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测定电池的电动势与内阻--精选习题1

测定电池的电动势与内阻--精选习题1
测定电池的电动势与内阻--精选习题1

实验三 测量电源的电动势和内阻

题型一 利用电流表和电压表测电源的电动势和内阻

【例1】 某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”,该同学利用下列所给器材测量该“水果电池”的电动势E 和内阻r.

A .电流表A 1(量程0.6 A ,内阻约1 Ω)

B .电流表A 2(量程20 mA ,内阻约50 Ω)

C .电压表V 1(量程4 V ,内阻约4 kΩ)

D .电压表V 2(量程15 V ,内阻15 kΩ)

E .滑动变阻器R 1(0~1 000 Ω)

F .滑动变阻器R 2(0~9 999.9 Ω)

G .待测“水果电池”(E 约为4 V ,内阻r 约为200 Ω)

H .开关S ,导线若干

(1)为尽量减小实验的误差,电流表选择________;电压表选择________;滑动变阻器选________.

请在虚线方框中画出实验电路图;

(2)该同学实验中记录的6组对应的数据如下表,试根据表中数据在图5中描点画出U -I 图线;由图线可得,“水果电池”的电动势E =________V ,内电阻r =________Ω.

I/mA 4.0

5.0

8.0

10.0 12.0 14.0

U/V

3.04 2.85 2.30 1.90 1.50 1.14

(3)实验测得的“水果电池”的电动势和内阻与真

实值相比,E 测________E 真,r 测________r 真(选填“大于”、“小于”或“等于”).

题型二 安阻法测电源的电动势和内电阻

实验器材:一节干电池、电流表、电阻箱、电键.

依据的基本公式:________________________

实验原理图:如图6所示 用图象法处理实验数据,若作出R -1I 图象(或1

I

-R 图象),

图象在R 轴上的截距即为电源内阻的负值,图线的斜率即为电动势E.

【例2】 (北京理综·21(2))某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r ,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω,可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig =0.6 A ,内阻rg =0.1 Ω)和若干导线.

(1)请根据测定电动势E 和内电阻r 的要求,设计图7中器件的连接方式,画线把它们连接起来.

(2)接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R ,读出与R 对应的电流表的示数I ,并作记录.当电阻箱的阻值R =2.6 Ω时,其对应的电流表的示数如图8所示.处理实验数据时,首先计算出

每个电流值I 的倒数1

I ;再

制作R -1

I 坐标图,如图9

所示,图中已标注出了(R ,1

I

)的几个与测量对应的坐标点,请你将与图8实验数据对应的坐标点也标注在图9上.

(3)在图9上把描绘出的坐标点连成图线.

(4)根据图9描绘出的图线可得出这个电池的电动势E =________V ,内电阻r =________Ω.

题型三 伏阻法(利用电压表、电阻箱)测电源电动势和内电阻

实验器材:一节干电池、电压表、电阻箱、电键. 依据的基本公式:E =U +U R r 或1U =1E +r E ·1

R

实验原理图:如图10所示用图象法处理数据,若作出

1

U-1

R图象,图象在

1

U轴上的

截距为电动势的倒数1/E,斜

率为r/E,由斜率和截距可求

得电动势和内电阻.

【例3】甲同学设计了如图11所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表V(量程为1.5 V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99 Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.(1)先测电阻R1的阻值.请将甲同学的操作补充完整:闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数r 和对应的电压表示数U1,

保持电阻箱示数不变,

____________________,

读出电压表的示数U2.则

电阻R1的表达式为R1=

________.

(2)甲同学已经测得电阻R1=4.8 Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.该同学的做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图

12所示的1

U-1

R图线,则电源电动势E=______ V,电阻R2=______ Ω.

题型四实验的设计和创新

【例4】(2011·大纲全国·23)使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端.现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60 mA的电流表,电阻箱,导线若干.实验时,将多用电表调至×1 Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值.完成下列填空:

(1)仪器连线如图13所示(a和b是多用电表的两个表笔).若两电表均正常工作,则表笔a为________(填“红”或“黑”)色;

图13

(2)若适当调节电阻箱后,图13中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图14(a)、(b)、(c)所示,则多用电表的读数为________Ω,电流表的读数为________mA,电阻箱的读数为________Ω;

(c)

(3)将图13中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为________mA;(保留3

位有效数字)

(4)计算得到多用电表内电池的电

动势为________V.(保留3位有效

数字)

1.如图15所示为某次测量电源的电动势和内阻所作的图象,有关这个图象的说法正确的是()

A.纵轴截距表示待测电源的电动势,即E=3 V B.横轴截距表示短路电流,即I短=0.6 A

C.根据r=E/I短,计算出待测电源内阻为5 Ω

D.根据r=ΔU/ΔI,计算出待测电源内阻为1 Ω2.(2010·广东理综·34(2))某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻,使用的器材还包括定值电阻(R0=5 Ω)一个,开关两个,导线若干,实验原理图如图16(a)所示.

(1)在图(b)的实物图中,已正确连接了部分电路,请完成余下电路的连接.

(2)请完成下列主要实验步骤:

①检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱,示数如图(c)所示.读得电阻值是

________;

②将开关S1闭合,开关S2断开,

电压表的示数是1.49 V.

③将开关S2________,电压表

的示数是1.16 V;断开开关S1.

(3)使用测得的数据,计算出干电池的内阻是________(计算结果保留二位有效数字).

(4)由于所用电压表不是理想电压表,所以测得的电动势比实际值偏________(填“大”或“小”).

3.现有一特殊电池,它的电动势E 约为9 V ,内阻r 约为40 Ω,已知该电池允许输出的最大电流为50 mA.为了测量这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图17甲所示的电路进行实验,图中电流表的内阻RA 已经测出,阻值为5 Ω,R 为电阻箱,阻值范围0~999.9 Ω,R 0为定值电阻,对电路起保护作用.

(1)实验室备有的定值电阻R 0共有以下几种规格. A .10 Ω B .50 Ω C .150 Ω D .500 Ω 本实验选用哪一种规格的定值电阻最好________.

(2)该同学接入符合要求的R 0后,闭合开关K ,调整电阻箱的阻值,读取电流表的示数,记录多组数据,作出了图乙所示的图线,则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E =________ V ,内阻r =________ Ω.

4.(2010·江苏单科·10)在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图18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”)

(2)改变电阻箱的阻值R ,分别测出阻值R 0=10 Ω的定值电阻两端的电压U.下列两组R 的取值方案中,比较合理的方案是________.(选填“1”或“2”)

方案编号 电阻箱的阻值R/Ω

1 400.0 350.0

300.0

250.0

200.0

2

80.0

70.0 60.0 50.0 40.0

(3)根据实验数据描点,绘出的1

U -R 图象是一条直

线.若直线的斜率为k ,在1

U

坐标轴纵轴上的截距为b ,

则该电源的电动势E =________,内阻r =________.(用k 、b 和R 0表示)

2、在测定电源电动势和内电阻的实验中,除需用导线和开关外,下述各组器材可完成实验的是( ).

A 、电压表和电流表

B 、电流表和电阻箱

C 、电流表和滑动变阻器

D 、电压表和电阻箱

E 、电压表和滑动变阻器

F 、电流表、电压表和滑动变阻器

3、 实验台上备有下列实验器器材:①电流表(0--0.6A),②电流表(0--3A),③电压表(0--3V),④电压表(0--15V),⑤滑动变阻器(10Ω?2A),⑥滑动变阻器(1750Ω?0.3A),⑦电键,⑧导线.为了测量一节干电池的电动势和内电阻,应选用的器材是(填器材代号)_________________.

4、用伏安法测一节干电池的电动势E 和内电阻r ,所

给的器材有:(A)电压表○V :0—3—15V ;(B)电流表○A :0—0.6—3A ;(C)变阻器R 1(总电阻20Ω);(D)变阻器R 2(总电阻100Ω)

;以及电键S 和导线若干。

(1)电压表量程选用_______,电流表量程选用_______,变阻器选用________。 (2)在下边的方框中画出实验电路图。

(3)如下图所示的U -I 图上是由实验测得的7组数据标出的点,请你完成图线,并由图线求出E =________V ,r =________Ω.

(4)若只选用两组数据,用欧姆定律算出E 、r ,有可能误差较大;若选用第________组和第________组数据误差最大。

5、用如图(甲)所示的电路做

0.7

“测定电池的电动势和内电阻”的实验,根据测得的数据做出了如图(乙)所示的U -I 图象,由图可知测得的电池的电动势为_______V ,内电阻为________Ω

8、在做测量电源电动势E 和内阻r 的实验时,提供的器材是:待测电源一个,内阻为R V 的电压表一个(量程大于电源的电动势),电阻箱一个,开关一个,导线若干。

为了测量得更加准确,多次改变电阻箱的电阻R ,读出电压表的相应示数U ,以1

U

为纵坐标,画出

1

U

与R 的关系图象(该图象为一直线)如图所示。由图象可得到直线在纵轴上的截距为m ,直线的斜率为k,试根据以上信息 ①画出实验电路图。

②写出E 、r 的表达式,E= ,r= . 9、在做“测定电池的电动势和内电阻”实验时,电流表和电压表的内阻未知,有甲、乙两同学分别进行了如下实验:

①甲同学的接线电路图如图所示,用所得数据

作出U —I 图线,则他能较准确地测出__________,而 测得的_________偏大.

②乙同学测得的一组实验数据如下 U/V 0.20 0.40 0.60 0.80 1.02 1.22 I/V 0.11 0.20

0.29

0.39

0.51

0.60

则他能否测出电源电动势的内电阻?___________,他进行的是_________的实验.

10、如图所示,Ω=51R ,Ω=92R .当开关S 断开时,电流表的示数为A 2.0=I ,当开关S 闭合时,电流表的示数为A 3.0='I .求:

(1)电源的电动势和内阻. (2)S 断开和闭合两种情况下,电源的输出功率.

11、某同学在实验室先后完成下面二个实验:

(i )测定一节干电池的电动势和内电阻;(ii )描绘小灯泡的伏安特性曲线.

①用(i )实验测量得到数据作出U 一I 图线如图中a 线,干电池的电动势为 V ,内电阻为 Ω。 ②在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,为减小实验误差,请在给定的四个电路图和三个滑动变阻器中选取适当的电路或器材,并将它们的编号填在横线上。应选取的电路是 ,滑动变阻器应选取 · E .总阻值15Ω,最大允许电流2A 的滑动变阻器 F .总阻值200Ω,最大允许电流2A 的滑动变阻器 G .总阻值1000Ω,最大允许电流1A 的滑动变阻器 12、在做测量干电池的电动势和内电阻的实验时,备有下列器材供选用: (a)干电池一节(电动势约1.5V)

(b)直流电压表(量程0~3V ~15V ,3V 挡内阻为5k Ω,15V 挡内阻为25k Ω)

(c)直流电流表(量程为0~

0.6A ~3A ,0.6A 挡内阻为0.1Ω

0.025

Ω)

(d)滑动变阻器(阻值范围为0~15Ω,允许最大电流为lA)

(e)滑动变阻器(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为0.5A)

(f)电键(g)导线若干(2)根据实验纪录,画出的U-I 图像如图2-37(乙),可得电池的电动势为ε=_____,内电阻r=_________

伏阻法和安阻法测量电源电动势和内阻

测量电源电动势和内阻2 一、实验目的 会用安阻法或伏阻法测量电源的电动势和内阻,会利用图像求解电动势和内阻 二、实验原理 1、安阻法:用电流表、电阻箱测量。如图1 所示:测出两组或多组I、R值,就能算出 电动势和内阻。原理公式: E= 。 2、伏阻法:用电压表、电阻箱测量。如图2 所示:测出两组或多组U、R值,就能算出 电动势和内阻。原理公式:E= 。 三、实验器材和电路的选择 待测电源、开关、导线、变阻箱、电压表、电流表 四、实验步骤: 1、恰当选择实验器材,按图1或2连好实验仪器。 2、闭合开关S,接通电路,记下此时电流表和电阻箱的示数或电压表与电阻箱的示数。 3、改变电阻箱的阻值,记下各电阻对应的电流表和电压表的示数。 4、断开开关S,拆除电路。 5、分析处理数据,并求出E和r。 五、数据处理 例1、某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9Ω)、一只电流 表(量程I g=0.6 A,内阻r g=0.1 Ω)和若干导线 (1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求,设计图中器件的连接 方式,画线把它们连接起来。 (2)实验中该同学得到两组数据R1=5.6Ω,I1=0.25A; R2=3.2Ω,I2=0.42A。利用这两组数据你能否得到电源的电动势和 内阻? (3)该同学继续实验得到了多组(R,I),并且该同学想用画图像的方式处理数据,为使处 理数据变得简单,该同学想取合适的物理量作为坐标,从而使画出的图像为直线,为了达到 这一目标,则该位同学应分别以什么量作为坐标?请你定性的画出图像。 (4)接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数I,并作记录。当电 阻箱的阻值R=2.6 Ω时,其对应的电流表的示数如左下图所示.处理实验数据时,首先计 算出每个电流值I的倒数 1 I;再制作R- 1 I坐标图,如右下图所示,图中已标注出了(R, 1 I) 的几个与测量对应的坐标点,请你将与左下图实验数据对应的坐标点也标注在右下图上。 (5)在图上把描绘出的坐标点连成图线。 (6))根据图描绘出的图线可得出这个电池的电动势 E=________V,内电阻r=________Ω。 例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。 回答下列问题: (1)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 _______________________________________________________ (2)为了得到线性关系,你觉得该小组该以什么量作为坐标轴,请定性画出图像。并说出图 像的什么表示电源的电动势和内阻。

实验测定电池的电动势和内电阻

实验:测定电池的电动势和内电阻 编稿:张金虎 审稿:代洪 【学习目标】 1.知道测量电源电动势和内阻的实验原理,进一步感受电源路端电压随电流变化的关系。 2.经历实验过程,掌握实验方法,学会根据图像合理外推进行数据处理的方法。 3.尝试进行电源电动势和内阻测量误差的分析,了解测量中减小误差的方法。 4.培养仔细观察,真实记录实验数据等的良好的实验习惯和实事求是的品质。 【要点梳理】 要点一、 实验原理 测定电池的电动势和内阻的基本原理是闭合电路的欧姆定律,但是根据不同的实验器材和闭合电路的欧姆定律的不同表达式,采用的方法是不同的,常用的有以下三种. 1.伏安法测E 和r (1)实验电路如图所示. (2)实验原理 根据闭合电路欧姆定律:E U Ir =+,改变外电路电阻R ,用电流表和电压表测出两组总电流,12I I 、和路端电压12U U 、,即可得到两个欧姆定律方程:11E U I r =+和

22 E U I r =+,解此方程组可得电源的电动势为1221 12 E I I = - ,电源的内阻为 21 12 U U r I I - = - . 本实验是用电压表和电流表同时测电压和电流,所以称为“伏安法”,但这里的被测对象是电源. 2.电流表和电阻箱法测E 和r (1)实验电路如图所示. (2)实验原理:改变电阻箱的阻值,记录R和I,应用11 22 () () E I R r E I R r =+ ? ? =+ ? ,求出E和r. 3.电压表和电阻箱法测E和r (1)实验电路如图所示.

(2)实验原理:改变电阻箱的阻值,记录R和U,应用 1 1 1 2 2 2 E U r R U E U r R =+ ? ? ? ?=+ ?? ,求出E和r。 要点二、实验方法 1.按照电路图(伏安法)选择所需的实验器材,并确定电流表、电压表的量程,把器材连接好,如图所示,注意应使开关处于断开状态,且使滑动变阻器的滑动片移到阻值最大的一端(图中是最右端). 2.闭合开关,改变滑片的位置,读出电压表的读数U和电流表的读数,并填入事先绘制好的表格. 3.多次改变滑片的位置,读出对应的多组数据,并一一填入下表中. 实验序号12 3456 A I/ 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I V U/ 1 U 2 U 3 U 4 U 5 U 6 U 4.断开开关,整理好器材. 5.数据处理:用原理中的方法计算或从U I-,图中找出电动势和内电阻. 要点诠释:

电源电动势和内阻的测量方法及误差分析

{ 关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析 黎城一中物理组 一、伏安法 选用一只电压表和一只电流表和滑动变阻器,测出两组U 、I 的值,就能算出电动势和内阻。 1 电流表外接法 原理 如图1-1-1所示电路图,对电路的接法可以这样理解:因为要测电源的内阻,所以对电源来说用的是电流表外接法。处理数据可用计算法和图像法: [ (1)计算法:根据闭合电路欧姆定律Ir U E +=,有: 测测r I U E 11+= 测测r I U E 22+= 可得:122112I I U I U I E --= 测 1 22 1I I U U r --=测 (2)图像法:用描点作图法作U-I 图像,如图1-1-2所示: 图线与纵轴交点坐标为电动势E ,图线与横轴交点坐标为短路电流r E I =短,图线的斜率的大小表示电源内阻I U r ??= 。 》 系统误差分析 由于电压表的分流作用,电流表的示数I 不是流过电源的电流0I ,由电路图可知I <0I 。 【1】计算法:设电压表的内阻为V R ,用真E 表示电动势的真实值,真r 表示内阻的真实值,则方程应修正为:真真r R U I U E V ???? ? ?++=,则有: 图1-1-2 I 短 图1-1-1

r R U I U E V ???? ? ?++=11真 r R U I U E V ???? ??++=22真 解得:测真E R U U I I I U I U E V >----= 21121221 , 测真r R U U I I U U r V >-- --=2 1122 1 可见电动势和内阻的测量值都小于真实值。 【2】图像修正法:如图1-1-3所示,直线①是根据U 、I 的测量值所作出的U -I 图线,由于 I >,减小系统误差,使得测量结果更接近真实值, 综上所述,采用相对电源电流表外接法,由于电压表的分流导致了系统误差,使得真测E E <, 真测r r <。 2 电流表内接法 原理 · I I 短 ^ 图1-1-3 E 真 E 测

《测定电池的电动势和内阻》实验报告范例

测定电池的电动势和内阻 日期: 年 月 日 实验小组成员: 【实验目的】 1.掌握测定电池电动势和内阻的方法; 2.学会用图象法分析处理实验数据。 【实验原理】 1.如图1所示,当滑动变阻器的阻值改变时,电路中路端电压和电流也随之改变.根据闭合电路欧姆定律,可得方程组: r r 2211I U I U +=+=εε。 由此方程组可求出电源的电动势和内阻 2 11 221I I U I U I --= ε,2112I I U U r --=。 2.以I 为横坐标,U 为纵坐标,用测出的几组U 、I 值画出U -I 图象,将所得的直线延长,则直线跟纵轴的交点即为电源的电动势值,图线斜率的绝对值即为内阻r 的值;也可用直线与横轴的交点I 短与ε求得短 I r ε =。 【实验器材】 干电池1节,电流表1只(型号: ,量程: ),电压表1只(型号: ,量程: ),滑动变阻器1个(额定电流 A ,电阻 Ω),开关1个,导线若干。 【实验步骤】 1.确定电流表、电压表的量程,按电路图连接好电路。 图1 实验电路图

2.将滑动变阻器的阻值调至最大。 3.闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录电流表和电压表的示数。 4.用与步骤3同样的方法测量并记录6-8组U、I值. 5.断开开关,整理好器材。 6.根据测得的数据利用方程求出几组ε、r值,最后算出它们的平均值。 7.根据测得的数据利用U-I图象求得ε、r。 【数据记录】 表1 电池外电压和电流测量数据记录 【数据处理】 1.用方程组求解ε、r 表2 电池的电动势ε和内阻计r算记录表 2.用图象

法求出ε、r(画在下面方框中) 图2 电池的U-I图象 【实验结论】 由U-I图象得:电池的电动势ε= V,r= Ω。 【误差分析】 1.系统误差 以实验电路图1进行原理分析。根据闭合电路欧姆定律:E=U+Ir,本实验电路中电压表的示数是准确的,而电流表的示数比通过电源的实际电流小,所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差,滑动变阻器R的阻值应该小一些,所选用的电压表的内阻应该大一些。

高中物理实验测定电池的电动势和内阻总结大全(高分秘籍)

第6讲实验测定电池的电动势和内阻 1.某课题研究小组,选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E和内阻r.(电动势约为4 V,内阻在几欧到几十欧之间) A.电压表V(量程6 V,内阻约为6.0 kΩ) B.电流表A(量程2 mA,内阻约为50 Ω) C.电阻箱R(0~999.9 Ω) D.开关S一只、导线若干 (1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻,你认为可行吗?请说明理由:___________________________________________________________. (2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻,请画出实验电路图. (3)根 据(2)中实 验电路测 得的5组 U、R数据,已在图7-6-12中1 U-1 R坐标系中描出了各点,请作出图象.根 据图象求得E=________ V,r=________ Ω. 答案:(1)不可行.理由:根据所给数据,电路中电阻箱取最大值,电路中电流大于电流表量程2 mA,故不可行 (2)如右图所示 (3)如下图所示 3.6~3.7 9.5~10.5

2.为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R0的阻值,某同学利用DIS设计了如图7-6-13所示的电路.闭合电键S1,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据,并根据测量数据计算机分别描绘了如图7-6-14所示的M、N两条U-I直线.请回答下列问题: (1)根据图7-6-14中的M、N两条直线可知( ) A.直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的 B.直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的 C.直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的 D.直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的 (2)图象中两直线交点处电路中的工作状态是( ) A.滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端B.电源的输出功率最大 C.定值电阻R0上消耗的功率为0.5 W D.电源的效率达到最大值 (3)根据图7-6-14可以求得定值电阻R0=________ Ω,电源电动势E=________ V,内电阻r=________ Ω. 答案:(1)BC (2)AC (3)2.0 1.50 1.0 3.(2020·宜昌调研)现有一特殊的电池,其电动势E约为9 V,内阻r在35 Ω~55 Ω范围,最大允许电流为50 mA.为测定这个

高中物理测定电源的电动势和内阻

难点96测定电源的电动势和内阻 1.实验原理 闭合电路的欧姆定律,E=U+h 2.常用的测量方法 (1)滑动变阻器+电压表+电流表法,称为伏安法. (2)电阻箱+电流表法,称为安阻法. (3)电阻箱+电压表法,称为伏阻法. 3.电路连接 用伏安法测一节干电池的电动势(约1:5 V)与内阻时,电压表的量程选3V、电流表的量程选0.6 A,滑动变阻器采用限流式接法,原理图如图所示. 4.数据处理 处理数据的方法,有两种(以伏安法为例)

5.误差分析 本实验“伏安法”及“电阻箱+电压表法”测的是电源与电压表并联成的等效电源的电动势和内阻,故可推出电动势和内阻的测量值均小于真实值;“电阻箱+电流表法”测的是电源与电流表串联组成的等效电源的电动势和内阻,故可推出电动势的测量值等于真实值,内阻的测量值大于真实值, 提示:由于实验室中配备的电压表内阻一般较大,故其分流较小,用“伏安法”进行实验时,相对待测电源而言,采用电流表的外接法误差较小. 如果要测的电池内阻比较小,通常可串联一定值电阻作为保护电阻,以起到保护电源的作用,此时可把定值电阻等效为电源内阻,如典例38. 求内阻(斜率)时,一定要注意纵轴电压不是从0开始的, 典列D 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,串联了一只2 Q的保护电阻R。,实验电路如图甲所示.

(1)按电路原理图甲连接实物图乙. (2)该同学连好电路后,顺利完成实验,测得下列五组数据: 根据数据在图丙坐标上画出U-I图像,并求出该电池的电动 (3)在本实验中,由于电压表V的分流作用,所以通过电源的电流 大于电流表的示数,所以产生系统误差的原因是电压表V的分流作用.

实验:测定电池的电动势和内阻教案

2.10实验:测定电池的电动势和内阻 教材分析 “实验:测定电池的电动势和内阻”是人教版高中物理选修3-1第二章第十节的内容,它是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用,学生通过本节课的学习,既能巩固电学问题的分析思路,加深对闭合电路欧姆定律的理解,又能激发学生的学习兴趣,培养学生合作、探究、交流能力,具有很重要的实际意义。 教学目标 (一)知识与技能 1、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理。 2、掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法. 3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。 (二)过程与方法 1、体验测定电源的电动势和内阻的探究过程,以及获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。 2、学会利用图像处理数据的方法。 (三)情感态度与价值观 使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能,具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神,培养学生观察能力、思维能力和操作能力,提高学生对物理学习的动机和兴趣。 重点难点 重点:探究测定电池电动势和内阻的原理和方法,掌握如何进行数据处理和误差分析 难点:如何利用图像得到结论以及实验误差的分析 学情分析 学生已经掌握了闭合电路欧姆定律,并且已经有从电路的内、外电阻来分析电路的意识,但是由于对电学实验接触比较少,对实验电路的选择、设计能力还没有形成,对于电路的分析能力仍需进一步的加强,这也是本实验探究的一个重要任务。另外,对于数据的处理,学生较熟悉的是计算法〔亦称代数法〕,利用图像处理数据的能力的培养是本次实验探究的另一个重要任务。 教学方法 实验法,讲解法、讨论法 课前准备 1.学生的学习准备:预习学案。 2.教师的教学准备:多媒体课件制作,导学案(包括课前预习学案,课内探究学案,课后习题)。 3.教学环境的设计和布置:四人一组,实验教学。 教学过程

如何测电源电动势和内阻(精)

如何测电源电动势和内阻 湖北云梦一中 乾华高 432500 在新课标高中物理教学和高考中,测电源电动势和内阻在高考中一直是一个高考热点,下面笔者根据长期一线教学的经验从各方面进行分析总结,希望对大家有所帮助。 一、测量的电路与误差 测电源电动势和内阻常见方法是伏安法,其次还有伏阻法和安阻法等一些方法。 1.伏安法测电源电动势和内阻 左图叫安培表相对待测电源的外接法,由于伏特表的分流作用,将出现系统误差。右图叫安培表相对待测电源的内接法,由于安培表的分压作用,将出现系统误差。考虑实际电表不理想的影响,我们可作出如上的图象,虚线是理论上的情况,实线是实验中实际得到的图象,通过对图象的分析可得到: 安培表的外接法:E 测 < E 真 ,r 测 < r 真 安培表的内接法:E 测 = E 真 ,r 测 > r 真 一般在实验中由于安培表的外接法测得的电源内阻误差较小,故本实验一般都采用安培表的外接法。 2.伏阻法电源电动势和内阻 实验中要用到一块电压表和一只电阻箱(或阻值已知的定值电阻两只),电路如图,因为: E=U 1+11R U r ; E=U 2+21 2R U r 可联立方程求解E 和r 或取多组R 的值转化成图象法处理, 实验误差:E 测r 真,也可按等效电源的思想分析误差。 二、图象法在本实验中的应用 例1:如下图中的右图是用伏安法测电源电动势和内阻的到的一条 外特性曲线,则:电源的电动势E=____________,电源的内 阻r=____________,电源被导线短接时的短路电流 I s =_____________. 解析:纵截距表示电源电动势,E=1.5V, 横截距是否表示短 路电流 一定要看坐标原点表示的路端电压是否从0开始, 甲 乙

测电池的电动势和内阻的常用方法和误差分析

测电池的电动势和内阻的常用方法和误差分析 公主岭市第一中学 魏景福 2012.11.12 测电池的电动势和内阻的实验是高中物理电学部分的一个重点实验,也是高考的热点实验,笔者就此实验的常见方法(“伏安法”、 “伏阻法”、 “安阻 法”)及误差分析的问题谈一谈个人的观点。 一、用“伏安法”测电池的电动势和内阻 用“伏安法”测电池的电动势和内阻就是用电流表和电压表测电池的电动势和内阻,是通过电流表和电压表测出外电路的电流和路端电压,然后利用闭合电路的欧姆定律求出电池的电动势和内阻。实验要求多测几组I.U 数据,求出几组E.r 值,然后取他们的平均值。还可以用作图法处理,即利用电池的U.I 图象求出E.r 值。 用“伏安法”测电池的电动势和内阻分为电流表“内接”和电流表“外接”两种接法。 实验误差有:1、偶然误差,主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I 图象时描点不很准确;2、系统误差,主要来源于没有考虑电压表的分流和电流表的分压作用。 (一)、电流表内接(相对待测元件——电池) 1、电流表内接时测量原理:如图1所示,电压表.电流表分别测出两组路端电压和总电流的值, 则11U E I r =- ①,22U E I r =- ②, ① - ② 解得 21 12 U U r I I -=- ③, ③带入①解得 1221 12 I U I U E I I -= - ④,

2、系统误差分析:图1电路由于电流表分压使电压表读数(测量值)小于电源的实际路端电压(真实值)。导致实验产生系统误差。 (1)通过理论的推导分析误差: 设电流表的内阻为A R ,电池的电动势和内电阻的真实值分别为0E 和0r 。 则有 1101 A U I R E I r +=- ⑤ 22020A U I R E I r +=- ⑥ ⑤﹣⑥ 得 12 021 A U U r R I I -=-- ⑦ ⑦代入⑤得2112 021 I U I U E I I -= - ⑧ 比较⑦、⑧式和③、④可知 r > 0r ,E =0E . 不难看出电流表内接时测得的内电阻偏大,测得的电动势准确。但由于内电阻的相对误差太大,故一般不用此接法。 (2)通过图像的比较分析误差: 由U E Ir =-这一理论公式在坐标系里画出理论线(如图2中的实线),其纵坐标上的截距和斜率的绝对值就是真实值0E 和0r 。用两只表的读数来表示横、纵坐标,由于电流表的分压使电压表的读数小于真实的路端电压,相差A U I R ?=,A R 是一定的,I 越大U ?就越大,I 越小U ?就越小。I =0时U ?=0,所绘制的图线称为实验线(如图2中的虚线)。其纵轴上的截距和图线的斜率的绝对值就电动势和内阻的测量值E 和r ,由图2可见r > 0r ,E =0E .

测定电源的电动势和内阻过程及例题(详细讲解)

测定电源的电动势和阻 【考纲知识梳理】 一、实验目的 1.测定电池的电动势和电阻。 二、实验原理 1、如图所示电路,只要改变外电路R 的阻值,测出两组I 、U 的数值,代人方程组: 就可以求出电动势E 和阻r .或多测几组I 、U 数据,求出几组E 、r 值,最后分别算出它们的平均值. 此外还可以用作图法来处理实验数据,求出E 、r 的值.在标坐 纸上,I 为横坐标,U 为纵坐标,测出几组U 、I 值,画出U —I 图像, 根据闭合电路的欧姆定律U=E —Ir ,可知U 是I 的一次函数,这个图 像应该是一条直线.如图所示,这条直线跟纵轴的交点表示电源电动 势,这条直线的斜率的绝对值,即为阻r 的值。 2、电源的电动势和阻的实验的技巧 (1)前,变阻器滑片应使变阻器连入的阻值最大;要测出不少于6组I 、U 数据,且变化围大些,用方程组求解时,1与4、2与5、3与6为一组,分别求出E 、r 的值再求平均值. (2)电池的路端电压变化明显,电池的阻宜大些(选用已使用过一段时间的1号干电池). (3)I 图线时,要使较多的点落在直线上或使各点均匀落在直线的两侧,个别偏离较大的舍去不予考虑,以减少偶然误差.本实验由于干电池阻较小,路端电压U 的变化也较小,这时画U —I 图线时纵轴的刻度可以不从零开始,但这时图线和横轴的交点不再是短路电流. (4)在大电流放电时极化现象较严重,电动势E 会明显下降,阻r 会明显增大.故长时间放电不宜超过0.3A .因此,实验中不要将电流I 调得过大,读电表要快,每次读完立即断电。 (5)还可以改用一个电阻箱和一个电流表或一个电压表和一个电阻箱来测定. 3、电源的电动势和阻的误差分析:] (1)读完电表示数没有立即断电,造成E 、r 变化; (2)路存在系统误差,I 真=I 测十I V 未考虑电压表的分流; (3)象法求E 、r 时作图不准确造成的偶然误差. ??????+=+=222 111U r I E U r I E

(推荐)高中物理测定电源电动势和内阻总结

测定电源电动势和内阻 1. 实验原理 本实验的原理是闭合电路欧姆定律. 1) 具体方法 a) 利用实验图10-1所示电路,改变滑动变阻器的阻值,从电流表、电压表中读 出几组U 、I 值,由U =E -Ir ,可得:r I E U 11-=,r I E U 22-=,解之得: ?????? ?--=--=2112211221I I U U r I I U I U I E b) 利用如实验图10-1所示的电路,通过改变R 的阻 值,多测几组U 、I 的值(至少测出6组),并且变化范围昼大些,然后用描点法在U -I 图象中描点作图,由图象纵截距找出E ,由图象斜率 r I E I U tan m ==??= θ找出内电阻,如实验图10-2 所示. ? 由于电源内阻r 很小,故电流表对电源而言要外接,不然的话, g R r r +=测,内阻测量的误差太大. ? 由于偶数误差的存在,方法(1)的结果可能存在较大的误差,因此在实验 中采取方法(2)处理数据. 2. 实验器材 电流表、电压表、变阻器、开关、导线及被测干电池. 3. 实验步骤 1) 恰当选择实验器材,照图连好实验仪器,使开关处于断开状态且滑动变阻器的滑动 触头滑到使接入电阻值最大的一端.

2) 闭合开关S ,接通电路,记下此时电压表和电流表的示数. 3) 将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动至某位置,记下此时电压表和电流表 的示数. 4) 继续移动滑动变阻器的滑动触头至其他几个不同位置,记下各位置对应的电压表和 电流表的示数. 5) 断开开关S ,拆除电路. 6) 在坐标纸上以U 为纵轴,以I 为横轴,作出U —I 图象,利用图象求出E 、r . 4. 数据处理的方法 1) 本实验中,为了减小实验误差,一般用图象法处理实验数据,即根据各次测出的U 、 I 值,做U -I 图象,所得图线延长线与U 轴的交点即为电动势E ,图线斜率的值即 为电源的内阻r ,即m I E I U r = ??= .如实验图10-2所示. 2) 应注意当电池内阻较小时,U 的变化较小,图象中描出的点呈现如实验图10-3(甲) 所示状态,下面大面积空间得不到利用,所描得的点及做出的图线误差较大. 为此,可使纵轴不从零开始,如实验图10-3(乙)所示,把纵坐标比例放大,可使结果误差小些.此时,图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势,但图线与横轴的交点不再代表短路状态,计算内阻要在直线上选取两个相距较远的点,由它们的坐标值计算出斜率的绝对值,即为内阻r . 5. 实验误差分析 1) 偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U —I 图象时描点不很准确. 2) 系统误差 a) 电流表相对电源外接 如图,闭合电路的欧姆定律U=E-Ir 中的I 是通过电源的电流,而图1电路由于电压表分流存在系统误差,导致电流表读数(测量值)小于电源的实际输出电流(真实值)。设通过电源电流为I 真,电流表读数为I 测,电压表内阻为R v ,电压表读数为U ,电压表分流为I v ,由电路结构,

电源电动势和内阻测定的几种方法

例谈电源电动势和内阻测定的几种方法 李霞 实验是物理学习中的重要手段,虽然高考是以笔试的形式出现的,但却力图通过考查设计性的实验来鉴别考生独立解决新问题的能力。因此,在平时的学习中要充分挖掘出物理教材中实验的探索性因素,不断拓宽探索性实验设置的新路子,努力将已掌握的知识和规律创造性的运用到新的实验情景中去。笔者结合习题简略介绍几种测量电源电动势和内阻的方法。 一. 用一只电压表和一只电流表测量 例1. 测量电源的电动势E 及内阻r (E 约为4.5V ,r 约为1.5Ω)。 器材:量程为3V 的理想电压表V ,量程为0.5A 的电流表A (具有一定内阻),固定电阻R =4Ω,滑动变阻器R ',开关K ,导线若干。 (1)画出实验电路原理图,图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。 (2)实验中,当电流表读数为I 1时,电压表读数为U 1;当电流表读数为I 2时,电压表读数为U 2,则可以求出E =___________,r =___________。(用I I U U 1212,,,及R 表示) 解析:由闭合电路欧姆定律E U Ir =+可知,只要能测出两组路端电压和电流即可,由E U I r E U I r =+=+1122,可得: E I U I U I I r U U I I =--<> = --<> 2112 21 1221 12 我们可以用电压表测电压,电流表测电流,但需注意的是题给电压表的量程只有3V , 而路端电压的最小值约为()U E Ir V V =-=-?=4505 15375....,显然不能直接把电压表接在电源的两端测路端电压。依题给器材,可以利用固定电阻R 分压(即可以把它和 电源本身的内阻r 共同作为电源的等效内阻“R r +”),这样此电源的“路端电压”的最 小值约为()()U E I R r V V V =-+=-?=<4505551753....,就可直接用电压表测“路端电压”了,设计实验电路原理图如图1所示。

测量电源电动势和内阻教案

《测量电源的电动势和内阻》教案 一.教学目标: (一)知识与技能 1.掌握伏安法测量电源电动势和内阻的实验原理,实验器材,实验步 骤及注意事项; 2.学会用图像法科学的处理数据。 (二)过程与方法 注重培养实验动手意识及综合分析问题的能力。 (三)情感态度与价值观 ? 培养实事求是的科学态度、严谨的逻辑推理和运算能力。 二.教学重难点: (一) 重点:伏安法测量电源电动势和内阻的方法 (二) 难点:用电源的U-I 图像处理数据 三.教学用具: 多媒体设备和相关的实验器材 四.教学方法: 多媒体教学与讲授法结合,小组合作讨论交流,学生演示实验等 ' 五.课程类型: 新授课 六.课时按排 1课时 七.教学过程 (一)实验目的: (1)学会用伏安法测量电源电动势和内阻,掌握实验原理,会选取实验器材,熟悉实验步骤。 (2)掌握测量数据的处理,特别是用U-I 图像处理数据。 — (二)实验原理 小组讨论:通过预习课本本节内容,结合导学案,讨论用伏安法测量电源电动势和内阻所依据的原理。 学生展示:根据闭合电路欧姆定律 可得出: 改变外电路电阻R ,可得到不同的路端电压U. 学生讨论并设计:用伏安法测量电源电动势和内阻的实验电路图。 & r R E I += I r E U -=

教师讲解:移动滑动变阻器的滑片P ,改变其接入电路中的阻值,当其接入电路中阻值分别是R 1、R 2时,对应的在电路中的电流为I 1、I 2,路端电压为U 1、U 2,代入,即可获得一组方程: r I E U r I E U 2211-=-= 计算得出211221I I U I U I E --= I U I I U U r ??=--=2112 — (三)实验器材 被测电源(两节干电池串联组成的电源) 伏特表(量程0~3V )、滑动变阻器(20Ω,2A ),安培表(0 ~ 0.6A )、电键、导线。 (四)实验步骤 (1)教师指导一名学生在讲台上根据实验电路图连接实物图,通过摄像装置将连接过程同步投影到大屏幕上,其它同学能详细的观察到讲台上同学的操作过程。 (2)测量之前另一名学生检查电路连接是否正确,滑动变阻器接入电路中阻值是否调到最大.,电表的指针是否指零;电流是否从电表正接线柱流入,负接线柱流出;量程选择是否合适等。 (3)两名同学配合完成实验数据采集,闭合电键,调节滑动变阻器滑片的位置) @ 1 2 3 4 5 6 U/V $ I/A [ (4)断开电键,拆除电路,整理好器材。 (五)注意事项

高中物理必备知识点 测定电池的电动势和内阻

第6讲 实验 测定电池的电动势和内阻 1.某课题研究小组,选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E 和内阻r .(电动势约为4 V ,内阻在几欧到几十欧之间) A .电压表V(量程6 V ,内阻约为6.0 k Ω) B .电流表A(量程2 mA ,内阻约为50 Ω) C .电阻箱R (0~999.9 Ω) D .开关S 一只、导线若干 (1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻,你认为可行吗?请说明理由:___________________________________________________________. (2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻,请画出实验电路图. (3)根据(2)中实验电路测得的5组U 、R 数据,已在图7-6-12中1U -1R 坐标系中描出了各点,请作出图象.根据图象求得E =________ V ,r =________ Ω. 答案:(1)不可行.理由:根据所给数据,电路中电阻箱取最大值,电路中电流大于电流表量程2 mA ,故不可行 (2)如右图所示 (3)如下图所示 3.6~3.7 9.5~10.5 2.为了测定电源电动势E 的大小、内电阻r 和定值电阻R 0的阻值,某同学利用DIS 设计了如图7-6-13所示的电路.闭合电键S 1,调节滑动变阻器的滑动触头P 向某一方向移动时,用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据,并根据测量数据计算机分别描绘了如图7-6-14所示的M 、N 两条U -I 直线.请回答下列问题:

(1)根据图7-6-14中的M 、N 两条直线可知( ) A .直线M 是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的 B .直线M 是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的 C .直线N 是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的 D .直线N 是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的 (2)图象中两直线交点处电路中的工作状态是( ) A .滑动变阻器的滑动头P 滑到了最左端 B .电源的输出功率最大 C .定值电阻R 0上消耗的功率为0.5 W D .电源的效率达到最大值 (3)根据图7-6-14可以求得定值电阻R 0=________ Ω,电源电动势E =________ V ,内电阻r =________ Ω. 答案:(1)BC (2)AC (3)2.0 1.50 1.0 3.(2010·宜昌调研)现有一特殊的电池,其电动 势E 约为9 V ,内阻r 在35 Ω~55 Ω范围,最 大允许电流为50 mA.为测定这个电池的电动势和 内阻,某同学利用如图7-6-15甲所示的电路 进行实验.图中电压表的内电阻很大,对电路的 影响可以不计,R 为电阻箱,阻值范围为0~9 999 Ω,R 0是定值电阻. (1)实验室备有的保护电阻R 0有以下几种规格,本实验应选用( ) A .10 Ω,2.5 W B .50 Ω,1.0 W C .150 Ω,1.0 W D .1 500 Ω,5.0 W (2)该同学接入符合要求的R 0后,闭合开关S ,调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U 再改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图7-6-15乙所示的图线.则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示________. (3)根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E 为________ V ,内电阻r 为________ Ω. 解析:(1)当R =0时,应该有R 0+r ≥95×10 -2,即R 0≥145 Ω可保证电路中电流小于最大允许电流,R 0应该选择C ,并且选C 后R 0消耗的最大功率小于1 W. (2)1R 0+R /1U =I ,即回路中的电流. (3)根据U =E -Ir ①,

测电源电动势和内阻

第九节 实验——测电源电动势和内阻 【实验原理】如图所示。根据闭合电路欧姆定律Ir U E +=,用电压表测出路端电压,电流表测出干路电流,通过滑动变阻器触头的调节,读出两组U 、I 的值,得到方程组: ???+=+=r I U E r I U E 2211 联立解得??? ????--=--=211 2211221I I U U r I I U I U I E 【数据处理】 1.计算法:在这个实验中,可以根据上述的两个方程组,求解得到电源电动势E 和电源内阻r 。方法虽然简单,但由于在实验中人为的主观因素比较大,所以误差可能很大 2.图像法:这个实验中,我们常采用图像法求解电源电动势E 和电源内阻r 。 如图所示:总坐标轴U 描述的电路的路端电压,横坐标轴描述的是电路中的干路电流。那么: 纵截距(图线与总坐标轴的交点)表示电路的开路电压,等于电源电动势E 横截距(图线与横坐标轴的交点)表示电路的短路电流 斜率的绝对值表示电源的内阻r ,有短 I E r = 【误差分析】 当电压表、电流表都是理想电表时,测量结果就和上面的结果一样。但是,由于电压表的内阻不是无限大,电流表的内阻不是无限小。所以,电压表或电流表就会对测量结果有影响,造成理论上的误差。 1、电流表外接: 如右图甲所示,电压表测的是路端电压,但电流表测的不是干路电流——电压表分流了。 其干路电流 V A V A R U I I I I + =+=>I A 电压表测量的是路端电压外U 如右图中黑色线表示根据测量结果画出来的图线 红色线表示理论上对应的真实图线 图线中的P 点表示的物理意义是:电路中的路端电压为U ,电路中 的干路电流为I 。因为,干路电流V CE ZH EN I I I +=,所以,我们只 需把P 点向右平移一小段距离I ?(V I I =?),就可以找到真实的 路端电压和真实的干路电流所对应的点P ’。当电压表的示数U 越来 越小时,电压表中的电流I V 就越来越小,向右的平移量I ?就越来 越小。当电压表中的示数为零时,电压表就不再分流了,此时向右的平移量I ?=0 ,电流表中的电流

测电源电动势和内阻的六种方法

测电源电动势和内阻的六种方法 --------供同学们自行阅读练习 实验是物理学习中的重要手段,虽然高考是以笔试的形式出现的,但却力图通过考查设计性的实验来鉴别考生独立解决新问题的能力。因此,在平时的学习中要充分挖掘出物理教材中实验的探索性因素,不断拓宽探索性实验设置的新路子,努力将已掌握的知识和规律创造性的运用到新的实验情景中去。现结合习题简略介绍几种测量电源电动势和内阻的方法。 一、用一只电压表和一只电流表测量 例1 测量电源的电动势E 及内阻r (E 约为V 5.4,r 约为Ω5.1)。 器材:量程为V 3的理想电压表V ,量程为A 5.0的电流表A (具有一定内阻),固定电阻Ω=4R ,滑动变阻器'R ,开关k ,导线若干。 (1)画出实验电路原理图,图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。 (2)实验中,当电流表读数为1I 时,电压表读数为1U ;当电流表读数为2I 时,电压表读数为2U ,则可以求出E =___________,r =___________。(用1I 、2I 、1U 、2U 及R 表示) 解析:由闭合电路欧姆定律Ir U E +=可知,只要能测出两组路端电压和电流即可,由r I U E 11+=,r I U E 22+=可得: 1 2122 1I I I U I U E --= (1) 1 221 I I U U r --= (2) 我们可以用电压表测电压,电流表测电流,但需注意的是题给电压表的量程只有V 3,而路端电压的 最小值约为V V Ir E U 75 .3)5.15.05.4(=?-=-=,显然不能直接把电压表接在电源的两端测路端电压。依题给器材,可以利用固定电阻R 分压(即可以把它和电源本身的内阻r 共同作为电源的等效内阻“r R +”),这样此电源的“路端电压”的最小值约为 V V V r R I E U 375.1)5.55.05.4()(<=?-=+-=,就可直接用电压表测“路端电压”了,设计实验 电路原理图如图1所示。 调节滑动变阻器' R 测两组电压和电流分别代入(1)(2)两式,得:121221I I I U I U E --=,R I I U U r ---=1 221。 说明:此种方法所测E 偏小,r 偏小。 二、用一只电流表和一只电阻箱测量 例2 在“测定电源电动势和内阻”的实验中,除待测电源(E ,r ), 足够的连接导线外,实验室仅提供:一只量程合适的电流表A ,一只电阻箱 R ,一个开关k 。 (1)画出实验原理图。 (2)写出用测量值表示的电源电动势E 和内阻r 的表达式,并注明式中量的含义。 解析:由欧姆定律)(r R I E +=可知,测出两组电阻箱的不同值及其对应的电流,由)(11r R I E +=, )(22r R I E +=可得: 1221 21)(I I R R I I E --=,1 22211I I R I R I r --=。 式中1I 、2I 是电阻箱分别取1R 和2R 时电流表读数。 设计实验原理图如图2所示。 说明:此种方法使测得的电动势无系统误差,但内阻偏大。

实验测定电池的电动势和内阻习题

2.10实验:测定电池的电动势和内阻 一、实验目的 1.进一步熟练电压表、电流表、滑动变阻器的使用。 2.学会用伏安法测电池的电动势和内阻。 3.学会利用图象处理实验数据。 二、实验原理 实验电路如图所示, 根据闭合电路的欧姆定律,改变R的阻值,测出两组U、I的值,即可得到 两个欧姆定律方程 三、实验器材 待测电池一节,电流表(0~0.6 A)、电压表(0~3 V)各一块,滑动变阻器一只,开关一只,导线若干。 四、实验步骤 1.选定电流表、电压表的量程,按照电路图把器材连接好。 2.把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端(图中左端)。 3.闭合电键,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数,读出电压表示数U和电流表示数I,并填入事先绘制好的表格(如下表)。 4.多次改变滑片的位置,读出对应的多组数据,并一一填入表中。 5.断开电键,整理好器材。 五、数据处理

1.公式法把测量的几组数据分别代入E =U +Ir 中,然后两个方程为一组,解方程求出几组E 、r 的值,最后对E 、r 分别求平均值作为测量结果。 2.图象法 (1)以I 为横坐标,U 为纵坐标建立直角坐标系,根据几组I 、U 的测量数据在坐标系中描点。 (2)用直尺画一条直线,使尽量多的点落在这条直线上,不在直线上的点,能大致均衡地分布在直线两侧。 (3)如图所示 ①图线与纵轴交点为E 。 ②图线与横轴交点为I 短=E r 。 ③图线的斜率表示r =???? ??ΔU ΔI 。 六、误差分析 1.偶然误差有读数视差和用图象法求E 和r 时,由于作图不准确而造成的偶然误差。 2.系统误差 (1)采用如图甲所示电路在理论上E =U +(I V +I A )r ,其中电压表示数U 是准 确的电源两端电压。实验中忽略了通过 电压表的电流I V ,从而形成误差(如图乙中带箭头线段所示),而且电压表示数越大,I V 越大。

测定电池电动势和内阻的六种方法.

测定电池电动势和内阻的六种方法 一.利用电压表和电流表测定电池电动势和内阻(伏安法)实验原理:由闭合电路欧姆定律E=U+Ir ,设计如图1所示的电路,改变滑动变阻器R的阻值,测几组不同的I、U值,获得实验数据。 数据处理:可以联立方程组,利用公式法和平均值法求 出电池电动势和内阻。也可以画出U-I关系图象,如图2所示,据E=U+Ir的变形得:U=-rI+E。 由图象可得,图线纵截距为电源的电动势E、斜率的绝对值为电源的内阻r,图线横截距为短路电流IE 短= r 。例1.在“测定电池电动势和内阻”的实验中, (1)第一组同学利用如图3实验电路进行测量,电压表应选择量程(填“3V”或“15V”),实验后得到了如图4所示的U-I图象,则电池内阻为Ω. (2)第二组同学也利用图3的电路连接测量另一节干电池,初始时滑片P在最右端,但由于滑动变阻器某处发生断路,合上电键后发现滑片P向左滑动一段距离x后电流表才有读数,于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图,如图5所示,则根据图象可知,电池的电动势为 V,内阻为Ω. 解析:(1)当用图3的实验装置进行测量时,由于一节干电池的电动势为 1.5V,所以电压表量程应选3V;从图4中的U-I图象可知,图线的斜率表示干电池的内阻,即为 r=?U1.?I=45-1.000.30 Ω=1.5Ω. (2)由图5可知当电路中电流表的示数为零时,电压表示数为1.5V,即干电池的电动势为1.5V;当路端电压为1.35V时,电路中电流为0.15A,则电池内阻为r= U内-1.35 I = 1.50.15 Ω=1Ω. 点评:本题考查了利用伏安法测电池电动势和内阻实验原理和图象法、公式法处理实验

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