测定电源的电动势和内阻.doc

测定电源的电动势和内阻（上）【实验目的】测定电池的电动势和内电阻。【实验原理】图1图2如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组、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数据。即在坐标纸上以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2）所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。【实验器材】待测电池，电压表（0-3V），电流表（0-0.6A），滑动变阻器（10），电键，导线。【实验步骤】1电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。2把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。4打开电键，整理好器材。5处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。【注意事项】1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。2干电池在大电流放电时，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I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。3要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，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值再平均。4在画U-I图线时，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不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。5干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻,这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。0.20.00.40.66123U/VI/Agk014.2008年高考广东理科基础13、在“测定电源电动势和内阻”的实验中，某同学根据实验数据，作出了正确的UI图象，如图所示，其中图线斜率绝对值的物理含义是 （ B ）A短路电流B电源内阻C电源电动势D全电路电阻045.南京金陵中学0708学年一轮复习检测（一）AVR图aE rS13（10分）利用如图a所示的电路图测量电源电动势和内电阻，器材如图b所示，请用实线代表导线，将图b中器材连成实验用电路。实验时经测量得出的数据如下表，请在图c的方格纸上画出UI图线。利用图线可求出电源电动势和内电阻分别为 、 。123456I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.101.05答：E=1.46V r=0.72如图。U/VI/A1.001.101.201.301.401.500.100.300.700.200.400.600.50U/VI/A0809101103020101512141304丙015.扬州市期中模拟试卷11某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻。已知干电池的电动势约为1.5 V，内阻约为1；电压表(0一3V，3k)、电流表(00.6A，1.0)、滑动变阻器有R1(10，2A)和R2(100，0.1 A)各一只甲AVE rS乙（1)实验中滑动变阻器应选用(填“R1”或“R2”)。(2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路。(3)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的UI图线，由图可较准确地求出该电源电动势EV；内阻，r。答：（1）R1 （2）略 （3）1.5 0.855015105057.广东省汕头市2008年模拟考试16（14分）（1）图中螺旋测微器的读数是_ mm1.52.12.01.91.81.71.61.31.4图乙U/V图甲（2）某研究性学习小组利用图甲所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r由于该电池的内电阻r较小，因此在电路中接入了一阻值为2.00的定值电阻R0闭合开关K，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，得到了如下数据（R和U分别表示电阻箱读数和电压表读数）： R/40.0020.0012.008.006.005.00U/V1.891.781.661.571.431.35 为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的横坐标表示的物理量应该是_ 计算出与各组数据对应的该物理量并填在表格中，在图乙所示的图象中作图，利用图象得到 E =_V，r = _0.300.200.1002.01.61.31.41.51.71.82.11.9U/V答：（14分）（1）9.102（9.1019.103）（4分）（2）电压U与电阻R的比值（或电流I）（2分）；表格中各电流值分别为0.047、0.089、0.138、0.196、0.238、0.270（2分）；图象如图所示（2分）；2.00（1.982.02）（2分），0.45（0.400.50）（2分） 030.扬州市07-08学年度第一学期期末调研试卷11(10分)测量电源的电动势E及内阻r（E约为6V，r约为1.5）。器材：量程3V的理想电压表V，量程0.6A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=8.5，滑线变阻器R(010)，开关S，导线若干。画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。用笔画线代替导线完成实物连接图。实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E= ，r= 。（用I1，I2，U1，U2及R表示）答：如图3分如图 3分AVRRE,rS，2分 2分037.2008届南通市高三第一次调研考试11（10分）要测量一电源的电动势E（小于3V）和内阻r（约1），现有下列器材：电压表V（3V和15V两个量程）、电阻箱（0999.9）、定值电阻R0=3、开关和导线。某同学根据所给器材设计如下的实验电路。（1）电路中定值电阻R0的作用是 （2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。R03V15RR0SE甲V乙（3）该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表读数U，得到二组数据：R1=2.0时U1=2.37V；R2=4.0时U2=2.51V。由这二组数可求得电源的电动势为E= V，内阻为 r= R03V15（4）为使最终测量结果更精确，在不改变实验方法、不更换实验器材的前提下，请你对该同学提一条建议 。解：（1）保护电源，防止短路（2分）（2）如右图所示（有一处错就不给分）（2分）（3）E=2.94V r=1.2（4）多测几组R、U，分别求出电动势E、内阻r，再求E、r的平均值，利用图象处理数据。（2分）060.徐州市0708学年度第三次质量检测11（10分）某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的电池（层叠电池），如图甲所示。甲为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提供有下列器材：A电流表G（滿偏电流10mA，内阻10）B电流表A（00.6 A3A，内阻未知）C滑动变阻器R（0100，1A）D定值电阻R0（阻值990）E开关与导线若干（1）该同学根据现有的实验器材，设计了如图乙所示的电路，请你按照电路图在丙图上完成实物连线AGR0ER乙S 丙00.10.20.30.40.5246810I2 /AI1 / mA丁 （2）丁图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势EV ，内阻r= （3）另一位同学也找到了一块层叠电池，利用上面的实验连接进行测量，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向左滑过一段距离x后电流表A才有读数，于是该同学根据测出的数据作出了两个电流表读数I与x的关系图，如图戊所示，则根据图象可知，此电池的电动势为 V，内阻为 W。9.07. 05.03.0I1/mA0 10 20 x/cm0 10 20 x/cm0.600.400.20I2/A戊解；（1）实物连接如右图(2分，电流表量程选择、滑线变阻器滑片位置错误各扣1分)（2）9.0，10.0(每空2分)（3）9.0，10.7 (10.511.2均给分，每空2分)027.盐城市07/08学年度第一次调研考试11.（10分）王红同学到实验室做“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。他设计了如图所示的电路来测量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，记录了U1、U2、I的一系列值。（1）他在同一坐标纸上分别作出U1I、U2I图线，则所作的直线斜率较大的是（2）定值电阻R0的计算表达式是： R0= (用测得的物理量表示)， 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）张超同学说：“在王红同学所用的实验器材中，如果知道电流表的内阻rA，就能少用一个电压表测出电动势、内阻以及R0的值。请你在虚线框中画出张超同学设想的电路图，并写出简单实验步骤和E、r、R0三个物理量的计算式。V1RR0SAV2E rP答：U2I的图线。AVR0RESrrAP，大于；电路图： 实验步骤：按电路图连接好电路；闭合开关S，移动滑片P使滑动变阻器短路，测得两电表读数为U1、I1；移动滑片P使滑动变阻器不短路，测得两电表读数为U2、I2；整理器材，数据处理。计算公式：由闭合电路欧姆定律E=U1+I1r, E=U2+I2r由部分电路欧姆定律U1=I1(R0+rA),解得 047.08年福建省毕业班质量检查22(2)某型号电池的电动势约3.7V，内阻约2，允许通过的最大电流为300mA。现欲测定其电动势E和内阻r，给定的器材有：待测电池E；电阻箱R(阻值0999.9)；定值电阻R0，(阻值3)；直流电压表 (量程3V，内阻约6k)；直流电流表 (量程0.3A，内阻约2)；开关S一个；导线若干。如果在上述两个电表中只选用一个电表与其它器材组成测量电路，为使测量结果有尽可能高的精确度，应选用的电表是_，请在虚线框中画出测量电路图，图中要标明相关器材的字母符号。 用设计的电路读取两组数据，分别用R1、U1、R2、U2或用R1、I1、R2、I2表示，求得待测电池电动势E=_，内阻r=_。为使测量结果更精确，在不改变实验器材、实验电路的前提下，请你提出一条建议：(例如：多测几组数据，分别列方程组求出E、r，再求E、r的平均值。)_VR0RES答： (3分)测量电路如图所示 (3分) (2分) (2分)建议一：多测几组R、U数据，分别求出相应的I值，用U、I数据作出U-I图线，由图线的截距、斜率求出E、r。建议二：由可推出，多测几组R、U数据，作图线(为一直线)，由图线的截距、斜率求出E、r。建议三：由可推出，多测几组R、U数据，作图线(为一直线)，由图线的截距、斜率求出E、r。(2分)其他建议合理的同样给分。因电表选错导致、小题不能得分的第小题可参照评分标准酌情给分。035.广东茂名市2007年第二次模考14、（14分）如图甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端。 (1)为了探测黑箱，小明进行了以下几步测量： 用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻； 用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压； 用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流 你认为以上测量中不妥的有： (填序号)，理由是： .甲乙abSAV2E rRR0abV10.100.200.300.400.500I/AU/V丙 (2)含有电源的黑箱相当于一个等效电源(a、b是电源的两极)，小明想测定这个等效电源的电动势和内阻，设计了如图乙所示的测量电路，此电路同时能测出电阻R0的阻值。小明将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了三个电表的一系列示数记录在下面两个表格中。表格一电压表示数/V1.210.900.600.290电流表示数/A0.100.200.300.400.50表格二电压表示数/V1.401.311.221.081.00电流表示数/A0.100.200.300.400.50在图乙的坐标纸中分别作出R0的U-I图象和电源的U-I图象。根据作出的图象可以求出定值电阻R0=_，电源电动势E=_V，内电阻r=_若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的定值电阻R0值_实际值；测得的电源电动势E的值_实际值，内阻r的测量值_实际值（横线上选填“大于、等于、小于”）答：（1）、(2分)；中不能用电阻挡直接测含源电路的电阻，中可能会造成短路。（2）图略（每图2分）；2.0（1.92.1），1.50（1.481.52），1.0（0.81.2）（每空1分）；大于；小于；小于；（每空1分）测定电源的电动势和内阻(下)039.08年深圳市高三年级第一次调研考试GR14（12分）听说水果也能做电池，某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电池他们猜想水果电池内阻可能较大，从而设计了一个如图所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内电阻实验中他们多次改变电阻箱的电阻值，记录下电阻箱的阻值及相应的电流计示数，并算出电流的倒数，将数据填在如下的表格中（1）利用图像法处理数据可以减小实验误差在讨论作图方案时，甲同学认为应作R-I图，而乙同学认为应该作图，你认为哪个同学的想法更科学？_（填“甲”或“乙”），其简单理由是： （2）按照（1）中你选择的方案，在给出的坐标纸上作出图象（3）利用你作出的图象，可求出该柠檬电池的电动势为 V，内阻为 （4）完成实验后，该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因是：0 外电阻R（）电流 I（mA）电流倒数(mA-1)9000 0.050219.92 8000 0.052818.936000 0.059416.84 5000 0.063315.80 4000 0.068014.71 0R103/510-10-55101520答：（1）乙同学（1分）；画出的图线是一条直线，容易求出电池的电动势和内电阻（2分）（2）如下图所示（3分）（3）0.751.2 （2分）；900011000（2分）（4）电源内阻过大（2分）004.南京师大物理之友电学综合(二) 15、 现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为50，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(a)所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围09 999，R0是定值电阻，起保护电路的作用E rRR0S( a ) V0 0.60.50.40.30.20.1246810120.7( b )(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：A. 10 2.5 W B. 100 1. 0 WC. 200 1. 0 W D. 2 000 5.0 W本实验应选哪一种规格？答 。(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，读取电压表的示数改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图 (b)所示的图线（已知该直线的截距为0.1 V-1）则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为 V，内阻r为 .解：(1 )C (2)由闭合电路欧姆定律得化简得可见图线的截距为1/E E=10V 图线的斜率为r/E=(0.65-0.1)/0.12=4.6 r =46 063.上海市南汇区2008年第二次模拟考试19（6分）现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为50，已知该电池允许输出的电大电流为50mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围是09999，R0是定值电阻，起保护电路的作用。（1）本实验备有的定值电阻R0，有以下几种规格：本实验应选用 。A10、2.5WB100、1.0W C200、1.0W D2000、5.0WVErSR0R甲02 4 6 8 10 120.10.20.30.40.50.60.7乙（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，读取电压表的示数，改变电阻箱的阻值，取得多组数据，作出了图乙所示的图线（该图线为直线，其截距为0.1V1）。根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E为 V，内阻r为 （保留整数）。答：（1）C（2）10、462（1）2分（2）每空2分006江苏省南通市08届第一次基础调研测试11（11分）某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示 REr （1）若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作 （选填“R- I”或“R- 1/I”）图象； （2）利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图象； （3）由图象可知，该电池的电动势E= V，内阻r= ； （4）利用该实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，理论上E测 E真，r测 r真（选填“”、“”或“=”）解：（11分）（1）（2分） 图像的斜率等于电动势E图像的截距的绝对值等于内阻r, 应该画出R-1/I图像 （2）如图所示（2分）（3）（5.86.2都给分）（1分），r=2.0（1.82.2都给分）（2分）（4）由于电流表有内阻RA， （4分）1/I(A-1)R/1.05.010.015.020.025.030.02.03.04.05.0O059.江苏南通市2008届第三次调研测试11（10分）在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，现有下列器材：待测干电池一节，电流表G（满偏电流为2.5mA，内阻为199），定值电阻R11.0，定值电阻R299.5，电阻箱R（099.9），开关、导线若干（1）请在下面所给方框内，画出实验电路图，其中定值电阻应选用 (选填“R1”或“R2”)；（2）某同学实验测出了电阻箱的电阻R和电流表G的示数Ig，记录数据(见下表)请在下面坐标图中描点作出图线 次数物理量123456R/1.62.12.23.24.25.6Ig/mA2.252.001.671.501.251.00/(mA)-10.440.50/(mA) -1R/O2.04.06.08.00.250.500.751.000.600.670.801.00（3）根据图线可求得，被测电池的电动势E=_V，内阻为r=_答：（10分）（1）实验原理图如图所示（2分） R1（2分） （2）如图所示 （2分）Ig-1/(mA) -1R/O2.04.06.08.00.250.500.751.00 （3）1.381.44（2分） 0.400.60（2分）R1 R GSE r066.珠海市2008年高考模拟考试16（15分）两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表和A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表和A和电压表V2的测量数据并根据数据描绘了如图（b）所示的两条UI直线回答下列问题：ErR0RAV1V2P(a)00.51.01.5U/V0.20.40.6I/A(b)甲乙（1）根据甲乙两同学描绘的直线，可知（ ）A甲同学是根据电压表 V1和电流表A的数据B甲同学是根据电压表 V2和电流表A的数据C乙同学是根据电压表 V1和电流表A的数据D乙同学是根据电压表 V2和电流表A的数据（2）图象中两直线的交点表示的物理意义是（ ）A滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端 B电源的输出功率最大 C定值电阻R上消耗的功率为0.5W D电源的效率达到最大值 （3）根据图（b），可以求出定值电阻R0= ，电源电动势E = V，内电阻r = （4）该电路中电流表的读数能否达到0.6A，试说明理由答案：（1）AD（3分）； （2）BC（3分）；（3）2.0（2分）1.50（2分）1.0，（2分）；（4）不能（1分）当电流表读数达到0.6A时，从图（b）中可以看出测路端电压的电压表V1的读数会小于V2的读数，在电路里是不可能实现的（或者电路中的最大电流应该是0.5A）（2分）054.08年北京市海淀区一模试卷图ARR0ErS21.(2)（12分）按图所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r，其中R为电阻箱， R0为定值电阻，干电池的工作电流不宜超过0.5A。实验室提供的器材如下：电流表（量程00.63.0A）图电阻箱（阻值范围0999.9W）定值电阻若干电键、导线若干.在下面提供的四个定值电阻中，保护电阻R0应选用 （填写阻值相应的字母）。A5W B10W C20W D100W-10-50510152025/A-1R/W4.06.08.010.02.0根据电路图，请在图中画出连线，将器材连接成实验电路。实验时，改变电阻箱R的值，记录下电流表A的示数I，得到若干组 R、I的数据。根据实验数据绘出如图所示的图线，由此得出电池组的电动势E V，内电阻r 。按照此实验方法，电动势的测量值与真实值相比 ，内电阻的测量值与真实值相比 。（填“偏大”、“偏小”或“相等”）答案图答： A 4分连接如图4分（2.9-3.0）V，(0.9-1.0)W，相等，偏大4分055.08年佛山市高三教学质量检测（二）15.（12分）同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究。（1）同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1伏多一点。晓宇同学找来了一个土豆做实验，当用量程为03V、内阻约50k的伏特表测其两极时读数为0.96V。但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V，0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光。检查灯泡、线路均没有故障，而用伏特表测量其电压确实能达到3V多。据您猜想，出现这种现象的原因应当是： （不要求写分析、推导过程）。 （2）晓宇同学用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，读得此时的读数为30.小丽同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为0.32mA，根据前面用伏特表测得的0.96V电压，由全电路欧姆定律得：.因而晓宇同学说土豆的内阻为30，而小丽同学则说是3k。请你判断，用晓宇或小丽同学的方法测量“土豆电池”的内阻，结果是否准确，为什么？请分别说明理由。（3）若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择： A.电流表A1（量程为00.6A ，内阻为1）B. 灵敏电流表A2（量程为00.6mA ，内阻为800）C灵敏电流表A3（量程为0300A ，内阻未知）D.滑动变阻器R1 （最大阻值约10）E.滑动变阻器R2（最大阻值约2k）F定值电阻(阻值2k)G.变阻箱（09999）为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻,实验中应选择的器材是_ (填器材前的字母代号)。在右方框中画出应采用的电路。【解析】本题考查测电池的电动势和内阻实验、闭合电路欧姆定律等知识，考查逻辑推理能力、分析综合能力和实验探究能力。（1）水果电池的内阻太大。（2分）（2）（6分）晓宇的方法不正确（1分），因水果电池本身有电动势（1分），当用欧姆表直接接“土豆电池”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（1分）。A小丽同学测量的误差也很大（1分）。理想状态下用电流表测得的是短路电流，伏特表测得的应当是电源电动势，但由于水果电池的内阻很大，伏特表的内阻不是远大于水果电池的内阻（1分），故其测得的电动势误差大，算得的内阻亦不准确（1分）。（3）B（1分）、G（1分） 采用的电路如右图示（2分）065.2008年南京一中高三第三次模拟11.（2）（8分）为测定某电源内阻r和一段金属电阻丝单位长度的电阻R0，设计如图所示的电路。ab是一段粗细均匀的金属电阻丝，R是阻值为2的保护电阻，电源电动势为6V，电流表内阻不计，示数用I表示。滑动片P与电阻丝有良好接触， aP长度用Lx表示，其它连接导线电阻不计。实验时闭合电键，调节P的位置，将Lx和与之对应的I数据记录在下表。实验次数12345Lx（m）0.100.200.300.400.50I（A）1.941.301.201.020.881/I（A-1）0.520.770.830.981.14AabRPS0.100.200.300.400.500.51.01.5Lx/m1/I/A-10画出1/I-Lx图象；根据所画图线，写出金属丝的电阻与其长度的函数关系式：从图中根据截距和斜率，求出该电源内阻r为_；该金属电阻丝单位长度的电阻R0为_/m0.100.200.300.400.500.51.01.5Lx/m1/I/A-10解：如图；(2分) (2分) 0.10-0.14 (2分)、9.00-9.60/m (2分)