1、实验十一测量电源的电动势和内阻(建议用时：40分钟)1实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 )电压表V(量程03 V，内阻约3 k)电流表A(量程00.6 A，内阻约1 )滑动变阻器R(最大阻值为20 )定值电阻R1(阻值2 )定值电阻R2(阻值5 )开关一个，导线若干(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在UI坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现
2、该现象的主要原因是_。A电压表分流B干电池内阻较小C滑动变阻器最大阻值较小D电流表内阻较小(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。序号1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52请根据实验数据，回答以下问题：坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点，并画出UI 图像。根据实验数据可知，所选的定值电阻为_(选填“R1”或“R2”)。用笔画线代替导线，按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路。解
3、析：(1)电压表示数变化过小，原因是外电阻比内阻大得多，即干电池内阻偏小，故选B。(2)根据数据作出的UI图像如图甲所示。甲由图像可知rR定 2.63 ，电源内阻小于1 ，则定值电阻大于1.63 ，可知定值电阻为R1。定值电阻与电源串联，电路如图乙所示。乙答案：(1)B(2)见解析图甲R1见解析图乙2(2021湖南模考)太阳能电池是一种可将光能转换为电能的器件。一同学用图甲所示电路测量某单晶硅太阳能电池的输出电流I和输出电压U之间的关系，探究该电池的伏安特性，用一定强度的光照射太阳能电池，闭合开关S，调节电阻箱，测得实验数据如表所示。U/V0.40.60.81.01.21.41.61.82.0
4、2.22.42.6I/mA7.07.07.07.07.07.07.07.06.96.65.72.2(1)请在图乙中补齐表中后4组数据点，并作出该太阳能电池的伏安特性曲线。(2)根据所作伏安特性曲线可知，电池内阻_(选填“是”或“不是”)常数，短路电流为_mA，电动势为_V。(结果均保留2位有效数字)(3)根据所作伏安特性曲线，估算该太阳能电池的最大输出功率为_mW。(结果保留1位小数)解析：(1)由闭合电路欧姆定律可知EUr，变形得UEr，则应作 U 图像，可得到一条倾斜直线，故A正确。(2)描点连线时，应让尽可能多的点落在直线上，如图所示。(3)由闭合电路欧姆定律可知，图线的纵截距表示电动势
5、，故E1.47 V，图线斜率的绝对值表示内阻，故r0.94 。答案：(1)A(2)见解析图(3)1.47(1.461.48均可以)0.94(0.900.99均可以)3(2020天津高考)某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。电压表(量程03 V，内阻约为3 k)电流表(量程00.6 A，内阻约为1 )滑动变阻器(020 ，额定电流1 A)待测电池组(电动势约为3 V，内阻约为1 )开关、导线若干(1)该小组连接的实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是_。甲(2)改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片
6、P应置于滑动变阻器的_(选填“a”或“b”)端。(3)实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5 的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出UI图像，如图乙所示。根据图像可知，电池组的电动势为_V，内阻为_。(结果均保留2位有效数字)乙解析：(1)因电源内阻较小，故对于电源来说应该采用电流表外接法，图中采用的是电流表内接法；故导线5连接不当，应将导线5从滑动变阻器上改接到电流表正接线柱上。(2)开始实验前应该让滑动变阻器连入电路的阻值最大，故应将滑片置于a端。(3)由题图乙可知图线与纵
7、轴的交点即为电源电动势，故E2.9 V；图线与横轴的交点即为短路电流 I0.50 A，故可得电源的等效内阻为r 5.80 ；又因为在开关和电池负极之间接有5 的电阻，在计算过程中等效为内阻，故电源内阻为 r(5.805) 0.80 。答案：(1)5(2)a(3)2.90.804测定一组干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：A待测干电池B电流表A1(内阻可忽略不计)C电流表A2(内阻可忽略不计)D定值电阻R0(阻值1 000 )E滑动变阻器R(阻值020 )F开关和导线若干某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的电路完成实验。(1)在实验操作过程中，
8、该同学将滑动变阻器的滑片P向左滑动，则电流表A1的示数将_(选填“变大”或“变小”)。(2)该同学利用测出的实验数据绘出的I1I2图像(I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2的数值远远大于I1的数值)如图乙所示，则由图像可得被测电池的电动势E_ V，内阻 r_ 。(结果均保留2位有效数字)(3)若将图线的纵坐标改为_，则图线与纵坐标的交点的物理含义即为电动势的大小。解析：(1)该同学将滑动变阻器的滑片P向左滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，则回路中的总电阻变大，故总电流减小，外电压变大，故流过R0的电流变大，则A1的示数将变大。(2)根据闭合电路的欧姆定律得EI1R0I2r，变形得I1I2，则图线的斜率为k，解得r1.0 ，纵截距3.0103 A，解得E3.0 V。(3)路端电压为UI1R0，代入EI1R0I2r，得EUI2r，即将图线的纵坐标改为I1R0时，图线与纵坐标的交点的物理含义即为电动势的大小。答案：(1)变大(2)3.01.0(3)I1R0- 6 -
