1、優品課件 第6講實驗測定電池的電動勢和內阻 第6講 實驗 測定電池的電動勢和內阻1 .某課題研究小組，選用下 列器材測定某型號手機所用鋰電池的電動勢 E和內阻r.（電動勢約為 4 V，內阻在幾歐到幾十歐之間）A .電壓表V（量程6 V，內阻約為 6.0 k Q） B.電流表A（量程2 mA內阻約為50 Q） C.電阻箱R（0 999.9 Q） D .開關S一只、導線若干（1）某同學從上述器材中選取 了電流表和電阻箱測鋰電池的電動勢和內阻， 你認為可行嗎？請說明 理由： （2）今用上述器材中的電壓表和電阻箱測鋰電池的電動勢和內阻，請 畫出實驗電路圖.（3）根據（2）中實驗電路測得的5組U、R數據

2、，已 在圖7-612中1U- 1R坐標系中描出了各點，請作出圖象.根據圖 象求得E=V, r =Q .答案：（1）不可行.理由： 根據所給數據，電路中電阻箱取最大值，電路中電流大于電流表量程 2 mA,故不可行（2）如右圖所示（3）如下圖所示 3.63.79.5 10.5 2 .為了測定電源電動勢E的大小、內電阻r和定值電阻R0的 阻值，某同學利用DIS設計了如圖7- 6- 13所示的電路.閉合電鍵 S1,調節滑動變阻器的滑動觸頭 P向某一方向移動時，用電壓傳感器 1、電壓傳感器2和電流傳感器測得數據，并根據測量數據計算機分 別描繪了如圖7-6- 14所示的M N兩條U- I直線.請回答下列問

3、 題：（1）根據圖7-6- 14中的M N兩條直線可知（）A .直線M 是根據電壓傳感器1和電流傳感器的數據畫得的B .直線M是根據電 壓傳感器2和電流傳感器的數據畫得的 C.直線N是根據電壓傳感器 1和電流傳感器的數據畫得的 D.直線N是根據電壓傳感器2和電流 傳感器的數據畫得的（2）圖象中兩直線交點處電路中的工作狀態是 （）A.滑動變阻器的滑動頭P滑到了最左端B.電源的輸出 功率最大C .定值電阻R0上消耗的功率為0.5 WD .電源的效 率達到最大值（3）根據圖7-6- 14可以求得定值電阻R0= Q,電源電動勢E=V,內電阻r =Q .答案:（1）BC （2）AC（3）2.01.501

4、.0 3.（2010?宜昌調研）現有一特殊的電池， 其電動勢E約為9 V，內阻r在35 Q55 Q范圍，最大允許電流 為50 mA.為測定這個電池的電動勢和內阻，某同學利用如圖7-6- 15甲所示的電路進行實驗.圖中電壓表的內電阻很大，對電路的影 響可以不計，R為電阻箱，阻值范圍為09 999 Q,RO是定值電阻.(1) 實驗室備有的保護電阻R0有以下幾種規格，本實驗應選用() A. 10 Q , 2.5 W B. 50 Q , 1.0 WC. 150 Q , 1.0 W D 1 500 Q , 5.0 W 該同學接入符合要求的R0后，閉合開關S,調整電阻箱的 阻值讀出電壓表的示數U再改變電阻

5、箱阻值，取得多組數據，作出了 如圖7- 6- 15乙所示的圖線.則根據該同學所作的圖線可知圖象的 橫坐標與縱坐標的比值表示 . (3)根據乙圖所作出的圖象求 得該電池的電動勢E為V,內電阻r為Q .解析： (1)當R= 0時，應該有R0+ r 95X 10- 2, 即卩R0145 Q可保證電 路中電流小于最大允許電流，R0應該選擇C,并且選C后R0消耗的 最大功率小于1 W. (2)1R0 + R/1U= I，即回路中的電流.(3)根據U =E- Ir ，I = UR+ F， 聯立得：1U rE 1R(+ R+ 1E,即： 1E= 0.1 ; rE = 0.600.12.得 E=10 V ;

6、r = 50 Q .答案：(1)C(2) 回路中的電流 (3)1050 4. (2009?北京，21)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 999.9 Q,可當標準電阻用)、一只電流表(量程lg = 0.6 A,內阻rg =0.1 Q )和若干導線.(1)請根據測定電動勢E和內電阻r的要求， 設計圖7-6- 16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= 2.6 Q時，其 對應的電流表的

7、示數如圖7- 6-17所示.處理實驗數據時，首先計 算出每個電流值I的倒數1I ;再制作R- 1I坐標圖，如圖7-6- 18 所示，圖中已標注出了 R, 11的幾個與測量對應的坐標點.請你將與 圖7-6- 17實驗數據對應的坐標點也標注在圖 7-6- 18 上. (3) 在圖7- 6- 18上把描繪出的坐標點連成圖線.(4)根據圖7- 6- 18 描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E=V,內電阻r = Q .解析：(1)先設計實驗電路圖，然后再根據電路圖連 線.由歐姆定律E= I(R + r)知，只要知道兩組外電阻和電流值，就 可以解出電源電動勢和內阻.因此，直接將可變電阻和電流表串聯在 電路

8、中就行.（2）由電表可讀出此時電流為0.50 A，則坐標為 （2,2.6）.再在坐標紙上描出該點.（3）易膾明顯有誤差的點，將其 他點用平滑的曲線連接起來，得到一條直線.（4）將歐姆定律的表達 式E= I（R + r）變形得R= Elr，由此式可知，外電阻和電流的倒數 呈線性關系.將圖中的直線延長，與縱坐標軸的交點值為r = 0.3 , 則電阻為0.3 Q,直線的斜率為k= E= 5.6 2.64 2= 1.5 V.答案: （1）見圖甲 （2）見圖乙 （3）見圖乙（4）1.5（1.461.54） 0.3（0.250.35）第46講 實驗專項訓練1 .如圖7 6 19所示, 要測量一只量程已知的

9、電壓表的內阻，所備器材如下：A .待測電壓 表V（量程3 V,內阻未知） B .電流表A（量程3 A,內阻0.01 Q ） C.定值電阻R（阻值2 k Q,額定電流50 mA） D.蓄電池E（電動勢 略小于3 V,內阻不計）E.多用電表F.開關K1、K2,導線若干 有一同學利用上面所給器材，進行如下實驗操作：（1）首先，用多用 電表進行粗測，選用X 100 Q倍率，操作方法正確.若這時刻度盤 上的指針位置如圖甲所示，則測量的結果是 Q. （2）為了更 精確地測出此電壓表內阻，該同學設計了如圖乙、丙所示的實驗電路， 你認為其中較合理的電路圖是 ，合理的理由是 . （3）用你選擇的 電路進行實驗時

10、，請簡述實驗步驟： . （4）用上述所測量的物理量表示電壓表的內阻RV= .解析：（1）題考查歐姆表的讀數原理.（2）題考查實驗 電路圖的設計.（3）題考查測量電阻的實驗步驟.（4）題考查電阻的計 算.根據 的實驗步驟可以列出方程 U1= U2+ U2RVR解得RV= U2U1 U2R.答案：（1）3 000 （2）丙 乙圖中電流表的示數太小，誤差太 大.丙圖中R的值與電壓表阻值接近，誤差小.（3）閉合K1,再閉 合K2,讀得電壓表示數U1;再斷開K2,讀得電壓表示數U2.（其他表 述正確也可）（4）RV = U2U U2R. 2.（2009?全國 I ）如圖 7 6 20 所 示的電路中，1

11、、2、3、4、5、6為連接點的標號.在開關閉合后， 發現小燈泡不亮.現用多用電表檢查電路故障，需要檢測的有：電源、 開關、小燈泡、3根導線以及電路中的各連接點.（1）為了檢測小燈 泡以及3根導線，在連接點1、2已接好的情況下，應當選用多用電 表的擋.在連接點1、2同時斷開 的情況下，應當選用多用 電表的擋（2）在開關閉合情況下，若測得5、6兩點間的 電壓接近電源的電動勢，則表明 可能有故障.（3）將小燈泡拆離電路，寫出用多用電 表檢測該小燈泡是否有故障的具體步驟.解析：用多用電表歐姆擋 測電阻時必須將其從電路中斷開， 在點1和點2已接好的情況下，應 選用多用電表的電壓擋測量各器材兩端的電壓；點

12、1和點2同時斷開 時，可以用歐姆擋進行測量.在開關閉合時，若測得5、6兩點間電 壓接近電源電動勢，可知開關或連接點5、6出現故障.把小燈泡拆 離電路后，檢驗小燈泡是否斷路可用多用電表的歐姆擋，調零后進行 測量，如果電阻無窮大，說明燈泡是斷路的.答案：（1）電壓 歐姆 （2）開關或連接點5、6 （3）將多用電表擋位調至歐姆擋；將紅、 黑表筆相接，檢查歐姆擋能否正常工作；測量小燈泡的電阻.如電 阻為無窮大，表明小燈泡有故障.3 .為了測量電阻Rx的阻值，實 驗室備有下列器材：A .待測電阻Rx,阻值約為200 Q B .直流電 源，電動勢約為3 V,內電阻約為0.5 Q C.電流表A1,量程10

13、mA 內阻r = 80 Q D.電流表A2,量程20 mA 內阻約為30 Q E.定值 電阻R0= 180 Q F.滑動變阻器R,最大阻值為20 Q，額定電流1.0 A G.單刀單擲開關一個，導線若干（1）為盡量準確地測出Rx阻值, 甲、乙、丙三位同學設計了三種實驗電路，如圖7-6-21所示，你 認為正確的是.（填“甲”、“乙”或“丙”）開始實驗 時，在合上開關S前，滑動變阻器的滑動觸頭應置于 端（填 “a”或“ b”）. （3）按所選的電路進行測量，讀出電流表A1的示數 為I1，電流表A2的示數為I2.推導出計算Rx的表達式為Rx= .答案：（1）乙（2）b（3）1801112 11 4 .

14、某課題小組通 過實驗測量淮河水的電阻率.現備有一根均勻的長玻璃管（兩端各有 一個圓形電極，可裝入樣品水，接觸電阻不計）、電壓表（量程12 V, 內阻約100 Q ），電流表（量程100卩A,內阻約50 Q ）、滑動變阻 器（10 Q, 1 A）、電池組（電動勢E= 12 V，內阻不計）、開關、導線 若干、直尺、待測的水樣品.如圖 7- 6-22是他們用伏安法多次測 量并計算出對應的水柱長度L與水柱電阻R描點畫出的圖象.實驗中 還用10分度的游標卡尺測量了玻璃管的內徑，結果如圖7-6-23所 示. 請回答下面的問題：（1）玻璃管內徑d的測量值為cm （2） 請在上面的虛線框內畫出測量水柱電阻的電

15、路圖；（3）所測水的電阻 率為 Q ?m保留兩位有效數字）.解析：（1）由游標卡尺的 讀數規則可知：d = 22 + 6X 0.1 mm= 2.26 cm. （2）因為測量的電壓值 與電流值是從零開始，故應選用分壓電路.因電壓表的內阻相對于電 流表的內阻更接近于被測電阻，所以應選用電流表內接法.（3）因為 p = RSL 由圖象可知：RL= 2X 105 Q/m.而S= n d244X 10-4 m2 所以 p = RSL= 80 Q ?m.答案：（1）2.26 （2） 如右圖所示（3）80 士 4 5. （1）某多用電表的歐姆擋中間刻度值是“ 15”，一位同學在用它來 測量電阻時，先將選擇開

16、關旋至“X 10”擋處，然后進行調零，再將 兩支表筆分別與電阻的兩個引線接觸，結果指針指在刻度值為“100” 至“200”之間，為了使測量更準確，他應該將選擇開關旋至 擋處.換擋后必須才能進行測 量.（2）圖7-6-24中電源電動勢為E,內阻可忽略不計；電流表 具有一定的內阻，電壓表的內阻不是無限大，S為單刀雙擲開關，R 為待測電阻.當S向電壓表一側閉合時，電壓表讀數為 U1,電流表 讀數為I1 ;當S向R一側閉合時，電流表讀數為I2.根據已知條 件與測量數據，可以得出待測電阻 R=.根據圖7- 6 24所給出的電路，在圖7-6-25的各器件實物圖之間補畫出連接 的導線. 解析：（1）第一次測

17、量時，指針示數過大，所以要選擇倍率更大的擋 進行測量，所以要選“X 100”擋.歐姆表每次換擋后都要重新進行 歐姆調零.本題較易.（2）由第一次測量可得電壓表內阻為：RV= U1I1, 由于不計電源內阻，所以電流表內阻為：RA= E- U1I1;由第二次測 量可得：R= EI2 RA代入即可得：R = EI2 E- U1I1.答案： （1） X 100 重新調零（2）R= EI2 E-U1I1連線如圖6 . （2009? 山東，23）為了節能和環保，一些公共場所使用光控開關控制照明系 統.光控開關可采用光敏電阻來控制， 光敏電阻是阻值隨著光的照度 而發生變化的元件（照度可以反映光的強弱，光越強

18、照度越大，照度 單位為lx）.某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度（lx） 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 電阻（k Q ） 75 40 28 23 20 18 （1） 根據 表中數據，請在圖7-6-26給定的坐標系中描繪出阻值隨照度變化 的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點. 如圖7-6-27所示，當1、2兩端所加電壓上升至2 V時，控制 開關自動啟動照明系統.請利用下列器材設計一個簡單電路，給1、 2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至1.0 lx時啟動照明系 統，在虛線框內完成電路原理圖.（不考慮控制開關對所設計電路的 影響）提供的器材如下：光敏電阻RP（符號，阻值見上表）；直流