12实验：测电池的电动势和内阻

1、实验：测电池的电动势和内阻知识点1伏安法测电池的电动势和内阻1实验原理：实验依据 定律。2实验方法：计算法。 U = E - Ir，即U = E - 作图法。作电源的路端电压 U与电流I的关系图象,图线与纵轴交点为，图线与横轴交点为I短=，图线的斜率表示.3实验电路图ir、L = E - I 2r，解得 E , rb =（内接法）（外接法）知识点2伏安法测电池的电动势和内阻误差分析系统误差：由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差.，而且电压表示数越大，I V越大.当电压表示数为零 =真实值；结论：内接法 El_E真； 如图甲电路：其中电压表示数 U是准确的电源两端电压.而实验中忽略了通过电压表

2、的 电流I V而形成误差（如图乙中虚线段）时，Iv = 0 ,1a = I短，短路电流测量值r真.如图丙电路：U- I图线如图丁所示， 差（如虚线段为 Ua）,而且电流表示数越大, 值，等于E.结论：外接法EI A为电源电流真实值，其中的 Ua越大，当电流为零时,E真；r测知识点3测电池的电动势和内阻其他方法ssUA不可知，而造成误LA = 0，电压为准确真CaH例1采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻”.（1）测量所得数据如下123456R/ Q1.21.00.80.60.40.2I/A0.600.700.800.891.001.20U/V0.900.780.740.670.620.4

3、3用作图法求得电池的内阻r =”;（2）根据第5组所测得的实验数据，求得电流表内阻R=Q.练习1用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻提供的器材如图（ 用实线代表导线把图 有部分线路已连好）.a）所示.（a）中的实物连接成测量电U路.（两节干电池串联作为电源，图中t/v0.2 0.43,02*2.42,2仇冷 1.0 12/A01 图（b）中的6个点表示实验测得的 I图线，由此图线求得的每节电池电动势 位有效数字）.练习2用如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻电池的内阻较小，为了防止在 调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻 外，可供使用的实验器材还有：A.C.D.E.F.6组电

4、流I、电压U的值，按照这些实验值作出 U -E =V，每节电池的内阻 r = Q （取3R）起保护作用.除电池、开关和导线电流表：量程 0.6 a、3 a B .电压表：量程 定值电阻：阻值1 Q、额定功率 5 W 定值电阻：阻值 10 Q、额定功率10 W 滑动变阻器：阻值范围 010 Q、额定电流 滑动变阻器：阻值范围 0100 Q、额定电流 要正确完成实验，电压表的量程应选择 3 V、 15 V2 a1 aV，电ft的量程应选择a； R）应选择Q的滑动变阻器；引起该实验系统误差的主要原因是例2用如图所示的电路测量电池电动势和内电阻时，若有两只电压表Q的定值电阻,R应选择阻值范围是V1、V

5、 2量程相同，内阻分别为Rv1、Rv2，且Rv1 Rv2 ；两只电流表 A1、A 2量程相同，内阻分别为Ra1、Ra2 ,且Ra1Ra2，在实验中，为了使 E、r的测量值更精确一些，选择的电表应该是（）A . Vi 与 AiB . Vi与 A2C. V2与 AiD . V2与 A2练习1某同学在用右图所示电路测定两节干电池的电动势和内电阻的实验中，共测出了五组数据，如下表所示:次数物理量12345U/V2.802.602.502.202.00i/a0.480.801.001.601.96（1）适当选择标度，在下图坐标纸上作出U-I图线.(2)根据图线可得被测电池的电动势E =，内电阻r =利用

6、所给电路图测得的干电池的电动势E和内电阻 r与真实值相比应有：E测E真,r测r 真.（填“、“ 或“=”）练习2 为测定一节干电池(电动势约1.5 V ,内阻约1.0 Q )的电动势和内阻，实验室备有电 流计G(满偏电流3 mA，内阻25 Q)、定值电阻 Ro= 0.126 Q、开关和若干导线及以下器 材：A .量程03 V，内阻约1000 Q的电压表 B .量程015 V，内阻约1500 Q的电压表C.总阻值为10 Q、额定电流为2 A的滑动变阻器 D 总阻值为100 Q、额定电流为1 A 的滑动变阻器(1) 因电流表量程太小，需将R0与电流计以扩大量程.(2) 电压表应选择 ，滑动变阻器应

7、选择 .(填代号)(3) 请在虚线框内完成实验电路图.根据所画出的电路图，分析引起该实验系统误差的主要原因是例3某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E. 先直接用多用电表测定该电池电动势.在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图所 示，其示数为V;声.呻d .P- IHIM . 11J叮尸产-K刿円-叫和一）1 選L_丄4山鼻、 = 然后，用电压表 V、电阻箱R定值电阻R)、开关S若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势；(i)根据图乙所示电路图，用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接成完整电路.(ii )闭合开关S,调整电阻箱阻值 R读出电压表 V相应示数U.该学习小组测出大量数据, 分

8、析筛选出下表所示的 R U数据，并计算出相应的1/R与1/ U的值.请用表中数据在图示 的坐标纸上描点，并作出 1 /U - 1/ R图线在下列三个电压表中选一个改装成量程为A.量程为1 V、内阻大约为1 k Q的电压表 表W C .量程为3 V,内阻大约为3 k Q的电压表 V3 选电压表串联kQ的电阻可以改装成量程为9V的电压表V B .量程为2 V、内阻大约为2 k Q的电压9 V的电压表.利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2、Vj与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图.根据以上实验原理电路图进行

9、实验， 读出电压表示数为1.50 V时，电阻箱的阻值为15.0 Q;电压表示数为 2.00 V时，电阻箱的阻值为 40.0 Q,则电源的电动势 E =V，内阻 r = Q.练习2根据闭合电路欧姆定律，用图1R0是定值电阻，通过改变 R的阻值，测出所示电路可以测定电池的电动势和内电阻图中Ro两端的对应电压U12，对所得的实验数据进行12,处理，就可以实现测量目的.根据实验数据在1 一 一U2-R坐标系中描出坐标点，如图2所示.已知R0= 150 Q请完成以下数据分析和处理.(1)图2中电阻为 Q的数据点应剔除;1(2)在坐标纸上画出U-R的关系图线;(3)图线的斜率是(V 一1Q1),由此可得电

10、池电动势Ex=iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii!H! UH!IhINIIiNhINNINhIHIIIiIIHihihIiih1.50川1“卄畀1.401.301 .2仃1.1 Oo.Homi I 川川20 40 C( O lOO 120140 I田门厝I 20.70（视为理想电压表）的量程较练习3在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表小，某同学设计了如图所示的实物电路.（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）改变电阻箱的阻值 R,分别测出阻值 R0= 10 Q的定值电阻两端的电压U.下列两

11、组R的取值方案中，比较合理的方案是 .（选填“ 1或“2”）距为b,则该电源的电动势 E=，内阻r =.（用k、b和Ro表示）方案编号电阻箱的阻值R/ Q1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.01 1 一（3）根据实验数据描点，绘出的 UR图象是一条直线.若直线的斜率为k,在-坐标轴上的截A.C.E.G课时总结：伏安法测电池的电动势和内阻和测电池的电动势和内阻其他方法本质一样，为 了减少误差，通常采用图像法求出电池的电动势和内阻。做出图像以后，图像为一条直线， 表示两个量为一次函数关系。再通过计算找出这两个量的一次函数数学关系式，并弄清斜

12、率和截距的物理意义，然后在图像上求出截距和斜率，最后算出电动势和内阻。 总结为：找关系，算斜率，求截距。作业1在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： 干电池 E:电动势约为 1.5 V、内电阻大约为 1.0 Q B.电压表 V: 015 V电流表A: 00.6 A、内阻0.1 Q D .电流表G:满偏电流3 mA、内阻R = 10 Q 滑动变阻器 R: 010 Q、10 A F .滑动变阻器 R: 0100 Q、1 A定值电阻F3 = 990 Q H.开关、导线若干（填写“ R”或为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是“R); 请在线框内画出你所设计的实验电路

13、图，并在图中标上所选用器材的符号； 如图所示为某一同学根据他设计的实验，绘出的 ll I2图线（Il为电流表G的示数，12 为电流表A的示数），由图线可求得被测电池的电动势 E =V,内电阻r =Q.2 某研究性学习小组采用如图所示的电路测量某干电池的电动势E和内阻r ,R为电阻箱，V为理想电压表，其量程略大于电池的电动势.实验中通过多次改变电阻箱的阻值R,从电压表上读出相应的示数 U,该小组同学发现 U与R不成线性关系，于是求出了相应的电阻与 电压的倒数如下表所示.1.501,25l.tX)0.50仇351.0 2AJ 3.0 4.0 3.0 fi.Oa%” 根据表中的数据和实验原理，你认为第（填序号）组数据是错误的，原因是 根据实验数据，请在所给的坐标系中绘出1/U - 1/ R关系图线. 由图线可知，该干电池的电动势E =V，内阻位有效数字）.4 某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，（结果保留两串联了一只2 Q的保护电序号1234567R1/Q10.10.40.51.02.02.55.0U 1