实验：测电源电动势和内阻

实验：测电源电动势和内阻1.测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U﹣I图象如图所示；请回答下列问题：（1）如图甲所示，在闭合开关之前为防止电表过载而移动滑动变阻器的滑动头P，应放在滑动变阻器处（填“a”或“b”）（2）现备有以下器材：A．干电池1个 B．滑动变阻器（0～50 Ω）C．电压表（0～3 V） D．电压表（0～15 V）E．电流表（0～0.6 A） F．电流表（0～3 A）其中电流表应选，电压表应选．（填字母代号）（3）如图乙是根据实验数据画出的U﹣I图象．由此可知这个干电池的电动势E= V，内电阻r= Ω．2.用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内电阻分别为0.1 Ω和1 kΩ，如图为所需的器材.（1）请完成它们的实验电路，注意两个电表要选用适当量程，并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大.（2）（4分）一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图中画出U-I图线，根据图线求出电池的电动势E=_________V，内阻r=________Ω.（3）上述实验的测量结果为E测__________E真（填“>”“<”或“=”）3.图（a）为某同学测量一节干电池的电动势和内电阻的电路图，其中虚线框内是用毫安表改装成双量程电流表的改装电路。

已知毫安表表头的内阻为10 Ω，满偏电流为100 mA；R1和R2为固定电阻，阻值分别为R1= 0.5 Ω，R2= 2.0 Ω；由此可知，若使用a和b两个接线柱，电表的量程为0.5 A；若使用a和c两个接线柱，电表的量程为2.5 A；（1）电压表有两种规格，V1（量程1.5 V，内阻约为2 kΩ）和V2（量程3 V，内阻约为4k Ω）；滑动变阻器有两种规格，最大阻值分别为20 Ω和500 Ω. 则电压表应选用_____（填“V1”或“V2”），R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器. （2）实验步骤如下：①开关S2拨向b，将滑动变阻器R的滑动片移到______端（选填“左”或“右”），闭合开关S1；②多次调节滑动变阻器的滑动片，记下电压表的示数U和毫安表的示数I；某次测量时毫安表的示数如图（b）所示，其读数为_________mA。

③以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线（用直线拟合），如图(c)所示；④根据图线求得电源的电动势E= ________V（结果保留三位有效数字），内阻r= ________Ω（结果保留两位有效数字）。

4.为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：①待测干电池E（电动势约1.5 V，内阻约1.0 Ω）②电流表G（满偏电流3.0 mA，内阻为10 Ω）③安培表A（量程0～0.60 A，内阻约为0.1 Ω）④滑动变阻器R1（0～20 Ω，2 A）⑤滑动变阻器R2（0～1000 Ω，1 A）⑥定值电阻R3=990 Ω⑦开关和导线若干（1）为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是．（2）在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材代号；（3）图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的I1﹣I2图线（I1为电流表G的示数，I2为安培表A的示数），由该图线可求出被测干电池的电动势E= V，内电阻r= Ω．（结果均保留两位有效数字）5.在实验室中测量电源的电动势和内电阻，可以提供的器材有：（a）待测电池：电动势E、内电阻r（b）电流表A1：量程0.6 A，内阻r1=0.5 Ω（c）电流表A2：量程1 mA，内阻r2=200 Ω（d）滑动变阻器R1：阻值0～20 Ω，额定电流2.5 A（e）电阻箱R2：9999 Ω以及开关、导线、坐标纸等．为了测量待测电池的电动势和内电阻，请解答以下问题：（1）由于没有电压表，需将电流表A2和电阻箱R2改装成量程为2 V的电压表，R2的电阻值应为Ω．（2）根据下图中设计的测量该电池电动势和内电阻的电路图，利用笔画线代替导线，将实物图连接好.（3）根据实验所测数据画出I2—I1图象如图由此可得该电源电动势E= ，内阻r= .6.为了测定一节旧干电池的电动势和内阻(内阻偏大)，配备的器材有：A．电流表A(量程为0.6 A) B．电压表V(量程为1 V，内阻为1.2 kΩ)C．滑动变阻器R1(0～10 Ω，1 A) D．电阻箱R2(0～9 999.9 Ω)某实验小组设计了如图所示的电路．①实验中将量程为1 V电压表量程扩大为2 V，电阻箱R2的取值应为______ kΩ.②利用上述实验电路进行实验，测出多组改装后的电压表读数U V与对应的电流表读数I A，作出U V－I A的图象如图所示．由图象可知，电源的电动势E＝____V，内阻r＝____Ω.7.某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，使用的器材有待测干电池一节，电流表G(0～3 mA，内电阻r1＝20 Ω)，电流表A(0～0.6 A，内电阻r2＝0.20 Ω)，开关和导线若干，还有下列器材可选择：A．滑动变阻器甲(最大阻值10 Ω)B．滑动变阻器乙(最大阻值100 Ω)C．定值电阻R1＝100 Ω D．定值电阻R2＝500 ΩE．定值电阻R3＝1.5 kΩ由于没有电压表，为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量．(1)为了方便并能较准确地测量，滑动变阻器应选______，定值电阻应选用_____．(填写序号)(2)实验步骤如下：①若某次测量中电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2；②改变滑片P的位置后，电流表G的示数为I1′，电流表A的示数为I2′.则可知此电源的内电阻测量值为r＝________，电动势测量值为E＝________.(定值电阻用符号R表示)8.如图甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和A1内阻之和为10 000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，A2为理想电流表．(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线．(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至________(选填“a端”、“中央”或“b 端”)．(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为在如图所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1－I2曲线．(4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝______ V，内阻r＝______ Ω.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流I m＝________ A.9.在测量一节干电池的电动势和内电阻的实验中，实验电路图如图所示．(1) 实验过程中，应选用哪个电流表和滑动变阻器(请填写选项前对应的字母)A．电流表A1(量程0.6 A，内阻约0.8 Ω) B．电流表A2(量程3 A，内阻约0.5 Ω)C．滑动变阻器R1(0～10 Ω) D．滑动变阻器R2(0～2000 Ω)(2)实验中要求电流表测量通过电池的电流，电压表测量电池两极的电压．根据图示的电路，电流表测量值真实值(选填“大于”或“小于”)．10题图(3) 若测量的是新干电池，其内电阻比较小．在较大范围内调节滑动变阻器，电压表读数变化 (选填“明显”或“不明显”)．（4）闭合开关，调节滑动变阻器，读取电压表和电流表的示数．用同样方法测量多组数据，将实验测得的数据标在如图所示的坐标图中，请作出U­I图线，由此求得待测电池的电动势E= V，内电阻r= Ω（结果均保留两位有效数字）．所得内阻的测量值与真实值相比（填“偏大”、“偏小”或“相等”）．10.用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中，被测电源是两节干电池串联的电池组．可供选择的实验器材如下： A．电流表，量程0～0.6 A～3 A B．电流表，量程0～100 μA～100 mA C．电压表，量程0～3 V～15 V D．滑动变阻器，0～1 000 Ω，0.1 A E．滑动变阻器，0～20 Ω，2 A F．开关一个，导线若干(1)为了尽量得到较好效果，电流表应选______________，量程应选__________________，电压表量程应选____________________，滑动变阻器应选________________．(2)如图有甲、乙两个可供选择的电路，应选____________电路进行实验．实验中误差是由于____________表的读数比实际值偏____________(选填“大”或“小”)．11.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R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：(a)电流表(量程0.6 A、3 A)；(b)电压表(量程3 V、15 V)；(c)定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W)；(d)定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W)；(e)滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A)；(f)滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)．那么：(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择________ V，电流表的量程应选择________ A；R0应选择________ Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________ Ω的滑动变阻器．(2)引起该实验系统误差的主要原因是________．12.在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内阻分别为0.1 Ω和1 kΩ，如图为实验原理图及所需器件图．(1)在图中画出连线将器件按原理图连接成实验电路．(2)一位同学记录的6组数据见上表：试根据这些数据在图中画出U－I图像，根据图像读出电池的电动势E＝________ V，求出电池内阻r＝________ Ω.13.某同学到实验室做“测定电源电动势和内阻”的实验时，发现实验桌上还有一个定值电阻R0.他设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和R0的阻值．实验时用U1、U2、I 分别表示电表V1、V2、A的读数，并将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，刻录了U1、U2、I的一系列值．(1)他在同一坐标纸上分别作出U1－I、U2－I图线，如图乙所示，则U1－I图线是图中________(填A或B)．(2)定值电阻R0的计算表达式是：R0＝_______(用测得的U1、U2、I表示)，若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R0值_______(填“大于”“等于”或“小于”)实际值．(3)若实验中没有电压表V1，你能测出的量是_______(填“电动势E”“内阻r”或“R0”，下同)． (4)若实验中没有电压表V2，你能测出的量是________．14.在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，有以下器材：A．待测干电池组E(电动势约为4.5 V，内阻r约2 Ω)B．电压表(量程3 V、内阻很大)C．电流表(量程0.5 A、内阻很小) D．滑动变阻器(0～20 Ω)E．电阻箱R0(0～999.9 Ω，用作定值电阻) F．开关、导线若干①若实验中调节滑动变阻器，电压表示数变化不明显，可采用给电源________(“串联”或“并联)一个电阻箱，如图甲中电阻箱面板显示其阻值R0＝________Ω.②图中乙为用以上器材连接的不完整的电路，为完成实验，请在乙图中补画出一根导线构成完整实验电路．③利用实验测得的多组电压表示数和对应的电流表示数，绘出了如图丙所示的U－I关系图线，若图线在U轴的截距为U0，在I轴的截距为I0，则可以求得电池组电动势E＝__________，内阻r＝________.(用给定的物理量符号表示)．15.在测电源电动势和内阻的实验中，用电源、电阻箱、电压表连成如图所示的电路．一位同学记录的6组数据见下表：根据这些数据选取适当的坐标轴，并在下图所示的方格纸上画出图线，根据图线读出电源的电动势E＝________ V，求得电源的内阻r＝________ Ω. 16.某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势(电动势E大约在9 V左右，内阻r 约为50 Ω)，已知该电池允许输出的最大电流为150 mA.该同学利用如图(a)所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为2 kΩ，R为电阻箱．阻值范围0～9 999 Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用．(1)实验室备有的定值电阻有以下几种规格：A．2 Ω B．20 Ω C．200 Ω D．2 000 Ω本实验应选________(填入相应的字母)作为保护电阻．(2)在图(b)的实物图中，已正确地连接了部分电路，请完成余下电路的连接．(3)该同学完成电路的连接后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值；读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转如图(c)所示，其读数为________．17.用图甲所示的电路测定某电源的电动势和内阻，R为电阻箱，阻值范围0～9 999 Ω，R0是保护电阻，电压表内阻对电路的影响可忽略不计．该同学连接好电路后，闭合开关S，改变电阻箱接入电路的电阻值，读取电压表的示数．根据读取的多组数据，他画出了图乙所示的图象．(1)在图乙所示图象中，当＝0.10 V－1时，外电路处于________状态．(选填“通路”、“断路”或“短路”)．(2)根据该图象可求得该电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.18.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.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻R A已经测出，阻值为5 Ω，R为电阻箱，阻值范围为0～999.9 Ω，R0为定值电阻，对电路起保护作用．(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，本实验选用哪一种规格的定值电阻最合适( )A．10 Ω B．50 Ω C．150 Ω D．500 Ω(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图乙所示的图线，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.19.某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内电阻，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(a)．(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__________(计算结果保留两位有效数字)．20.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：A．待测的干电池（电动势约为1.5 V，内电阻小于1.0 Ω）B．电流表A1（量程0﹣3 mA，内阻R g1=10 Ω） C．电流表A2（量程0﹣0.6 A，内阻R g2=0.1 Ω） D．滑动变阻器R1（0﹣20 Ω，10 A） E．滑动变阻器R2（0﹣200 Ω，l A）F．定值电阻R0 G．开关和导线若干（1）某同学发现上述器材中没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选（填写器材前的字母代号）．（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1﹣I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2的数值远大于I1的数值），但坐标纸不够大，他只画了一部分图线，则由图线可得被测电池的电动势E= V，内阻r= Ω．（3）若图线与纵坐标轴的交点等于电动势的大小，则图线的纵坐标应该为A．I1（R0+R g1） B．I1•R0 C．I2（R0+R g2） D．I1•R g1．21.随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车产品已越来越受到大家的青睐．某同学为了测定某电动车电池的电动势和内阻，设计了如图所示电路，提供的实验器材有：A．电动车电池一组，电动势约为12 V，内阻未知 B．直流电流表A，量程300 mA，内阻很小C．电阻箱R，阻值范围为0～999.9 Ω D．定值电阻R0，标称阻值10 Ω E．导线和开关(1)当他闭合开关时发现，无论怎样调节电阻箱，电流表都没有示数，反复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件损坏，因此他拿来多用电表检查故障，他的操作如下：①断开电源开关S，②将多用电表选择开关置于×1 Ω挡，调零后，红、黑表笔分别接R0两端，读数为10 Ω，③将多用电表选择开关置于×10 Ω挡，调零后，将红、黑表笔分别接电阻箱两端，发现指针读数如图所示，则所测阻值为____________ Ω，然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测，发现电源和开关均完好．由以上操作可知，发生故障的元件是______________．(2)在更换规格相同的元件后重新连接好电路．改变电阻箱的阻值R，分别测出通过阻值为R0＝10 Ω的定值电阻的电流I，下列三组关于R的取值方案中，比较合理的方案是________(选填方案编号1、2或3).(3)根据实验数据描点，绘出的－R 图象是一条直线．若直线的斜率为k ，在坐标轴上的截距为b ，则该电源的电动势E ＝________，内阻r ＝________.(用k 、b 和R 0表示) 22.小明同学设计了如图甲所示的电路测电源电动势E 及电阻R 1和R 2的阻值．实验器材有：待测电源E （不计内阻），待测电阻R 1，待测电阻R 2，电流表A （量程为0.6 A ，内阻较小），电阻箱R （0-99.99 Ω），单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2，导线若干．（1）先测电阻R 1的阻值．闭合S 1，将S 2切换到a ，调节电阻箱R ，读出其示数r 1和对应的电流表示数I ，将S 2切换到b ，调节电阻箱R ，使电流表示数仍为I ，读出此时电阻箱的示数r 2．则电阻R 1的表达式为R 1=______．（2）小明同学已经测得电阻R 1=2.0 Ω，继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值．他的做法是：闭合S 1，将S 2切换到b ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电流表示数I ，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势E =__________V ，电阻R 2=______Ω．(保留两位有效数字)（3）用此方法测得的电动势的测量值______真实值；R 2的测量值____真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)测电源电动势和内阻答案解析1.（1）a （2）E C （3）1.49 0.7252.(2)U -I 图象见解析 1.460.72(3) <3.（1）V 120 （2）①右 ②58.0 ③1.48 0.45（0.42～0.48之间均对）4.①R 1②如图所示 ③1.5 0.785.（1）（3）6.【答案】① 1.2 ② 1.6 2.757.【答案】(1)A D (2)(R ＋r 1)(R ＋r 1)8.【答案】(1)(2)b 端 (3) (4)1.5 0.60 (5)2.59.（1）AC （2）小于（3）不明显（4）U ­I 图线见解析 1.5 1.9 偏小10.(1)A 0～0.6 A 0～3 V E (2)乙 电流 小11.(1)3 0.6 1 0～10 (2)电压表的分流12.(1)(2) 1.46 0.71 13.【答案】(1)B (2)大于(3)E 、r (4)E14.(1)串联 8.0 (3)U 0 －R 015.1.53 0.35 16.(1)B (2)如图(3)6.5 V18.(1)C (2)10 45 19.①20 Ω③闭合(3)r＝－R0－R＝(－5－20) Ω≈0.69 Ω20.（1）b D （2）1.48 0.84 （3）A 21.(1)70 电流表(2)2 (3)－R0(3)根据欧姆定律E＝I(R0＋R＋r)，＝R＋(R0＋r)，则E＝，r＝－R0.22.【答案】(1)(2)1.5 1.0 (3)等于大于。