 下载
 收藏
该文档贡献者很忙，什么也没留下。
 下载此文档
正在努力加载中...
测量电源的电动势和内电阻
下载积分：1000
内容提示：
文档格式：PPT|
浏览次数：0|
上传日期： 10:52:44|
文档星级：
该用户还上传了这些文档
测量电源的电动势和内电阻.PPT
官方公共微信测量电源电动势和内电阻_百度影视
订阅精彩视频，请
测量电源电动势和内电阻现需测量一个电池的电动势E和内电阻r。实验室提供的器材有：电流表（量程60mA，内阻约为10Ω）电压表（量程10V，内阻约为20kΩ）热敏电阻（80Ω~200Ω）一杯水，一个开关，酒精灯，温度计，导线..域名：学优高考网，每年帮助百万名学子考取名校！问题人评价，难度：0%现需测量一个电池的电动势E和内电阻r。实验室提供的器材有：电流表（量程60mA，内阻约为10Ω）电压表（量程10V，内阻约为20kΩ）热敏电阻（80Ω~200Ω）一杯水，一个开关，酒精灯，温度计，导线若干.①一位同学根据现有器材设计实验电路并连了部分实物，如右图所示，请你用笔画线代替导线，将电压表接入电路；②用酒精灯对水加热，右表为热敏电阻在不同温度下测得的电流和电压数据，请在下图的坐标系中画出U-I图象. 由图象可知：该电池的电动势E= V，内电阻r= Ω；(保留2位有效数字)；℃③根据以上数据，结合闭合电路欧姆定律，发现随着温度的升高，热敏电阻的阻值 ?
(选填“变小”、 “变大”或“不变”)。马上分享给朋友：答案）①如右图所示（2分，若电压表接在开关左侧的，则只给1分） ②U-I图象如答图所示（2分，要求点尽可能分布在直线的两侧）； 6.0（1分，答案在5.9~6.1之间的也给这2分）；20（2分，答案在19~21之间的也给这2分）； ③变小（1分）点击查看答案解释本题暂无同学作出解析，期待您来作答点击查看解释相关试题将两个金属电极锌、铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池．现要测量橘子电池（如图A所示）的电动势和内阻，四位同学采用不同的方法进行探究．（1）甲同学用多用表的直流电压档，选择0～1V量程，直接测铜锌两金属片之间的电压时读数为0.82V；用多用表的欧姆档直接测水果电池的两极，读得此时的读数为3200Ω；甲同学认为该水果电池电动势E=0.82V，内阻r=3.2kΩ请指出甲同学测量的主要错误：①水果电池的内阻较大，水果电池的电动势大于0.82V②因水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接接水果电池的两极时，欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联，影响测量的结果，故测不准．（2）乙同学利用伏安法电路并借助DIS实验器材中的电压、电流传感器测水果电池的电动势和内阻，电路如图B所示．下表是乙同学测量该水果电池时记录的数据．
0.14请你根据测量数据在答题卷相应位置的坐标纸中描点作出U随I变化的关系图象．由图象求出水果电池的电动势为0.96VV，内阻为2.0×103ΩΩ．（3）丙同学也想自己测一下水果电池的电动势和内阻，该同学手边只有电流传感器，导线、开关和一只电阻箱（电阻可变范围09999.9Ω），他利用这些器材测出了一系列电流与电阻对应的数据，图象法处理数据时丙同学作出随R&变化的关系图象．根据图象的斜率和截距也求出了水果电池的电动势和内阻．（4）丁同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.5V，0.5A”的小灯泡供电，灯泡仍不发光（检查电路无故障）分析灯泡不亮的原因是：水果电池的内阻太大，回路中电流太小，路端电压太小．【考点】．【专题】实验题；恒定电流专题．【分析】（1）电压表测量的是路端电压，水果电池有内阻，根据闭合电路欧姆定律分析电压表读数与电动势的关系；水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接水果电池的两极时，欧姆表内部的电源将与水果电池串联，影响测量的结果．（2）作出U随I变化的关系图象，根据闭合电路欧姆定律分析可知：U-I图象的纵轴截距表示电源的电动势，斜率的绝对值等于电源的内阻，由图象即可求解；（3）本题中没有电压表，可用电流表与电阻箱配合，既能测量电流，两者读数的乘积等于电路电压，相当于伏安法测量电动势和内阻．由闭合电路欧姆定律变形进行分析．（4）灯泡仍不发光，说明电流过小，原因是水果电池的内阻太大．【解答】解：（1）①电压表测量的是路端电压，水果电池有较大的内阻，根据闭合电路欧姆定律可知，水果电池的电动势大于0.82V；②水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接水果电池的两极时，欧姆表内部的电源将与水果电池串联，影响测量的结果，故测量不准确．（2）作出U随I变化的关系图象，U-I图象的纵轴截距表示电源的电动势，斜率的绝对值等于电源的内阻，由图象可知，水果电池的电动势为E=0.96V，内阻为r=2.0×103Ω（3）根据闭合电路欧姆定律得：& E=I（R+r）得 =由数学知识可知，-R图象的斜率等于，纵轴截距等于．（4）水果电池的内阻太大，回路中电流太小，路端电压太小，灯泡不发光．故答案为：（1）①水果电池的内阻较大，水果电池的电动势大于0.82V②因水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接接水果电池的两极时，欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联，影响测量的结果，故测不准．（2）0.96V，2.0×103Ω．（3），R（4）水果电池的内阻太大，回路中电流太小，路端电压太小．【点评】本题关键要掌握实验的原理：闭合电路欧姆定律，即电源的电动势等于电源的内外电压之和，并能理解图象的物理意义，会求解电动势和内阻．声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布。答题：　难度：0.43真题：2组卷：0
解析质量好中差您好，欢迎来到快乐学习
本文是快乐学习小编整理的上海物理高考实验题之测定电源的电动势和内阻实验及答案，主要包含测定电源的电动势和内阻的实验详细过程，供同学们参考，
&&实验（ 9 ）　测定电源的电动势和内阻
一、实验目的
掌握用伏特表和安培表测量电池电动势和内电阻的方法，学会利用图象法处理数据的方法 .?
二、实验原理
在闭合电路中，由闭合电路的欧姆定律可得电源的电动势 E 、内阻 r 、路端电压 U 、电流 I 存在关系为 U = E - I r ， E 、 r 在电路中不随外电阻 R 的变化而改变 . 测定电源的电动势和内阻可用三种方法 :
方法一 : 测量原理图如图 7 - 3 - 37 所示，
图 7 - 3 - 37
采用改变外电阻，可测得一系列 I 和 U 的值（至少 6 组），然后再在 U - I 图象中描点作图，所得直线与纵轴的交点即为电动势 E ，图线斜率的绝对值为内阻 R ，这种方法叫伏安法，用电流表和电压表 .
方法二 : 由
，改变电路的电阻 R ，测出一系列的 I 和 R 值，作出
图象 . 图象在 R 轴上的截距即为电源的内阻的负值，直线的斜率即电源的电动势 E . 此方法叫安阻法，用电流表和电阻箱 .
方法三 : 由 E = U + IR 及
，改变电路的外电阻 R ，测出一系列的 U 值，作出
图象 . 图象在
轴上的截距的倒数即为电源电动势，直线的斜率与在
轴上的截距的倒数的乘积即为电源的内阻 . 此方法叫伏阻法，用电压表和电阻箱 .
基础实验是伏安法 . 安阻法和伏阻法是在伏安法实验的基础上的提高 . 实验数据也可以用图象法处理 . 由 E = U + I r ，有 U = E - I r ， 故根据伏安法数据作出 U - I 图象（图 7 - 3 - 38 所示） .
图 7 - 3 - 38 ?
图线斜率的绝对值为电源内阻 R 的大小 ; 当 I ＝ 0 时， U ＝ E ，即图线与纵轴的交点坐标值 ; 当 U ＝ 0 时，
，其中 I 为短路时的电流，即图线与横轴的交点坐标值 . 但要注意，有时纵轴起点不是零，这时图线与横轴的交点不是短路电流，图线斜率的绝对值仍是内阻值，与纵轴交点坐标值仍为电源电动势值 .
三、实验器材
电池、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导线若干、坐标纸 .
四、实验步骤
1. 按图 7 - 3 - 37 所示电路图连接成电路，电流表取 0.6 A 量程，电压表取 3 V 量程，将滑动变阻器阻值调到有效电阻最大（图中左端） .
2. 检查电路无误后，闭合电键，移动滑动变阻器触头的位置，使电流表有明显示数，记下一组（ I ， U ）值 .
3. 改变滑动变阻器滑片的位置 5 次，用同样的方法，再测出 5 组（ I ， U ）数值 . 然后断开电键，整理好仪器 .
4. 建立坐标系、描点 . 纵轴表示电压，横轴表示电流，取合适的标度，使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上，必要时纵坐标可以不从零开始取值 .
5. 根据描出的坐标点作出 U - I 图象，并延长与两坐标轴相交 .
6. 测算电动势和内电阻，准确读出 U - I 图线与纵轴和横轴的交点坐标，即读出 E 和 I 短 ，进一步算出内阻
，如图 7 - 3 - 38 所示 .?
五、注意事项
1. 为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选得大些（选用已使用过一段时间的干电池） .
2. 在实验中不要将 I 调得过大，每次读完 U 和 I 的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得 E 和 R 明显变化 .
3. 在画 U - I 图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上 . 不在直线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差 .
4. 干电池内阻较小时， U 的变化较小 . 此时，坐标图中数据点将呈现如图 7 - 3 - 39 甲所示的状况，使下部大面积空间得不到利用 . 为此，可使纵坐标不从零开始，如图 7 - 3 - 39 乙所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小 . 此时图线与横轴交点不表示短路电流 . 另外 ， 计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用
计算出电池的内阻 r .
图 7 - 3 - 39
六、误差分析
用伏安法测电源电动势和内阻的方法很简单，但系统误差较大，这主要是由于伏特表和安培表内阻对测量结果的影响而造成的 . 用这种方法测电动势可供选择的电路有两种，如图中 7 - 3 - 40 甲、乙所示 .
图 7 - 3 - 40 ?
当用甲图时，考虑电表内阻，从电路上分析，由于实验把变阻器的阻值 R 看成是外电路的电阻，因此伏特表应看成内电路的一部分，故实际测量出的是电池和伏特表这一整体的电动势和等效内阻（如甲图中虚线所示），因为伏特表和电池并联，所以等效内阻 R 测 应等于电池真实内阻值 R 和伏特表电阻 R V 的并联值，即
. 此时如果断开外电路，则电压表两端电压 U 等于电动势测量值 ， 即 U = E 测 ，而此时伏特表构成回路，所以有 U & E 真 ，即 E 测 & E 真 .
同样的分析方法，可分析出当选用乙图进行测量时，仍把滑动变阻器作为外电路，因此安培表应看做内电路的一部分（如图乙中虚线框内所示），因为安培表和电池串联，所以等效内阻 r 测 应等于电池真实阻值 r 真 和安培表电阻 R A 之和 ， 即 r 测 ＝ r 真 + R A & r 真 ，此时如果断开外电路 ， 则电流为零，安培表两端电势相等，等效电源的电动势 E 测 就是电源电动势的真实值 E 真 ，即 E 测 ＝ E 真 .
1. 实验原理和数据处理
【例 1 】（ 2009 北京崇文期末， 12 ）某同学用伏安法测一节干电池的电动势 E 和内电阻 R ，所给的其他器材有：
A. 电压表（ 0 ～ 3 ～ 15 V ）
B. 电流表（ 0 ～ 0.6 ～ 3 A ）
C. 变阻器 R 1 （ 20 &O ， 1 A ）
D. 变阻器 R 2 （ 1 000 &O ， 0.1 A ）
E. 电键 S 和导线若干
（ 1 ）实验中电流表应选用的量程为 ________ ；电压表应选用的量程为 ________ ；变阻器应选用 ________ （标明变阻器代号）；
（ 2 ）根据实验要求连接实物电路图 7 - 3 - 41 ；
（ 3 ）实验测得的 6 组数据已在 U - I 图中标出，如图 7 - 3 - 42 所示 . 请你根据数据点位置完成 U - I 图线，并由图线求出该电池的电动势 E = ________ V ，电阻 r = ___________ &O.
图 7 - 3 - 41&&&& 图 7 - 3 - 42
思路点拨： （ 1 ）测定电源的电动势和内电阻的实验原理是什么？
（ 2 ）通过电路分析选择实验所需的器材 .
（ 3 ）请回答在 U - I 图象中，图象的斜率的绝对值及图象与电压轴的交点所表示的物理量 .
解析： 由欧姆定律可知，电流表应选用 0 ～ 0 .6 A 的量程，电压表应选用 0 ～ 3 V 的量程，滑动变阻器选择 R 1 ，连接实物电路如图 .
在 U - I 图中作出 U - I 图如图所示，由图可知电池的电动势 E =1.50 V ，电阻 R =0.50 &O.
答案： （ 1 ） 0 ～ 0 .6 A 　 0 ～ 3 V 　 R 1
（ 2 ）如解析图所示
（ 3 ） 1.50 　 0.50
巩固与拓展 1
某研究性小组利用如图 7 - 3 - 43 所示电路测量电池组的电动势 E 和内阻 R . 根据实验数据绘出如图 7 - 3 - 44 所示的
图线，其中 R 为电阻箱读数， I 为电流表读数，由此可以得到 E ＝ ________ V ， R ＝ _________ &O.
图 7 - 3 - 43&&&&&&&&&&& 图 7 - 3 - 44
图象上，在 R 轴上的截距即为电源的内阻的负值，直线的斜率即电源的电动势 E . 所以电源内阻为 R =0.9 &O ，当 R =0 时，
答案 : 2.9 　 0.9
2. 误差分析
【例 2 】 用如图 7 - 3 - 45 甲所示电路测电池的电动势和内阻时，由于电压表的分流作用造成系统误差，图乙所示的 U - I 图象中有两条直线 AB 和 A&B ，其中一条是根据实测数据画出的图线，另一条是修正电压表分流所引起的误差后得到的图线，由图可知 ( 　　 )
图 7 - 3 - 45
A. AB 是根据实测数据画出的图线
B. A&B 是根据实测数据画出的图线
C. 路端电压 U 越大，通过电压表的电流越大
D. 由于电压表的分流作用，使电池电动势和内阻的测量值小于真实值
思路点拨 : 注意图甲电路测定电动势和内阻时的误差分析 .
解析 : 由图示电路可知，测量电压是真实的，测量电流比真实电流小，故在同一 U - I 图线中，对应于同一 U 值，测量电流值比真实电流小，故图中 AB 是根据实测数据画出的图线，所以选项 A 、 D 正确， B 错误 . 由图可看出 U 越大， AB 、 A&B 对应的电流偏差越大，选项 C 正确 .?
答案 : ACD
点评 : 熟练掌握实验的原理是正确分析误差来源的基础 .
3. 设计实验
【例 3 】 某同学设计了一个如图 7 - 3 - 46 所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为 : 待测干电池组（电动势约 3 V ），电流表（量程 0.6 A ，内阻小于 1 &O ），电阻箱（ 0 ～ 99.99 &O ），滑动变阻器（ 0 ～ 10 &O ），单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干 . 考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略 .
图 7 - 3 - 46
（ 1 ）该同学按图连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为 0.20 &O. 试分析该测量产生误差的原因是 ____________________ .
（ 2 ）简要写出利用图 7 - 3 - 46 中所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤 :
① _______________________________________________ ;
② _______________________________________________ .
（ 3 ）图 7 - 3 - 47 是由实验数据绘出的
图象，由此求出待测干电池组的电动势 E ＝ ______ V 、内阻 r ＝ _________ &O. （计算结果保留三位有效数字）
图 7 - 3 - 47
解析 : （ 1 ）将开关 S 断开或接 C ，利用半偏法测量电流表的内阻，此原理的前提是电路中电流不变，但并联电阻箱后线路总阻值减小，从而造成总电流增大 .
（ 2 ） ① 调节电阻箱 R ，断开开关 K ，将开关 S 接 D ，记录电阻箱的阻值和电流表示数 ;
② 断开开关 D ，再次调节电阻箱 R ，将开关 S 接 D ，记录电阻箱的阻值和电流表示数 .
（ 3 ）由 E = I （ R + r ）得
，图线的斜率的倒数等于电源电动势，在
轴上的截距等于 r / E ，利用图象解得 E ＝ 2.81 V ， r ＝ 2.33 &O.
答案 : （ 1 ）并联电阻箱后线路总阻值减小，从而造成总电流增大　
（ 2 ）见解析
（ 3 ） 2.81 　 2.33
点评 : 测定电源电动势和内阻常见的图象是电源的路端电压和电流的 U - I 图象 . 可近年反复考查了一些从陌生图象分析电动势和电阻的图象问题 . 遇到这种情况，要从给定的电路图和闭合电路欧姆定律写出具体的方程 . 推导出陌生图象两个坐标对应物理量的数学表达式，从数学角度分析陌生图象斜率和截距的物理意义，进而解决问题 .
巩固与拓展 2
某研究性学习小组采用如图 7 - 3 - 48 所示的电路测量某干电池的电动势 E 和内电阻 r ， R 为电阻箱， V 为理想电压表，其量程略大于电源电动势 . 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 . 回答下列问题 :
图 7 - 3 - 48
（ 1 ）根据表中的数据和实验原理，你认为第 _______ 组数据是错误的，原因是 ______________ .
（ 2 ）根据实验数据，请在所给的坐标系 ( 图 7 - 3 - 49 ) 中绘出
关系图线 .
（ 3 ）由图象可知，该电源的电动势 E ＝ ____________ V ， r ＝ ________ &O. （保留两位有效数字）
图 7 - 3 - 49
　　 解析 : （ 1 ）根据
就变大，故第 3 组数据错误 .
（ 2 ）根据给定的各组 R 、 U 值在坐标系中描出位置，然后依据这些位置作出
图线如图所示 .
（ 3 ）根据
知，纵轴截距是电动势的倒数，斜率是
，得 E ＝ 2.9 V ， r ＝ 0.71 &O.
答案 : （ 1 ） 3 　随电阻的减小路端电压逐渐减小
（ 2 ）见解析　（ 3 ） 2.9 　 0.71
巩固与拓展 3
为了测定一节干电池的电动势和内电阻，实验室准备了下列器材 :
① 待测干电池（电动势约 1.5 V ，内阻约 1.0 &O ）
② 电流表 G （满偏电流 3.0 mA ，内阻 150 &O ）
③ 电流表 A （量程 0 ～ 0 .6 A ，内阻未知）
④ 滑动变阻器 R 1 （阻值范围 0 ～ 20 &O ，额定电流 2 A ）
⑤ 滑动变阻器 R 2 （阻值范围 0 ～ 1 000 &O ，额定电流 1 A ）
⑥ 定值电阻 R 3 （阻值 900 &O ）
⑦ 开关一个、导线若干
A. 为了能尽量准确地进行测量，同时考虑操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是 _____ . （填仪器代号即可）
B. 在下面方框中画出实验电路原理图 .
C. 如图 7 - 3 - 50 所示为某同学根据正确电路图作出的图线（ I 1 为电流表 G 的示数， I 2 为电流表 A 的示数） . 由该图可求出被测干电池的电动势 E ＝ ______ V， 内电阻 r ＝ _______ &O.
图 7 - 3 - 50 ?
解析 : 为了能尽量准确地进行测量，同时考虑操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是 R 1 ，实验电路如图
当电流表 G 的示数为 1.4 mA 时，
E = I 1 （ R g + R 3 + r ）
=1.4&10 -3 & （ 150+900+ r ）
当电流表 G 的示数为 1.0 mA 时，
E = I 1 & （ R g + R 3 ） + （ I 1 &+ I 2 & ） r =1.0&10 -3 & （ 150 + 900 ） + （ 1.0&10 -3 + 0.6 ） & r ，由以上两式解得 E =1.47 V ， r =0.7 &O.
答案 : A.④ （或 R 1 ）　 B. 见解析
C.1.47 （ 1.45 ～ 1.49 均对）， 0.70 （ 0.68 ～ 0.72 均对）
标签：【】【】【】
上一篇：下一篇：
更多关于&测定电源的电动势和内阻实验及答案&的新闻
2013年上海春季高考网上报名2月25日开始，各招生院校录取时间为4月6日，当日发出...[]
2013年春季高考科目确定为“统一文化考试+院校自主测试（或2012年高中学业水平考...[]
备注： 《测定电源的电动势和内阻实验及答案》一文由提供免费提供。本文著作权归原作者所有，请在转载引用时保留。否则因《》一文引起的法律纠纷请自负。
针对二模冲刺，夯实三轮强化，回顾能力把握。
开课时间：2月23日---6月1日（共15节）【周日课程】