《高考风向标》高考物理一轮复习 专题八 第4讲 实验：测定电源的电动势和内阻 实验：练习使用多用电表课件

第4讲实验：测定电源的电动势和内阻 实验：练习使用多用电表考点1测定电源的电动势和内阻

1．实验原理

(1)公式法：如图8－4－1所示，改变R

的阻值，从电压表和电流表中读出几组U、I

值，利用U＝E－Ir

求出几组

E、r

值，最后分别算出它们的平均值.图8－4－1图8－4－2

(2)作图法：在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标，用测出的几组I、U值，画出U－I图象．如图8－4－2所示，所得直线跟纵轴的交点即为电动势的值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值． 2．实验步骤(1)电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图连接好电路．(2)把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端．

(3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据(I、U)，用同样方法测量几组I、U值，记录在表格中．(4)断开开关，整理器材.(5)处理数据，用公式法或作图法求出电动势和内电阻的值.3．注意事项(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些(选用已使用过一段时间的干电池)．

(2)电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A，因此，实验中不要将R调得过小，读电表示数要快，每次读完应立即断电．

(3)测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些．用方程组求解，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值，再求平均值．

(4)画出U－I图，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去．这样，就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度．(5)计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用公式计算出电源的内阻r.4．误差分析(1)测量电路存在系统误差，图8－4－1中I

真＝I

测＋IV，未考虑电压表的分流．图8－4－3

(2)用图象法求E、r时，作图不准确造成偶然误差． (3)由于实验电路及电压表、电流表内阻的影响，本实验结果E

测<E

真，r

测<r真，定性分析如下(参考电路原理图8－4－1)：由于电压表的分流，电流表的测量值偏小，而且随着U

越大，电流表的测量值偏小越多．当U＝0时，电流表的测量值等于真实值(这时要求电流表是理想的)．据此作出如图8－4－3所示的真实和测量的U－I

图线，由图不难看出，E、r的测量值均小于真实值．

1．在用电压表、电流表测两节干电池串联的电动势和内电阻时，除备有被测电池、电键和足量导线，还备有下列仪器可供选择：A．电流表(0～0.6A)B．电流表(0～3A)C．电压表(0～3V)D．电压表(0～15V)E．滑动变阻器(20Ω，2A)F．滑动变阻器(1700Ω，0.3A)应该选用的仪器是(写出前面的字母)______.

一个学生用以上仪器测得如上表所示数据，根据这些数据，在图8－4－4所示坐标轴上画出U－I图象，从图中可得出电源电动势为______V；内电阻为________Ω.图8－4－4图33答案：A，C，E如图33所示2.92.3～2.6

2．(2011年广东龙山中学期末)测量电源电动势和内电阻的器材如图8－4－5甲所示，请用实线表示导线，将图甲中器材连成实验用电路，实验时经测量得出的数据如下表．为了减小误差，请选择适当的刻度，在图乙的方格纸上画出U－I图线．利用图线可求出电源电动势和内电阻分别为________、________.图8－4－5图34答案案：：如如图图34甲和和乙乙所所示示1.46V0.72V考点点2测电电源源电电动动势势和和内内阻阻的的其其他他方方法法1．用电电流表、、电阻箱箱测量如图8－4－－6所所示，改改变电阻阻箱电阻阻，记录录对应的的电阻值值R和电流表表读数I，由E＝IR＋Ir，将测得得的两组组数据代代入得到到方程组，可可解得E与r.图8－－4－62．用电电压表、、电阻箱箱测量如图8－4－－7所所示，改改变电阻阻箱电阻阻，记录录对应的的电阻值值R和电压表表读数U，由E＝，，将测得得的两组组R、U数据代入入得到方程组组，可解解得E与r.图8－－4－73．利用如如图8－4－8所示的一一只电压压表、一一个电阻阻箱和一一个电键，，测量一一个电池池组的电电动势和和内电阻阻．(1)画出实验验电路图图，并用用笔画线线作导线线将所给给器材连连接成实验电路路．(2)写出要记记录的数数据，用用记录的的实验数数据写出出电动势势和内电阻的表表达式．．图8－4－8答案：(1)如如图35甲甲和乙．．甲乙图35

(2)改变电阻箱阻值，读出两组外电阻和对应的路端电压值R1、U1，R2、U2，根据闭合电路欧姆定律列出两种情况下的方程，考点3练习使用用多用电电表1．多用用电表的的构造多用电表表可以用用来测量量电流、、电压、、电阻等等，并且且每一种种测量都有有几个量量程．外外形如图图8－－4－9所示示．图8－－4－92．测量量原理I＝ERg＋r＋R0＋RxE，则Rx＝－(Rg＋r＋R0)I指针偏转的的角度与通通过表头的的电流大小小成正比，，但被测电电阻的大小与与流过表头头的电流大大小所成的的关系如上上，既不成成正比，也不成反比比．图8－4－103．使用多多用电表时时首先应该该根据被测测物理量将将选择开关关旋到相应的位位置．使用用前应先进进行机械调调零，用小小螺丝刀轻轻旋调零螺丝，使使指针指向向左端零刻刻线．使用用欧姆挡时时，还应进进行欧姆调零，即即将红、黑黑表笔短接接，调节欧欧姆调零向右端零刻线处．欧姆挡的使用如下：(1)选挡挡．一般比比被测电阻阻的估计值值低一个数数量级，如如估计值为200Ω，，就应该选选×10的的倍率．．(2)调零零．(3)将红红黑表笔接接被测电阻阻两端进行行测量．(4)将指指针示数乘(5)将选择开关关扳到OFF或交流电压压最高挡．．用欧姆挡测测电阻，如如果指针偏偏转角度太太小，应增增大倍率；；如果指针偏偏转角度太太大，应减减小倍率．．4．(2011年宁夏银川川一中月考考)实验室新进进了一批低低电阻的电磁螺线管，同学们设计了一个试验来测算螺线管的电阻．他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线和学生电源等．(1)他们使用多多用电表粗粗测金属丝丝的电阻，，操作过程程分以下三个步骤：：①将红表笔笔插入多用用电表的插插孔(正、、负)、黑黑表笔插入入多用电表的的插插孔(正、负)；选择电电阻档“××1”；②；③把红黑表笔笔分别与螺线线管金属丝的的两端相接，，多用表的示数如图8－4－11所示，读读数为Ω.4图8－4－－11将红、黑表笔笔短接，调整整调零旋钮调调零正负(2)根据多用电表表示数，为了了减少实验误误差，并在实实验中获得较大的电压压调节范围，，应从下图中中的A、B、C、D四个电路中选择D【例1】(2011年广州调研)用多用电表测测未知阻值的的电阻．按正确步骤操操作后，测量量结果如图8－4－12所示，读出其其阻值大小为________________Ω.为了使多用电电表测量的结结果更准确，必须进行行如下操作：：a．将选择开关关打到__________挡；b．将__________，__________，进行欧姆调调零；c．把电阻接在在两表笔之间间进行测量并并读数；d．测量完毕将将选择开关打打到__________挡．1000×100红黑表笔短接接调节调零旋扭扭OFF热点1多用电表欧姆姆挡的使用与与读数图8解析：欧姆挡挡的读数是：：表盘上的读读数(本题中读为100)×欧姆挡的倍率率(本题中×10)，所以读数为为1000ΩΩ.欧姆挡挡中任何一一个倍倍率挡挡都能能从零零到无无穷大大读数数，但但指针针在中中间位位置读读数精确确度高高，所所以要要选择择不同同的倍倍率挡挡使指指针指指在表表盘的的中间间位置，，该题题中读读数大大，应应提高高一挡挡，所所以将将选择择开关关打到到×100挡．欧欧姆挡挡测电电阻时时，每每换一一个挡挡都要要进行行欧姆姆调零零，即即红黑黑表笔短短接，，旋动动欧姆姆调零零旋扭扭使指指针对对到0ΩΩ位置．．选择择开关关旋到欧欧姆挡挡时与与多用用电表表内部部电源源接通通，所所以测测量完完毕将将选择择开关打打到OFF挡(没有OF欧姆挡挡测电电阻时时操作作要注注意：：(1)选择择合适适的倍倍率，，使指指针指指在表表盘的的中间间位置置．(2)每换换一挡挡都要要进行行欧姆姆调零零，即即红黑黑表笔笔短接接，旋旋动欧欧姆调零零旋扭扭使指指针对对到0ΩΩ位位置．．(3)测量量完毕毕将选选择开开关打打到OFF挡挡(没有有OFF挡挡的打打到最最大交流流电压压挡)与内内部电电源断断开(多用用电表表长期期不用用要把把电池池取出)．．欧姆姆挡的的读数数是：：表盘盘上的的读数数×欧欧姆挡挡的倍倍率．．1．(2011年年广州州一模模)某某同学学测量量一节节干电电池的的电动动势和和内阻时时，用用aa′、bb′、cc′、dd′、de和fb′共6根根导导线连连成如图图8－4－13甲甲所所示的的实验验电路路图．．图8－4－13(1)请根根据电电路图图在图图乙的的实物物图中中完成成余下下电路路的连连线．．(2)如果果这6根根导导线中中仅有有一根根内部部断了了，其其它器器材及及连接接均完完好好，，现现闭闭合合开开关关，，发发现现电电流流表表、、电电压压表表的的示示数数均均为为零零，，由由此可可以以肯肯定定内内部部没没有有断断的的导导线线有有de、fb′和和.(3)闭闭合合开开关关的的情情况况下下，，要要求求用用多多用用表表对对逐逐根根导导线线进进行行排排査査并找找出出断断导导线线，，正正确确的的操操作作是是：：将将选选择择开开关关旋旋至至__________________挡挡(填填““ΩΩ××1流电流10mA”)、把________(选填“红”或“黑”)表笔固定在a点，另一支表笔依次接a′、b′、c′、d′….如果某次检测时，表盘指针如图丙所示，其读数为________．答案：(1)如如图36.(2)cc′(3)直直流电压压2.5V红1.40V图36【例2】(2009年北北京卷)某同学学通过查查找资料料自己动动手制作了一个个电池．．该同学学想测量量一下这这个电池池的电动动势E和内电阻r，但是从从实验室室只借到到一个开开关、一一个电阻阻箱(最最大阻值值为999.9ΩΩ，可当当标准电电阻用)、一只只电流表表(量程程Ig＝0.6A，，内阻rg＝0.1Ω)和若干干导线．．(1)请请根据测测定电动动势E和内电阻阻r的要求，，设计图图8－－4－14中中器件件的连接接方式，，画线把把它们连连接起来来.图8－－4－14图8－－4－15图8－－4－16(3)在在图8－4－－16上上把描描绘出的的坐标点点连成图图线．(4)根根据图8－4－16描绘绘出的图图线可得得出这个个电池的的电动势E＝________V，内电电阻r＝________ΩΩ.解析：(1)先先设计实实验电路路图，然然后再根根据电路路图连线线．由欧姆定律律E＝I(R＋r)知，只只要知道道两组外外电阻和和电流值值，就可可以解出电电源电动动势和内内阻．因因此，直直接将可可变电阻阻和电流流表串联在电路路中就行行(见图图8－－4－17)．．(2)由由电表可可读出此此时电流流为0.50A，，则坐标标为(2,2.6)．．再在坐标标纸上描描出该点点(见图图8－－4－18)．．(3)剔剔除明显显有误差差的点，，将其他他点用平平滑的曲曲线连接接起来，得到到一条直直线(见见图8－4－－18)．E(4)将将欧姆定定律的表表达式E＝I(R＋r)变形得得R＝－r，由此I式可知，，外电阻阻和电流流的倒数数呈线性性关系．．将图中中的直线线延长，，与纵坐标标轴的交交点值为为－r＝－0.3ΩΩ，则内内电阻为为0.3ΩΩ，直线的斜率率为k＝E＝5.6－－2.64－2V＝1.5V.图8－－4－17图8－－4－182．(2011年湖湖北宜昌昌调研)现有一一特殊的的电池，，其电动动势E约为9V，，内阻阻r在35ΩΩ～～55ΩΩ范围围，最最大允允许电电流为为50mA.为测定定这个个电池池的电电动势势和内内阻，，某同同学利利用如如图8－－4－－19甲甲所示的的电路路进行行实验验．图图中电电压表表的内内电阻阻很大大，对对电路路的影影响可以以不计计，R为电阻阻箱，，阻值值范围围为0～～9999ΩΩ，，R0是定值值电阻．．图8－4－19(1)实验验室备备有的的保护护电阻阻R0有以下下几种种规格格，本本实验验应选选用()A．10ΩΩ，2.5WC．150ΩΩ，1.0WB．50ΩΩ，1.0WD．1500ΩΩ，5.0W(2)该同同学接入符符合要求的的R0后，闭合开开关S，，调整电阻阻箱的阻值读出出电压表的的示数U，再改变电电阻箱阻值值，取得多多组数据，，作出了如图图乙所示的的图线．则则根据该同同学所作的的图线可知知图象的横坐标与与纵坐标的的比值表示示.(3)根据据乙图求得得该电池的的电动势E为________V，内电电阻r为________Ω.答案：(1)C(2)回