出的圖線,可求得電池的電動勢E為 V,內阻r為 .解:由閉合電路歐姆定律得化簡得可見圖線的截距為1/EE=10V圖線的斜率為r/E=(0.65-0.1)/0.12=4.6r=46 10V46注：原題圖中數(shù)據(jù)有問題。第二十一張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）某研究性學習小組利用右圖所示電路測量電池組的電動勢E和內阻r。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如下圖所示

16、的2006年天津理綜卷22(3)、R1/I圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得到E V，r 。ARE rS103.01.02.0202468R/解： E=I(R+r） R= E/I - r在R1/I圖線中，斜率等于電動勢的數(shù)值， E=(10+0.9)/3.8=2.9V截距的絕對值等于內阻的數(shù)值, r=0.92.90.9第二十二張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月2006年廣東卷12、12（11分）某同學設計了一個如圖7所示的實驗電路，用以測定電源電動勢和內阻，使用的實驗器材為：待測干電池組（電動勢約3V）、電流表（量程0.6A，內阻小于1）、電阻箱（099.99 ）、滑動變

17、阻器（010 ）、單刀雙擲開關、單刀單擲開關各一個及導線若干。考慮到干電池的內阻較小，電流表的內阻不能忽略。（1）該同學按圖7連線，通過控制開關狀態(tài)，測得電流表內阻約為0.20 。試分析該測量產(chǎn)生誤差的原因是_圖7AAS CDE rBPK滿偏時滑動變阻器阻值與電流表阻值之比偏低；電阻箱的阻值不能連續(xù)調節(jié)。 第二十三張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）簡要寫出利用圖7所示電路測量電源電動勢和內阻的實驗步驟：_1.02.03.04.05.06.07.08.09.004.54.03.53.02.52.01.51.00.5R/（3）圖8是由實驗數(shù)據(jù)繪出的 圖象,由此求出待測干電池組的電動勢E

18、 V、內阻r 。（計算結果保留三位有效數(shù)字）斷開K，將R旋至最大值，S擲向D 調小R直到電流表指針有足夠偏轉，改變R值測幾組I隨R變化的數(shù)據(jù)； 2.762.962.272.47解見下頁上頁下頁第二十四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月解： E=I(R+r） R= E/I - r在 1/I R圖線中，斜率的倒數(shù)等于電動勢的數(shù)值， E=8.80/(4.00-0.87)=2.81V截距跟斜率之比值等于內阻的數(shù)值, r=2.810.872.441.02.03.04.05.06.07.08.09.004.54.03.53.02.52.01.51.00.5R/題目上頁第二十五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作

19、于2022年6月2006年江蘇卷13、13（12分）現(xiàn)要按圖所示的電路測量一節(jié)舊干電池的電動勢E（約1.5V）和內阻r（約20），可供選擇的器材如下：電流表A1、A2（量程0500A，內阻約為500）、滑動變阻器R（阻值0100、額定電流1.0A），定值電阻R1（阻值約為100），電阻R2、R3（阻值0999.9），開關、導線若干。由于現(xiàn)有電流表量程偏小，不能滿足實驗要求，為此，先將電流表改裝（擴大量程），然后再按圖所示的電路進行測量。電阻箱電流表E，r圖S第二十六張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月 （1）測量電流表A2的內阻 按圖電路測量A2的內阻，以下給出了實驗中必要的操作： A 斷開S1 B閉合S1 、S2 C按圖連接線路，將滑動變阻器R的滑片調至最左 端，R2調至最大 D調節(jié)R2，使A1的示數(shù)為I1，記錄R2的值 E斷開S2，閉合S3 F調節(jié)