物理重点突破第21讲,实验：测定电源电动势和内阻

1、本文格式为word版，下载可任意编辑物理重点突破第21讲,实验：测定电源电动势和内阻 第 第 21 讲 试验：测定电源的电动势和内阻 【方法指导】 1.用电压表和电流表测电源电动势和内阻： （1）试验原理：由 euir 知，只要测出 u、i 的两组数据，就可以列出两个关于 e、r的方程，从而解出 e、r，电路图如图所示 （2）试验数据处理方法：求平均值法：由 eu 1 i 1 r，eu 2 i 2 r 可解得 e i1 u 2 i 2 u 1i 1 i 2，r u2 u 1i 1 i 2. 可以利用 u、i 的值多求几组 e、r 的值，算出它们的平均值 作 ui 图象法：图线纵轴截距为电池电动

2、势 e、横轴截距为短路电流 er 、图线斜率的肯定值即电池的内阻 r，即 r ui ei 短 ，如图所示 2测量电动势和内阻的其他方法： （1）安阻法：由 eirir 可知，只要能得到 i、r 的两组数据，列出关于 e、r 的两个方程，就能解出 e、r，电路图如图所示 （2）伏阻法：由 eu ur r 知，假如能得到 u、r 的两组数据，列出关于 e、r 的两个方程，就能解出 e、r，电路图如图所示 【对点题组】 1.在"用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻'的试验中 (1)备有如下器材 a干电池 1 节 b滑动变阻器(020 ) c滑动变阻器(01 k) d电压表(03

3、 v) e电流表(00.6 a) f电流表(03 a) g开关、导线若干 其中滑动变阻器应选_，电流表应选_(只填器材前的序号) (2)为了最大限度的减小试验误差，请在虚线框中画出该试验最合理的电路图 (3)某同学依据试验数据画出的 u i 图象如图所示，由图象可得电池的电动势为_ v，内电阻为_ . 【高考题组】 2.（2021福建）某讨论性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，试验原理如图甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计 g 改装的电流表 a，v 为标准电压表，e 为待测电池组，s 为开关，r 为滑动变阻器，r 0 是标称值为 4.0 的定值电阻 已知灵敏电流计 g 的满偏电

4、流 i g 100 a，内阻 r g 2.0 k，若要改装后的电流表满偏电流为 200 ma，应并联一只阻值为_(保留一位小数)的定值电阻 r 1 ； 依据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路； 某次试验的数据如下表所示： 测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 电压表 v 读数 u/v 5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46 改装表 a 读数 i/ma 20 40 60 80 100 120 140 160 该小组借鉴"讨论匀变速直线运动'试验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻 r_(保留两位小数)；为减小偶然误

5、差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是_ 该小组在前面试验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发觉：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的缘由是_(填选项前的字母) a电压表内阻的影响 b滑动变阻器的最大阻值偏小 cr 1 的实际阻值比计算值偏小 dr 0 的实际阻值比标称值偏大 3（2021全国）现要测量某电源的电动势和内阻可利用的器材有：电流表 a，内阻为1.00 ； 电压表 v；阻值未知的定值电阻 r 1 、r 2 、r 3 、r 4 、r 5 ；开

6、关 s；一端连有鳄鱼夹p 的导线 1，其他导线若干某同学设计的测量电路如图(a)所示 (1)按图(a)在实物图(b)中画出连线，并标出导线 1 和其 p 端 (2)测量时，转变鳄鱼夹 p 所夹的位置，使 r 1 、r 2 、r 3 、r 4 、r 5 依次串入电路，记录对应的电压表的示数 u 和电流表的示数 i. 数据如下表所示依据表中数据，在图(c)中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出 ui 图线 i(ma) 193 153 111 69 30 u(v) 2.51 2.59 2.68 2.76 2.84 (3)依据 ui 图线求出电源的电动势 e_v，内阻 r_.(保留 2 位有效数字)

7、 4（2021课标全国）利用如图(a)所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的试验器材有： 待测电源，电阻箱 r(最大阻值 999.9 )，电阻 r 0 (阻值为 3.0 )，电阻 r 1 (阻值为 3.0 )，电流表 a(量程为 200 ma，内阻为 r a 6.0 )，开关 s. 试验步骤如下： 将电阻箱阻值调到最大，闭合开关 s； 多次调整电阻箱，登记电流表的示数 i 和电阻值箱相应的阻值 r； 以 1i 为纵坐标，r 为横坐标，作1i r 图线(用直线拟合)； 求出直线的斜率 k 和在纵轴上的截距 b. 回答下列问题： (1)分别用 e 和 r 表示电源的电动势和内阻，则 1i 与

8、 r 的关系式为_ (2)试验得到的部分数据如下表所示，其中电阻 r3.0 时电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表答：_，_ r/ 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 i/a 0.143 0.125 0.100 0.091 0.084 0.077 i 1 /a 1 6.99 8.00 10.0 11.0 11.9 13.0 图(b) (3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，依据图线求得斜率 k_a1 1 ，截距 b_a 1 . (4)依据图线求得电源电动势 e_v，内阻 r_. 答案精析 【对点题组】 1.【答案】(1)b e (2)见解析 (3)1

9、.5 v 1 【解析】(1)滑动变阻器的最大值一般为待测电阻的几倍时较好，在该试验中因电源内阻比较小，故滑动变阻器选择较小一点的即可，故滑动变阻器应选 b.(也可以从便于调整的角度来分析，应当选择阻值较小的滑动变阻器) 电流表的量程要大于电源允许通过的电流，对于电池来讲允许通过的最大电流一般是 0.5 a，故需要选择 00.6 a，所以电流表应选 e. (2)电路图如图所示 (3)由 u i 图象可知：纵截距为 1.5 v，故电池的电动势为 1.5 v；内电阻 r ïïïïuiïïïïïï0.9

10、1.50.60 1 . 【高考题组】 2.【答案】1.0 如图所示 1.66 充分利用已测得的数据 cd 【解析】由串、并联电路的特点可得：r 1 i g r gi a i g 10010 6 2.010 320210 3 10010 6 1.0 ； 从电源正极动身，沿电流的流向依次连线，留意电流要由两电表的正接线柱流入，由负接线柱流出； eui(r 内 r 0 )，则ui(r 内 r 0 )，所以(r 内 r 0 ) ui u1 u 5i 5 i 1 u2 u 6i 6 i 2 u 3 u 7i 7 i 3 u4 u 8i 8 i 4 （u1 u 2 u 3 u 4 ）（u 5 u 6 u

11、7 u 8 ）（i 5 i 6 i 7 i 8 ）（i 1 i 2 i 3 i 4 ）5.66 ，所以r 内 5.66 r 0 1.66 ，逐差法处理试验数据的优点是可以充分利用已测得的数据，减小试验误差； 电压表的读数等于路端电压，所以电压表内阻对测量结果没有影响，选项 a 错误；滑动变阻器用来转变路端电压，对测量结果没有影响，选项 b 错误；若 r 1 的实际阻值偏小，则电流表的实际量程偏大，电流表的读数比实际值偏小，电池组的内阻测量值偏大，选项c 正确；r 0 的实际阻值偏大时，电池组的实际内阻比测量值偏小，选项 d 正确 3【答案】(1)连接如图所示 (2)ui 图线略 (3)2.90

12、(在 2.892.91 之间均给分) 1.03(在 0.931.13 之间均给分) 【解析】(1)实物连线要留意连接主干电路，最终再连接电压表 (2)依据坐标纸上描出的各点，连接成一条直线，尽量使得各点对称分布在直线两旁 (3)图像直线纵轴截距表示电源电动势，斜率肯定值表示电源内电阻 4【答案】(1) 1i r a r 1er 1r 1e ëéûùr a ra r 1r 1（rr 0 ） (2)0.110 9.09 (3)1.0(或在 0.961.04)之间，6.0(或在 5.96.1 之间) (4)3.0(或在 2.73.3之间)，1.0(或在 0.61.4 之间) 【解析】(1)依据闭合电路欧姆定律有 e èæøöir ar 1i (rr 0 r)ir a . 代入数据，化简得 1i （r a r 1 ）er 1r 1e ëéûùr a r 1r 1（r 0 r）r a . (2)电流表每小格表示