1、實用標準文案測定電源的電動勢和內(nèi)阻【考綱知識梳理】一、實驗目的1. 測定電池的電 動勢和內(nèi)電阻。二、實驗原理1 、如圖所示電路，只要改變外電路E1I1r U1R 的阻值，測出兩組 I、U 的數(shù)值，代人方程組：就E2I 2 r U 2可以求出電動勢 E 和內(nèi)阻 r或多測幾組I 、U 數(shù)據(jù)，求出幾組 E、 r 值，最后分別算出它們的平均值此外還 可以用作圖法來處理實驗數(shù)據(jù)，求出E、 r 的值在標坐紙上， I 為橫坐標， U 為縱坐標， 測出幾組 U 、I 值，畫出 U I 圖 像，根據(jù)閉合電路的歐姆定律U=E Ir ，可知 U 是 I 的一次函數(shù)， 這個圖像應該是一條直線 如圖所示， 這條直線跟縱

2、軸的交點表示電源電動勢，這條直線的斜率的絕對值，即為內(nèi)阻r 的值。2 、電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗的技巧（ 1 ）前，變阻器滑片應使變阻器連入的阻值最大；要測出不少于6 組 I、U 數(shù)據(jù)，且變化范圍大些，用方程組求解時，1 與 4 、 2 與 5 、3 與 6 為一組，分別求出E、 r 的值再求平均值（ 2 ）電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些（選用已使用過一段時間的1 號干電池）（ 3 ）I 圖線時，要使較多的點落在直線上或使各點均勻落在直線的兩側(cè)，個別偏離較大的舍去不予考慮，以減少偶然誤差本實驗由于干電池內(nèi)阻較小，路端電壓U 的變化也較小，這時畫U I 圖線時縱軸的刻度可以不從零開始，

3、但這時圖線和橫軸的交點不再是短路電流（ 4 ）在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴重，電動勢E 會明顯下降，內(nèi)阻r 會明顯增大故長時間放電不宜超文檔大全實用標準文案過 0 3A 因此，實驗中不要將電流 I 調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。（ 5 ）還可以改用一個電阻箱和一個電流表或一個電壓表和一個電阻箱來測定3 、電源的電動勢和內(nèi)阻的誤差分析：（ 1 ）讀完電表示數(shù)沒有立即斷電，造成E、 r 變化；（ 2 ）路存在系統(tǒng)誤差， I 真=I 測 十 IV 未考慮電壓表的分流；（ 3 ）象法求 E、 r 時作圖不準確造成的偶然誤差三、實驗器材待測電池，電壓表 ( 0-3 V ), 電流表（ 0-0.6

4、A ），滑動變阻器（ 10 ），電鍵，導線。【要點名師精解】一、實驗步驟1 電流表用0.6A 量程， 電壓表用3V 量程，按電路圖連接好電路。2. 把變阻器的滑 動片移到一端使阻值最大。3 閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)（I1 、 U1 ），用同樣方法測量幾組I、 U的值。4. 打開電鍵，整理好器材。5 處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法兩種方法求出電動勢和內(nèi)電阻的值。6 、注意事項（ 1）電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用已使用過一段時間的1 號干電池。（ 2）電池在大電流放電時，電動勢E 會明顯下降，內(nèi)阻 r 會明顯增大，故長時間放電不宜超過0.3A ，短時間

5、放電不宜超過0.5 A 。因此，實驗中不要將 I 調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。（ 3）讀出不少于6 組 I 、U 數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，要將測出的I、 U 數(shù)據(jù)中，第 1文檔大全實用標準文案和第 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 值再平均。（ 4 ）作 U-I 圖線時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)個別偏離直線太遠的點可舍去不予考慮。這樣，就可使偶然誤差得到部分的抵消，從而提高精確度。（ 5 ）電池內(nèi)阻較小時路端電壓U 的變化也較小，即不會比電動勢小很多，這時，在畫U-I 圖線時，縱軸的刻度可以不

6、從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始（橫坐標I 必須從零開始）。但這時圖線和橫軸的交點不再是短路電流。不過直線斜率的絕對值照樣還是電源的內(nèi)阻，這時要特別注意計算斜率時縱軸的刻度不從零開始。【感悟高考真題】1. (2010 ·江蘇物理·10 ）在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，由于所用的電壓表（視為理想電壓表）的量程較小，某同學涉及了如圖所示的實物電路。（ 1 ）試驗時，應先將電阻箱的電阻調(diào)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 =10 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

7、_.（選填1或2）1R 圖像是一條直線。 若直線的斜率為k，在1b ，（ 3 ）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點， 繪出的坐標軸上的截距為UU則該電源的電動勢 E= ，內(nèi)阻 r=（用 k、 b 和 R0 表示）文檔大全實用標準文案答案：10. (2010 ·上海物理·29) 某同學利用DIS ，定值電阻R0 、電阻箱 R1 等實驗器材測量電池a 的電動勢和內(nèi)阻，實驗裝置如圖1 所示，實驗時多次改變電阻箱的阻值，記錄外電路的總電阻阻值R，用電壓傳感器測得端電壓 U ，并在計算機上顯示出如圖2 所示的 1/ U1/ R 關系圖線 a，重復上述實驗方法測量電池b 的電動勢和內(nèi)阻，得到圖2 中的圖

8、線b.（ 1 ）由圖線 a 可知電池 a 的電動勢 Ea =_V，內(nèi)阻 ra =_ 。（ 2 ）若用同一個電阻 R 先后與電池 a 及電池 b 鏈接，則兩電池的輸出功率pa _pb （填“大于”、“等于”或“小于” ），兩電池的效率a _b （填“大于” 、“等于”或“小于” ）。解析 ：（ 1）根據(jù) EUU r ，得11r ? 1，圖象 a，截距 b=0.5( 1 ) ，斜率 k=0.25() ，所以RUEE RVV電動勢 E1，內(nèi)阻 r=E ·k=0.5 。2Vb（ 2 ）從圖象可知：截距 bb0.2( 1 ) ，斜率 kb0.13( ) ，電動勢 Eb 5V，內(nèi)阻 rb0.7，

9、 Ea VVE2UIREb ， ra rb ，電池的輸出功率pR ，得 pa 小于 pb ；電池的效率，得 a 大RrEI Rr于b 。本題考查用伏阻法 （電壓表和電阻箱）測電源的電動勢和內(nèi)阻，圖像法，以及電源的輸出功率及效率。難度：難。3 、 （ 2009安徽理綜， 21 ， 6 分） 用右圖所示的電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻文檔大全實用標準文案較小，為了防止在調(diào)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

10、阻（阻值1 、額定功率5W ）（ d ） 定值電阻（阻值10，額定功率10W ）（ e ） 滑動變阻器（陰值范圍0-10、額定電流2A ）（ f ） 滑動變阻器（阻值范圍0-100、額定電流1A ）那么（ 1 ）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。（ 2 ）引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是。【解析】由于電源是一節(jié)干電池（1.5V ），所選量程為3V 的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾左右，加上保護電阻， 最大電流在0.5A左右，所以選量程為 0.6A的電流表； 由于電池內(nèi)阻很小，所以保護電阻不宜太大，

11、否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取 0 10 能很好地控制電路中的電流和電壓，若取 0 100 會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象。關于系統(tǒng)誤差一般由測量工具和所造成測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小。本實驗中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成E 測< E 真 ，r 測 < r 真。【答案】（ 1 ） 3 ，0.6 ， 1， 0 10 。（ 2 ）由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電池實際輸出電流小。4 、（20 09 重慶理綜， 22 ）硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器

12、件。某同學用題22 圖 2 所示電路探文檔大全實用標準文案究硅光電池的路端電壓U 與總電流I 的關系。圖中R0 為已知定值電阻，電壓表視為理想電壓表。請根據(jù)題22 圖 2 ，用筆畫線代替導線將題22 圖 3 中的實驗器材連接成實驗電路。若電壓表V2 的讀數(shù)為 U 0 ，則 I mA ；實驗一：用一定強度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動變阻器，通過測量得到該電池的U-I 曲線 a 。見題22 圖 4 ，由此可知電池內(nèi)阻（填“是”或“不是”）常數(shù)，短路電流為mA，電動勢為V 。實驗二：減小實驗一中光的強度，重復實驗，測得U-I 曲線 b ，見題 22 圖 4.當滑動變阻器的電阻為某值時，若實驗一中的路端

13、電壓為1.5V 。則實驗二中外電路消耗的電功率為mW （計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。文檔大全實用標準文案【答案 】見 22 題答案圖， U 0 ，不是，0.295(0.293-0.297)，2.67(2.64-2.70)， 0.065(0.060-0.070)R0【解析 】見右圖；根據(jù)歐姆定律可知IU0 ；R0路端電壓U E Ir，若 r 為常數(shù)、則U-I 圖為一條不過原點的直線， 由曲線 a 可知電池內(nèi)阻不是常數(shù)；當 U 0 時的電流為短路電流、約為295 A 0.295mA；當電流 I 0時路端電壓等于電源電動勢E、約為 2.67V ；實驗一中的路端電壓為U1 1.5V時電路中電流為I 1

14、0.21mA ，連接 a 中點（ 0.21mA 、1.5V ）和坐標原點，此直線為此時對應滑動變阻器阻值的外電路電阻（定值電阻） 的 U-I 圖，和圖線 b 的交點為實驗二中的路端電壓和電路電流，如右圖,電流和電壓分別為I 97 A 、 U 0.7V, 則外電路消耗功率為P UI 0.068 mW。5 （ 2009 海南物理， 14 ，11 分，）圖 1 是利用兩個電流表和測量干電池電動勢E 和內(nèi)阻 r 的電路原理圖。圖中S 為開關， R 為滑動變阻器，固定電阻R1 和內(nèi)阻之和為10000（比 r 和滑動變阻器的總電阻都大得多） ，為理想電流表。文檔大全實用標準文案按電路原理圖在圖2 虛線框內(nèi)

15、各實物圖之間畫出連線。在閉合開關S 前，將滑動變阻器的滑動端c 移動至（填“ a 端”、“中央”或“ b 端”）。閉合開關 S，移動滑動變阻器的滑動端c 至某一位置，讀出電流表和的示數(shù) I1和 I2。多次改變滑動端 c 的位置，得到的數(shù)據(jù)為I1(mA0.120.120.130.140.140.35)05005I2(mA32048040023214068)在圖 3 所示的坐標紙上以 I1 為縱坐標、 I 2 為橫坐標畫出所對應的 I1I2 曲線。利用所得曲線求的電源的電動勢E=V ，內(nèi)阻 r=（保留兩位小數(shù)）該電路中電源輸出的短路電流I mA。文檔大全實用標準文案【答案 】連線如圖1 所示， b

16、 端，如圖 2 所示。 1.49 （1.48 1.50 ）， 0.60 （ 0.55 0.65 ）2.4 （2.32.7 ）【解析 】實驗前滑動變阻器接入電路電阻值最大；由圖線上讀出兩組數(shù)值，代入EI1 R1+ （ I1 I2 ） r 構(gòu)成方程組聯(lián)立求解E 和 r ；短路電流I mE/r 。【考點精題精練】1. 給你一個電壓表、一個電阻箱、開關及導線等,如何根據(jù)閉合電路歐姆定律測出一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)阻 .（ 1 ）在下圖所示的虛線框內(nèi)畫出電路圖.（ 2 ）實驗過程中 ,將電阻箱撥到45 時,電壓表讀數(shù)為0.90 V; 若將電阻箱撥到如下圖甲所示的時,電壓表的 讀數(shù)如圖乙所示,是 V.文檔

17、大全實用標準文案（ 3）根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù),可以算出該節(jié)干電池的電動勢E=V, 內(nèi)阻 r= .答案 （1 ）見右圖（ 2） 1101.10（ 3 ） 1.30 202. 測量電源 B 的電動勢 E 及內(nèi)阻 r（ E 約為 4.5 V,r 約為 1.5 ）.器材 :量程 3 V 的理想電壓表,量程 0.5 A 的電流表（具有一定內(nèi)阻） ,固定電阻 R=4 ,滑動變阻器R,開關 S,導線若干 .（ 1 ）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.（ 2 ）實驗中 ,當電流表讀數(shù)為I1 時 ,電壓表讀數(shù)為U 1;當電流表讀數(shù)為I 2 時 ,電壓表讀數(shù)為U 2.則可以求出E=,r=.

18、 （用 I1、 I2、 U 1 、 U 2 及 R 表示）答案（ 1 ）見右圖（2） I1U 2I 2U1U 2U 1 RI 1ILI 1I 23. 如圖所示的電路可用于測量電池E 和內(nèi)阻 r.電池的電動勢未知 .圖中 A 是電流表 ,其內(nèi)阻并不是很小 ,V 為電壓表 ,其內(nèi)阻亦不是很大 ,R 是一限流電阻 ,阻值未知 ,3 個電鍵 S1、S2、 S3 都處于斷開狀態(tài) .（ 1 ）寫出測量電池內(nèi)阻的實驗步驟,用適當?shù)姆柋硎驹摬襟E中應測量的物理量:.文檔大全實用標準文案（ 2 ）用所測得的物理量表示電池內(nèi)阻的表達式為r=.答案（1 ）實驗步驟及應測的物理量為:a.閉合 S ,S打向 1,測得電壓表的讀數(shù)為U,電流表的讀數(shù)為I.設 RU 0為電壓表的內(nèi)阻 ,則有 R =1300ggI 0b. 閉合 S,S打向 2,測得電壓表的讀數(shù)為U,以 E 表示電池的電動勢,I表示通過電池的電流,則有1311E=I 1r+U 1U=IR11 g由式得E= U1 I 0rU