專題復習電源電動勢和內電阻的測量

測定電源的電動勢和內阻2014屆高三物理復習專題浙江理綜高考實驗1、基本原理：閉合電路歐姆定律

電源兩極間的電壓（路端電壓）流過電源的電流測定電源電動勢和內阻的基本方法是：伏安法vA調節(jié)滑動變阻器，可測得多組U、I，2、實驗電路經數據處理可求得E、r3、數據處理

①由兩組測量數據，利用公式求得E、r

②每兩組數據可計算得一組E、r，然后求平均值方法一：計算法

計算法作圖法方法二：作圖法(1)圖線與縱軸交點為E作圖法是高考考查熱點答案：A例1(2013·浙江·22)采用如圖所示的電路“測定電池的電動勢和內阻”．(1)除了選用照片中的部分器材外，________(填選項)；A．還需要電壓表 B．還需要電流表C．還需要學生電源 D．不再需要其他器材00.51.01.5I/AU/V0.40.81.2(2)測量所得數據如下：用作圖法求得電池的內阻r＝________；

(3)根據第5次所測得的實驗數據，求得電流表內阻RA＝________.答案小結：標度的選取要適當，在總格數足夠的情況下，每一小格代表的數值應盡量小。2.縱坐標的起點可以不是零為了減小誤差，作圖線時

：3.盡量使圖線與坐標軸相交問題一:

滑動變阻器的滑片滑到最右端時，可能會發(fā)生什么情況？R0加保護電阻怎么預防這種情況的發(fā)生？電源被短路，可能燒壞電表。vA例2

（2009年安徽卷）用如圖3所示的電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻。電池的內阻較小，為了防止在調節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護作用。除電池、開關和導線外，可供使用的實驗器材還有：

a．電流表（量程0.6A、3A）；b．電壓表（量程3V、15V）c．定值電阻（阻值1Ω、額定功率5W）d．定值電阻（阻值10Ω

，額定功率10W）e．滑動變阻器（阻值范圍0～10Ω

、額定電流2A）f．滑動變阻器（阻值范圍0～100Ω

、額定電流1A）

要正確完成實驗，電壓表的量程應選擇

V，電流表的量程應選擇

A；R0應選擇

的定值電阻，R應選擇阻值范圍是

的滑動變阻器。3V0.61Ω0～10Ω注意：保護電阻的阻值不宜太大，否則會使得電流表、電壓表調節(jié)范圍太小，實驗誤差較大注意：變阻器若取0～100Ω會出現“調節(jié)開始時電表示數幾乎不變、最后突然變化”的現象。問題二:

如果電源內阻非常小，則作出的U—I圖線幾乎水平，內阻測量誤差就比較大，怎么辦？R0把R0和電池看成一個新電源。（R0阻值已知）R0同時也起到了保護電路的作用例3

如圖所示，用安培表和伏安法測電源電動勢和內電阻的實驗中，在電路中接一個2Ω的電阻R0，通過調節(jié)變滑動器，得到幾組電表的實驗數據如下：（1）用作圖法在坐標系內作出U—I圖線（2）利用圖線，測得電動勢E=

V，內阻r=

Ω。R01.51.0注意：這R0不影響電動勢E的測量值，但求內阻時別忘記減掉R0的值如果只有兩只電壓表或者只有兩只電流表怎么辦?將其中一只已知內阻的電表進行改裝問題三：如果電表的量程不夠大怎么辦?改裝，擴大量程例4

某同學對實驗室的一個多用電表中的電池進行更換時發(fā)現，里面除了一節(jié)1.5V的干電池外，還有一個方形的電池(疊層電池)。為了測定該電池的電動勢和內電阻，實驗室中提供如下器材：A．電流表A1(0～

10mA，內阻10Ω)；B．電流表A2(0～0.6A，內阻約15Ω)；C．滑動變阻器

R(0～100Ω，1A)；D．定值電阻R0

(阻值990Ω)；E．開關與導線若干。（1）請根據現有的實驗器材，幫該同學設計實驗電路。（2）圖乙為該同學根據上述設計的實驗電路測出多組數據后繪出的I1－I2圖線(I1為電流表A1的示數，I2為電流表A2的示數)，則由圖線可以得到被測電池的電動勢E＝________V，內阻r＝________Ω。(結果保留兩位有效數字)利用斜率和縱軸上的截距解得：根據題目提供的圖線進行求解，應該先推導出相應的函數關系式小結：1.定值電阻R0的妙用：⑴

保護電路⑵“擴大”電源內阻⑶改裝電表（也可用電阻箱代替R0)小阻值電阻減小內阻測量誤差2.根據題目提供的圖線進行求解，應該首先推導出相應物理量的函數關系式問題四:

只有一只電壓表或者一只電流表怎么辦?與電阻箱配合數據處理時，作什么圖線呢？由閉合電路歐姆定律推導得出的一次函數決定斜率？縱軸上的截距？斜率？縱軸上的截距？RU方法一方法二小結，對于同一實驗電路所作的圖線可能不是唯一的U例5(2013安徽高考)．根據閉合電路歐姆定律，用圖Ⅰ所示電路可以測定電池的電動勢和內電阻。圖中R0兩端的電壓為U12,對所得的實驗數據進行處理，就可以實現測量目的。根據實驗數據在坐標系中描出坐標點，如圖2所示。已知，請完成以下數據分析和處理。（1）圖2中電阻為

的數據點應剔除；（2）在坐標紙上畫出關系圖線；（3）圖線的斜率是

，由此可得電池電動勢

V。R0RSEn

rn1

2圖1在圖線上取數據點（140，1.32）（0，0.70）解得斜率為0.004480解得：E=1.51Vv小結：

函數和圖像是一一對應的，如果要作圖線，則必須先推導出函數關系式。如果題目已經提供了圖線，也應該先推導出相應物理量的函數關系式，再利用圖線進行求解方案總結：測定電源的電動勢和內阻R01、一伏一安表2、二伏表或二安表3、一伏表或一安表數據處理時作什么圖線，由閉合電路歐姆定律推導得出的一次函數決定練習1

(2009·北京高考)某同學通過查找資料自己動手制作了一個電池．該同學想測量一下這個電池的電動勢E和內電阻r，但是從實驗室只借到一個開關、一個電阻箱(最大阻值為999.9Ω，可當標準電阻用)、一只電流表(量程Ig＝0.6A，內阻rg＝0.1Ω)和若干導線．

(1)請根據測定電動勢E和內電阻r的要求，設計下圖實甲中器件的連接方式，畫線把它們連接起來．

(2)接通開關，逐次改變電阻箱的阻值R，讀出與R對應的電流表的示數I，并作記錄．當電阻箱的阻值R＝2.6Ω時，其對應的電流表的示數如圖乙所示．處理實驗數據時，首先計算出每個電流值I的倒數；再制作R－坐標圖，如圖丙所示，圖中已標注出了(R，)的幾個與測量對應的坐標點．請你將與圖乙所示的實驗數據對應的坐標點也標注在圖丙上并連成圖線．丙0.50A坐標為(2,2.6)

(3)根據丙描繪出的圖線得出這個電池的E＝____V，r_____Ω.1.50.3

（2010.江蘇卷）在測量電源的電動勢和內阻的實驗中，由于所用電壓表(視為理想電壓表)的量程較小，某同學設計了如圖所示的實物電路．(1)實驗時，應先將電阻箱的電阻調到________．(選填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值R0＝10Ω的定值電阻兩端的電壓U.下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是________．(選填“1”或“2”)(3)根據實驗數據描點，繪出的1/U－R圖象是一條直線．若直線的斜率為k，在1/U坐標軸上的截距為b，則該電源的電動勢E＝________，內阻r＝________.(用k、b和R0表示)方案編號電阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0練習2最大值2(2012·福建高考)某研究性學習小組欲測定一塊電池的電動勢E。(1)先直接用多用電表測定該電池電動勢。在操作無誤的情況下，多用電表表盤示數如圖所示，其示數為________V。(2)然后，用電壓表V、電阻箱R、定值電阻R0、開關S、若干導線和該電池組成電路，測定該電池電動勢。(i)根據電路圖，用筆畫線代替導線，將實物圖連接成完整電路。練習30.350.310.240.210.170.125.004.003.002.001.400.602.93.24.24.85.98.3U(V)20.025.033.350.071.4166.7R(Ω)(iii)從圖線中可求得E＝____________V。

[解析]

(1)多用電表使用10V電壓擋，刻度盤上每小格對應的示數為0.2V，所以讀數為9.4V。

[答案]

(1)9.4

(2)(i)連線如右圖所示(ii)所作圖象如下圖所示(iii)10.0(9.5～11.1V均正確)練習4.

將一銅片和一鋅片分別插入一只蘋果內，就構成了一個簡單的“水果電池”，其電動勢約為1.5V．可是這種電池并不能點亮手電筒上的額定值為“1.5V、0.3A”的小燈泡，原因是流過小燈泡的電流太小了，經實驗測得還不足3mA．現要求用電壓表（3V，10K