1、第第 6 講講 實驗實驗 測定電池的電動勢和內阻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 和內阻和內阻 r.(電動勢約為電動勢約為 4 V，內，內阻在幾歐到幾十歐之間阻在幾歐到幾十歐之間) A電壓表電壓表 V(量程量程 6 V，內阻約為，內阻約為 6.0 k) B電流表電流表 A(量程量程 2 mA，內阻約為，內阻約為 50 ) C電阻箱電阻箱 R(0999.9 ) D開關開關 S 一只、導線若干一只、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

2、可行嗎？請說明理由：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 據根 據(2)中實驗電中實驗電路測 得的路測 得的 5組組 U、 R數據，數據，已在圖已在圖 7612 中中1U1R坐標系中描出了各點，請作出圖象根據圖象求得坐標系中描出了各點，請作出圖象根據圖象求得 E_ V，r_ . 答案：答案：(1)不可行理由：根據所給數據，電路中電阻箱取最大值，電路中不可行理由：根據所給數據，電路中

3、電阻箱取最大值，電路中電流大于電流表量程電流大于電流表量程 2 mA，故不可行故不可行 (2)如右圖所示如右圖所示 2為了測定電源電動勢為了測定電源電動勢 E 的大小、內電阻的大小、內電阻 r 和定值電阻和定值電阻 R0的阻值，某同學利用的阻值，某同學利用 DIS 設計了如圖設計了如圖 7613 所示的電路閉合電鍵所示的電路閉合電鍵 S1，調節滑動變阻器的滑動觸頭，調節滑動變阻器的滑動觸頭 P 向某一方向移動時，用電壓傳感器向某一方向移動時，用電壓傳感器 1、電壓、電壓傳感器傳感器 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和電流傳感器測得數據， 并根據測量數據計算機分別描

4、繪了如圖 7614 所示的所示的 M、N 兩條兩條 UI 直線請回答下列問題：直線請回答下列問題： (1)根據圖根據圖 7614 中的中的 M、N 兩條直線可知兩條直線可知( ) A直線直線 M 是根據電壓傳感器是根據電壓傳感器 1 和電流傳感器的數據畫得的和電流傳感器的數據畫得的 B直線直線 M 是根據電壓傳感器是根據電壓傳感器 2 和電流傳感器的數據畫得的和電流傳感器的數據畫得的 C直線直線 N 是根據電壓傳感器是根據電壓傳感器 1 和電流傳感器的數據畫得的和電流傳感器的數據畫得的 D直線直線 N 是根據電壓傳感器是根據電壓傳感器 2 和電流傳感器的數據畫得的和電流傳感器的數據畫得的 (2

5、)圖象中兩直線交點處電路中的工作狀態是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滑動變阻器的滑動頭 P 滑到了最左端滑到了最左端 B電源的輸出功率最大電源的輸出功率最大 C定值電阻定值電阻 R0上消耗的功率為上消耗的功率為 0.5 W D電源的效率達到最大值電源的效率達到最大值 (3)根據圖根據圖 7614可以求得定值電阻可以求得定值電阻 R0_ ， 電源電動勢， 電源電動勢 E_ V， 內電阻， 內電阻 r_ . 答案：答案： 3.(2010 宜昌調研宜昌調研)現有一特殊的電池， 其電動勢現有一特殊的電池， 其電動勢 E約為約為9 V，內阻內阻 r 在在 35 55 范

6、圍，最大允許電流為范圍，最大允許電流為 50 mA.為測為測定這個電池的電動勢和內阻，某同學利用如圖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甲所示的電路進行實驗 圖中電壓表的內電阻很大，對電大，對電路的影響可以不計，路的影響可以不計， R 為電阻箱， 阻值范圍為為電阻箱， 阻值范圍為 09 999 ，R0是定值電阻是定值電阻 (1)實驗室備有的保護電阻實驗室備有的保護電阻 R0有以下幾種規格，本實驗應選用有以下幾種規格，本實驗應選用( ) A10 ，2.5 W B50 ，1.0 W C150 ，1.0 W D1 500 ，5.0 W (2

7、)該同學接入符合要求的該同學接入符合要求的 R0后， 閉合開關后， 閉合開關 S， 調整電阻箱的阻值讀出電壓表的示數， 調整電阻箱的阻值讀出電壓表的示數 U 再改變電阻箱阻值，再改變電阻箱阻值，取得多組數據，作出了如圖取得多組數據，作出了如圖 7615 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根據乙圖所作出的圖象求得該電池的電動勢 E 為為_ V，內電阻，內電阻 r 為為_ . 解析：解析：(1)當當 R0 時，應該有時，應該有 R0r95102，即，

8、即 R0145 可保證電路中電流小于最大允許電流，可保證電路中電流小于最大允許電流，R0應該選擇應該選擇 C，并且選，并且選 C 后后 R0消耗的最大功消耗的最大功率小于率小于 1 W. (2)1R0R/1UI，即回路中的電流，即回路中的電流 (3)根據根據 UEIr， IUR0R， 聯立聯立得：得：1UrE 1R0R1E，即：，即：1E0.1；rE,0.12).得得 E10 V；r50 . 答案：答案：(1)C (2)回路中的電流回路中的電流 (3)10 50 4(2009 北京，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某同學通過查找資料自己動手制

9、作了一個電池該同學想測量一下這個電池的電動勢E 和內電阻和內電阻 r，但是從實驗室只借到一個開關、一個電阻箱，但是從實驗室只借到一個開關、一個電阻箱(最大阻值為最大阻值為 999.9 ，可當標準電阻用，可當標準電阻用)、一、一只電流表只電流表(量程量程 Ig0.6 A，內阻，內阻 rg0.1 )和若干導線和若干導線 (1)請根據測定電動勢請根據測定電動勢 E 和內電阻和內電阻 r 的要求，設計圖的要求，設計圖 7616 中器件的連接方式，畫線把它們連接起來中器件的連接方式，畫線把它們連接起來 (2)接通開關，逐次改變電阻箱的阻值接通開關，逐次改變電阻箱的阻值 R，讀出與，讀出與 R 對應的電流

10、表的示數對應的電流表的示數 I，并作記錄當電阻箱的阻值，并作記錄當電阻箱的阻值R2.6 時，其對應的電流表的示數如圖時，其對應的電流表的示數如圖 7617 所示處理實驗數據時，首先計算出每個電流值所示處理實驗數據時，首先計算出每個電流值 I的倒數的倒數1I；再制作；再制作 R1I坐標圖，如圖坐標圖，如圖 7618 所示，圖中已標注所示，圖中已標注出了出了 R，1I的幾個與測量對應的坐標點請你將與圖的幾個與測量對應的坐標點請你將與圖 7617 實驗數實驗數據 對 應 的據 對 應 的坐標點也標注在圖坐標點也標注在圖 7618 上上 (3)在圖在圖 7618 上把描繪出的坐標點連成圖線上把描繪出的

11、坐標點連成圖線 (4)根據圖根據圖 7618 描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢 E_ V，內電阻，內電阻 r_ . 解析：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先設計實驗電路圖，然后再根據電路圖連線由歐姆定律 EI(Rr)知，只要知道兩組外電阻知，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中就行和電流值，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中就行 (2)由電表可讀出此時電流為由電表可讀出此時電流為 0.50 A，則坐標為，則坐標為(2,2.6)再在坐標紙上描出

12、該點再在坐標紙上描出該點 (3)剔除明顯有誤差的點，將其他點用平滑的曲線連接起來，得到一條直線剔除明顯有誤差的點，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將歐姆定律的表達式 EI(Rr)變形得變形得 REIr，由此式可知，外電阻和電流的倒，由此式可知，外電阻和電流的倒數呈線性關系將數呈線性關系將圖中的直線延長，與縱坐標軸的交點值為圖中的直線延長，與縱坐標軸的交點值為r0.3，則電阻為，則電阻為 0.3 ，直線的斜率為，直線的斜率為 k kE,42)1.5 V. 答案：答案：(1)見圖甲見圖甲 (2)見圖乙見圖乙 (3)見圖乙見圖乙 (4)1.5(1.461.54)

13、0.3(0.250.35) 第第 4646 講講 實驗專項訓練實驗專項訓練 1如圖如圖 7619 所示，要測量一只量程已知的電壓表的內阻，所備器材如下：所示，要測量一只量程已知的電壓表的內阻，所備器材如下： A待測電壓表待測電壓表 V(量程量程 3 V，內阻未知，內阻未知) B電流表電流表 A(量程量程 3 A，內阻，內阻 0.01 ) C定值電定值電阻阻 R(阻值阻值 2 k，額定電流，額定電流 50 mA) D蓄電池蓄電池 E(電動勢略小于電動勢略小于 3 V，內阻不計，內阻不計) E多用電表多用電表 F開關開關 K1、K2，導線若干，導線若干 有一同學利用上面所給器材，進行如下實驗操作：

14、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，選用首先，用多用電表進行粗測，選用100 倍率，操作方法正倍率，操作方法正確 若這時刻確 若這時刻度盤上的指針位置如圖甲所示，則測量的結果是度盤上的指針位置如圖甲所示，則測量的結果是_ . (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、丙所示的實驗所示的實驗電路，你認為其中較合理的電路圖是電路，你認為其中較合理的電路圖是_，合理的理由是合理的理由是_. (3) 用 你 選 擇 的 電 路 進 行 實 驗 時 ， 請 簡 述 實 驗 步 驟 ：用 你 選 擇

15、 的 電 路 進 行 實 驗 時 ， 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用上述所測量的物理量表示電壓表的內阻 RV_. 解析：解析：(1)題考查歐姆表的讀數原理題考查歐姆表的讀數原理(2)題考查實驗電路圖的設計題考查實驗電路圖的設計(3)題考查測量電阻的實驗步驟題考查測量電阻的實驗步驟(4)題考查電阻的計算根據題考查電阻的計算根據(3)的實驗步的實驗步驟可以列出方程驟可以列出方程 U1U2U2RVR，解得，解得 RVU2U1U2R. 答案：答案：(1)3 000 (2)丙丙 乙圖中電流表的示數太小，誤差太大丙圖中乙圖中電流表的示數太小，誤差太大丙圖中

16、 R 的值與電壓表阻值接近，誤差小的值與電壓表阻值接近，誤差小 (3)閉合閉合 K1，再閉合，再閉合 K2，讀得電壓表示數，讀得電壓表示數 U1；再斷開；再斷開 K2，讀得電壓表示數，讀得電壓表示數 U2.(其他表述正確也可其他表述正確也可) (4)RVU2U1U2R. 2.(2009 全國全國)如圖如圖 7620 所示的電路中，所示的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點的標為連接點的標號在開關閉合后，發現小燈泡不亮現用號在開關閉合后，發現小燈泡不亮現用多用電表檢查電路故多用電表檢查電路故障， 需要檢測的障， 需要檢測的圖圖 7 7- -6 6- -1919 有：電源、開關、小燈泡、有：電源

17、、開關、小燈泡、3 根導線以及電路中的各連接點根導線以及電路中的各連接點 (1)為了檢測小燈泡以及為了檢測小燈泡以及 3 根導線，在連接點根導線，在連接點 1、2 已接好的情況下，應當選用多用電表的已接好的情況下，應當選用多用電表的_擋在擋在連接點連接點 1、2 同時斷開同時斷開 的情況下，應當選用多用電表的的情況下，應當選用多用電表的_擋擋 (2) 在 開 關 閉 合 情 況 下 ， 若 測 得在 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 明兩 點 間 的 電 壓 接 近 電 源 的 電 動 勢 ， 則 表 明_

18、可能有故障可能有故障 (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：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 和點和點 2 已接好的情況下，應選用多用已接好的情況下，應選用多用電表的電壓擋測量各器材兩端的電壓；點電表的電壓擋測量各器材兩端的電壓；點 1 和點和點 2 同時斷開時，可以用歐姆擋進行測量在開關閉合時，同時斷開時，可以用歐姆擋進行測量在開關閉合時，若測得若測得 5、6 兩點間電壓接近電源電動勢，可知開關或連接點兩點間電壓

19、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：答案：(1)電壓電壓 歐姆歐姆 (2)開關或連接點開關或連接點 5、6 (3)將多用電表擋位調將多用電表擋位調至歐姆擋；至歐姆擋；將紅、黑表筆相接，檢查歐姆擋能否正常工作；將紅、黑表筆相接，檢查歐姆擋能否正常工作；測量小燈泡的電測量小燈泡的電阻如電阻為無窮大，表明小燈泡有故障阻如電阻為無窮大，表明小燈泡有故障 3為了

20、測量電阻為了測量電阻 Rx的阻值，實驗室備有下列器材：的阻值，實驗室備有下列器材： A待測電阻待測電阻 Rx，阻值約為，阻值約為 200 B直流電源，電動勢約為直流電源，電動勢約為 3 V，內電阻約為，內電阻約為 0.5 C電流表電流表 A1，量程，量程 10 mA，內阻，內阻 r80 D電流表電流表 A2，量程，量程 20 mA，內阻約為，內阻約為 30 E定值電阻定值電阻 R0180 F滑動變阻器滑動變阻器 R，最大阻值為，最大阻值為 20 ，額定電流，額定電流 1.0 A G單刀單擲開關一個，導線若干單刀單擲開關一個，導線若干 (1)為盡量準確地為盡量準確地測出測出 Rx阻值，甲、乙、丙

21、三位同學設計了三種實驗電路，如圖阻值，甲、乙、丙三位同學設計了三種實驗電路，如圖 7621 所示，你認為所示，你認為正確的是正確的是_(填填“甲甲”、“乙乙”或或“丙丙”) (2)開始實驗時，在合上開關開始實驗時，在合上開關 S 前，滑動變阻器的滑動觸頭應置于前，滑動變阻器的滑動觸頭應置于_端端(填填“a”或或“b”) (3)按所選的電路進行測量，讀出電流表按所選的電路進行測量，讀出電流表 A1的示數為的示數為 I1，電流表，電流表 A2的示數為的示數為 I2.推導出計算推導出計算 Rx的表達式的表達式為為 Rx_. 答案：答案：(1)乙乙 (2)b (3)180I1I2I1 4某課題小組通過

22、實驗測量淮河水的電阻率現備有一根均勻的長玻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璃管(兩端各有一個圓形電極，可裝兩端各有一個圓形電極，可裝入樣品水，接觸電阻不計入樣品水，接觸電阻不計)、電壓表、電壓表(量程量程 12 V，內阻約，內阻約 100 )，電流表，電流表(量程量程 100 A，內阻約，內阻約 50 )、滑、滑 圖圖 7 7- -6 6- -2020 圖圖 7 7- -6 6- -2121 動變阻器動變阻器(10 ，1 A)、電池組、電池組(電動勢電動勢 E12 V，內阻不計，內阻不計)、開關、導線若干、直尺、待測的水樣品如、開關、導線若干、直尺、待測的水樣品如圖

23、圖 7622 是他們用伏安法多次測量并計算出對應的水柱長度是他們用伏安法多次測量并計算出對應的水柱長度 L 與水柱電阻與水柱電阻 R 描點畫出的圖象實驗描點畫出的圖象實驗中還用中還用 10 分度的游標卡尺測量了玻璃管的內徑，結果如圖分度的游標卡尺測量了玻璃管的內徑，結果如圖 7623 所示所示 請回答下面的問題：請回答下面的問題： (1)玻璃管內徑玻璃管內徑 d 的測量值為的測量值為_ cm； (2)請在上面的虛線框內畫出測量水柱電阻的電路圖；請在上面的虛線框內畫出測量水柱電阻的電路圖； (3)所測水的電阻率為所測水的電阻率為_ m(保留兩位有效數字保留兩位有效數字) 解析：解析：(1)由游標

24、卡尺的讀數規則可知：由游標卡尺的讀數規則可知：d2260.1 mm2.26 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)因為因為 RSL，由圖象可知：，由圖象可知：RL2105Sd244104 m2， 所以所以 RSL80 m. 答案：答案： (2)如右圖所示如右圖所示 (3)80 4 5(1)某多用電表的歐姆擋中間刻度值是某多用電表的歐姆擋中間刻度值是“15”，一位同學

25、在用它來測量電阻時，先將選擇開關旋至，一位同學在用它來測量電阻時，先將選擇開關旋至“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”至至 “200” 之 間 ， 為 了 使 測 量 更 準 確 ， 他 應 該 將 選 擇 開 關 旋 至之 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 須擋 處 換 擋 后 必 須_才能進行測量才能進行測量 (2)圖圖 7624 中電源電動勢為中電源電動勢為 E，

26、內阻可忽略， 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，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，為單刀雙擲開關，R 為待測電阻當為待測電阻當 S 向電壓表一側閉合時，電壓表讀數為向電壓表一側閉合時，電壓表讀數為 U1，電流表讀數為，電流表讀數為 I1；當；當S 向向 R 一側閉合時，電流表讀數為一側閉合時，電流表讀數為 I2. 根據已知條件與測量數據，可以得出待測電阻根據已知條件與測量數據，可以得出待測電阻 R_. 根據圖根據圖 7624 所給出的電路，在圖所給出的電路，在圖 7625 的各器件實物圖之間補畫出連接的導線的各器件實物圖

27、之間補畫出連接的導線 圖圖 7 7- -6 6- -2222 圖圖 7 7- -6 6- -2323 圖圖 7 7- -6 6- -2424 圖圖 7 7- -6 6- -2525 解析：解析：(1)第一次測量時，指針示數過大，所以要選擇倍率更大的擋進行測量，所以要選第一次測量時，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“100”擋歐擋歐姆表每次換擋后都要重新進行歐姆調零本題較易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：由第一次測量可得電壓表內阻為：RVU1I1，由于不計電源內阻，所以電流表內阻為：，由于不計電源內阻，所以電流表內阻為：RAE

28、U1I1；由；由第二次測量可得：第二次測量可得：REI2RA，代入即可得：，代入即可得： REI2EU1I1. 答案：答案：(1)100 重新調零重新調零 (2)REI2EU1I1 連線如圖連線如圖 6(2009 山東，山東，23)為了節能和環保，一些公共場所使用光控開為了節能和環保，一些公共場所使用光控開關 控 制關 控 制照明系統光控照明系統光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨 著 光隨 著 光的照度而發生變化的元件的照度而發生變化的元件(照度可以反映光的強弱， 光越強照度照度可以反映光的強弱， 光越強照度越大，照越大，照度單位為度單位為 lx)某光敏電阻某光敏電阻 RP在不同