微專題62實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)阻

i.圖像法處理數(shù)據(jù)是本實驗重點.根據(jù)閉合電路歐姆定律找出圖像的函數(shù)關系式，從而確定

圖像斜率、截距等的意義2明確實驗中目標測量量與實際測量量的關系，進行誤差分析.

1.(2020.江蘇鹽城市三模)在“測量蓄電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中：

(1)小明按圖1甲所示的電路圖進行實驗操作，調(diào)整滑動變阻器測得5組電流和電壓的數(shù)據(jù)，

如表中所示.

電流//A1.721.350.980.630.34

電壓UN1.881.921.931.971.99

6

丙

圖1

①請在圖乙中作出蓄電池路端電壓U隨電流/變化的u—/圖像；

②根據(jù)U-I圖像得到蓄電池電動勢E=V,內(nèi)阻r=Q.(結果均保留小數(shù)

點后兩位)

(2)實驗時，小明進行了多次測量，耗費了較長時間，測量期間一直保持電路閉合.其實，從

實驗誤差考慮，這樣的操作不妥，因為.

(3)小明再次實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是移去電流表，同時用電阻箱替換滑動變阻器.重新

連接實驗電路，仍然通過U-/圖像處理實驗數(shù)據(jù)，測得電動勢和內(nèi)阻的值.

①請在圖丙虛線框中連接出相應的電路；

②簡要說明得到U-I圖像中電流/數(shù)據(jù)的方法

答案⑴①見解析圖②2.030.09(2)干電池長時間使用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化,

導致實驗誤差增大

(3)①電路連接見解析②/=器

解析(1)①畫出的U—/圖像如圖；

E=2.03V

\U2.03-1.88

1.72-0

(2)干電池長時間使用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化，導致實驗誤差增大.

(3)①移去電流表，同時用電阻箱R替換滑動變阻器，重新連接電路，電路圖及電路連接如圖

所示:

②根據(jù)①電路圖和歐姆定律得1=*.

K

2.某同學利用以下器材測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗原理如圖2甲所示.

〃/V

圖2

電壓表V（量程3V,內(nèi)阻約為10kQ）

電流表G（量程3mA,內(nèi)阻/=100C）

滑動變阻器R（阻值范圍0?10C,額定電流2A）

定值電阻Ro=O.5C

開關S和導線若干

（1）該同學將電流表G與定值電阻R）并聯(lián)，實際上是進行了電表的改裝，則他改裝后的電流

表對應的量程是A（結果保留一位有效數(shù)字）.

（2）該同學利用上述實驗原理圖進行實驗測得多組數(shù)據(jù)，以電流表G的讀數(shù)/為橫軸，以電壓

表V的讀數(shù)U為縱軸，繪出了如圖乙所示的圖線，根據(jù)圖線可求出干電池的電動勢E=

V,內(nèi)阻r=Q.（結果均保留到小數(shù)點后兩位）

⑶這樣測得的電動勢，內(nèi)阻.（均選填“偏大”“偏小”或“不變”）

答案（1）0.6（2）1.48（1.47?1.49均可）0.84（0.76?0.90均可）（3）偏小偏小

解析（1）當電流表G的指針達到滿偏時，定值電阻Ro中的電流/&=吟=0.6人，改裝后的

電流表對應的量程為/m=/g+//?□=3mA+0.6A=0.603A?0.6A.

（2）電流表改裝后其量程擴大了200倍，即電路中的總電流是電流表讀數(shù)的200倍，由閉合電

路歐姆定律有E=U+200Ir,對照題圖乙，變換為y=E-200r/,圖線在縱軸的截距等于干電

池的電動勢，E=1.48V,圖線的斜率的絕對值為200廠=Q,解得內(nèi)阻r=0.84Q

Z.Dzx1U'

（3）由于電壓表不是理想電表，則實際通過電池的電流大于改裝后電流表的讀數(shù)，可知測得的

電動勢偏小，內(nèi)阻偏小.

3.（2020?四川眉山市診斷洞學們利用西紅柿自制了水果電池，現(xiàn)在通過實驗測量水果電池的

電動勢和內(nèi)阻，

（1）甲同學采用圖3（a）測量電路測量水果電池的電動勢，用3V電壓表測量結果如圖（b）所示，

讀數(shù)為V,測量結果比水果電池電動勢（選填“偏小”“偏大”或“相等”）.

圖3

（2）實驗室可提供以下器材;乙同學設計了電路圖測量水果電池電動勢和內(nèi)阻.

微安表（0?300）IA，內(nèi)阻Rg=100C）;電阻箱R（0?9999C）；開關一個；導線若干.

①請在如圖（c）所示的虛線框中畫出乙同學設計的電路圖；

②同學們完成了實驗數(shù)據(jù)記錄，通過圖像法來分析數(shù)據(jù)，作出R與生的圖像如圖（d）所示，則

電源電動勢為，水果電池的內(nèi)阻為.（結果均保留三位有效數(shù)字）

答案（1）0.72（0.71?0.75均可）偏小（2）①見解析圖②1.22V（l.16?1.22均可）250。

解析（1）電壓表的分度值為0.1V,由題圖（b）可知，電壓表的讀數(shù)為0.72V,由于誤差，0.71?

0.75V均可.

由于電池有內(nèi)阻，則電壓表測的為電源路端電壓，則測量值小于電動勢.

（2）由題所給器材可知，可用微安表和電阻箱進行測量，電路圖如圖

根據(jù)閉合電路歐姆定律有

E=/（/?+/+廠）變形得

E

R=~^—Rs—r

電動勢等于圖像斜率為

44

E=k=-V=1.22V

4—0.4

由于誤差，1.16?1.22V均可.

截距的絕對值為

7?g+r=35OQ

貝Ir=350100C=250C.

4.（2020.吉林長春市模擬）某同學要測定一電源的電動勢E和內(nèi)阻r,實驗器材有：一個DIS

電流傳感器（可視為理想電流表，測得的電流用/表示），一個電阻箱（阻值用R表示），一個開

關和導線若干.該同學設計了如圖4甲所示的電路進行實驗和采集數(shù)據(jù).

乙

}/A-，

102030Rin

丙

圖4

(1)該同學設計實驗的原理表達式是E=(用人/、R表示).

(2)該同學在閉合開關之前，應先將電阻箱調(diào)到(選填“最大值”“最小值”或“任意

值”)，實驗過程中，將電阻箱調(diào)至如圖乙所示位置，則此時電阻箱接入電路的阻值為Q

(3)該同學根據(jù)實驗采集到的數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的泰一R圖像，則由圖像可求得，該電源的

電動勢E=V,內(nèi)阻r=C.(結果均保留兩位有效數(shù)字)

答案(l)/(R+r)(2)最大值21(3)6.3(6.1?6.4均可)2.5(24?2.6均可)

解析(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律，該同學設計實臉的原理表達式是E=/(R+r).

(2)根據(jù)實驗的安全性原則，在閉合開關之前，應先將電阻箱調(diào)到最大值.

根據(jù)電阻箱讀數(shù)規(guī)則，電阻箱接入電路的阻值為2X1OQ+1X1C=21Q.

(3)由E=/(R+r)可得

I?4—1

,一R圖像斜率等于k=-^=—~—V-1

/匕22—3.5

得E-6.2V,由于誤差，6.1?6.4V均正確

1r

彳一R圖像的截距方=石=得

1乜0.4r^2.5C

由于誤差，2.4?2.6。均正確.

5.(2020?江西紅色七校聯(lián)考)為測定一電池的電動勢和內(nèi)阻，甲和乙兩位同學先后用一套實驗

儀器來測量電池的電動勢和內(nèi)阻，其中/?、Ro分別是電阻箱和定值電阻，Ro=2Q.實驗時甲、

乙分別設計了如圖5甲和乙所示的兩個電路，實驗記錄電阻箱R的阻值以及對應電壓表的示

數(shù)U.據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作出關系圖線丙和丁.

⑴可以判斷圖線丁是利用圖（選填“甲”或“乙”）電路進行實驗所作出的.

⑵依據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的古V圖線如圖戊所示，則電源電動勢E=V,內(nèi)阻r=

Q.（計算結果均保留兩位有效數(shù)字）

答案（1）乙（2）2.92.2

解析⑴對題圖甲，由閉合電路歐姆定律有一力,可得昌備+隼F，所以圖線

noK十助十/U匕Ko匕Ko

1IE

丙是利用題圖甲電路進行實驗所作出的；對題圖乙，由閉合電路歐姆定律有）=,工：工，

可得/=4+年二），所以圖線丁是由題圖乙電路進行實驗所作出的.

UL.匕K

-1

（2）由（1）中分析出的表達式，結合題圖戊可知，1=0.34V,解得E=2.9V,空工="制必A-i；

HtLu.b

解得/*=2.2Q

6.（2020?天津市河西區(qū)3月調(diào)研）某同學要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻.老師提供的以下

器材

A.電壓表V（15V,內(nèi)阻約為10kC）

B.電流表G（量程3.0mA,內(nèi)阻&=10C）

C.電流表A（量程0.6A,內(nèi)阻約為0.5C）

D.滑動變阻器凡（0?20C,10A）

E.滑動變阻器R2(0?100C，1A)

F.定值電阻R3=990。

G.開關S和導線若干

(1)用所給的器材在下面方框中畫出實驗的原理圖;

(2)為了能準確地進行測量，同時為了操作方便，實驗中應選用的滑動變阻器是(填寫

器材前面的編號)；

(3)該同學利用上述實驗原理圖測得以下數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)繪出了如圖6所示的圖線，根

據(jù)圖線可求出電源的電動勢E=V(保留三位有效數(shù)字)，電源的內(nèi)阻/-=

Q(保留兩位有效數(shù)字).

序號123456

電流表G

1.371.351.261.241.181.11

(4/mA)

電流表A

0.120.160.210.280.360.43

(/2/A)

1.5

1.4

1.3

1.2

1.1

1.0

0.00