實驗九任務(wù)單

實驗九測定電源的電動勢和內(nèi)阻熱點1

實驗原理的理解【例證1】(2014·海南高考)用伏安法測量一電池的內(nèi)阻。已知該待測電池的電動勢E約為9V,內(nèi)阻約數(shù)十歐,允許輸出的最大電流為50mA。可選用的實驗器材有：電壓表(量程5V);電壓表(量程10V);電流表(量程50mA);電流表(量程100mA);滑動變阻器R(最大電阻300Ω);定值電阻R1(阻值為200Ω,額定功率為W);定值電阻R2(阻值為200Ω,額定功率為1W);開關(guān)S;導線若干。測量數(shù)據(jù)如坐標紙上U-I圖線所示。(1)在虛線方框內(nèi)畫出合理的電路原理圖,并標明所選器材的符號。(2)在設(shè)計的電路中,選擇定值電阻的根據(jù)是

。(3)由U-I圖線求得待測電池的內(nèi)阻為

Ω。(4)在你設(shè)計的實驗電路中,產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是

?！窘忸}探究】(1)電壓表和電流表內(nèi)阻未知時,電流表的接法選取_______________。(2)定值電阻R1或R2在電路中的作用是_________。根據(jù)題目中的限制條件選擇合適的電阻。(3)U-I圖像的斜率表示___________。內(nèi)接法或外接法保護電路電池的內(nèi)阻【解析】(1)由于題目中電流表和電壓表的電阻未知,所以電路設(shè)計為圖甲或圖乙均可。(2)由于電池允許通過的最大電流為50mA,所以電路中需串聯(lián)定值電阻R1或R2作為保護電阻,且最大功率應(yīng)滿足P=I2R=0.052×200W=0.5W,故定值電阻應(yīng)選R2。(3)U-I圖像的斜率即為電池的內(nèi)阻。(4)圖甲中電壓表會造成分流而引起誤差;圖乙中電流表會造成分壓而引起誤差。答案：(1)見解析(2)定值電阻在電路中消耗的功率會超過W,R2的功率滿足實驗要求(3)51.0(49.0～53.0均可)(4)見解析熱點2

實驗數(shù)據(jù)的處理【例證2】(2014·新課標全國卷Ⅰ)利用如圖甲所示電路,可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻,所用的實驗器材有：待測電源,電阻箱R(最大阻值999.9Ω),電阻R0(阻值為3.0Ω),電阻R1(阻值為3.0Ω),電流表(量程為200mA,內(nèi)阻為RA=6.0Ω),開關(guān)S。實驗步驟如下：①將電阻箱阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S;②多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R;③以為縱坐標,R為橫坐標,作-R圖線(用直線擬合);④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b?；卮鹣铝袉栴}：(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻,則與R的關(guān)系式為

。(2)實驗得到的部分數(shù)據(jù)如下表所示,其中電阻R=3.0Ω時電流表的示數(shù)如圖乙所示,讀出數(shù)據(jù),完成下表。答：①

,②

。R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077I-1/A-16.998.00②10.011.011.913.0(3)在圖丙的坐標紙上將所缺數(shù)據(jù)點補充完整并作圖,根據(jù)圖線求得斜率k=

A-1·Ω-1,截距b=

A-1。(4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E=

V,內(nèi)阻r=

Ω?！窘忸}探究】(1)描點畫直線的一般原則是什么?提示：連接各點成直線時,盡量讓點均勻分布在直線的兩側(cè),個別偏差較大的點可不予考慮。(2)如何寫出I與R的函數(shù)關(guān)系?提示：首先利用閉合電路歐姆定律得出I與R的函數(shù)關(guān)系,然后變形成y=kx+b這樣的一次函數(shù)?！窘馕觥勘绢}考查了測量電源電動勢和內(nèi)電阻。(1)電流表電阻是R1的2倍,所以干路電流為3I,根據(jù)閉合電路歐姆定律E=3I(r+R0+R)+IRA,代入數(shù)據(jù),化簡得(2)電流表每小格表示2mA,因此電流表讀數(shù)是0.110A,倒數(shù)是9.09A-1。(3)根據(jù)坐標紙上給出的點,畫出一條直線,得出斜率k=1.0A-1·Ω-1,截距b=6.0A-1。(4)斜率k=,因此E==3.0V,截距b=,r=-5Ω=1.0Ω。答案：(1)

(2)0.110

9.09