1、高考资源网（） 您身边的高考专家高考复习（恒定电流实验三）一、测定电源电动势和内阻实验1.测电源电动势和内阻实验原理2.注意事项3.误差分析二、典型题例分析考向 测量电源电动势和内阻的三种常用方法典型题例1(2009年海南卷)图1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10000（比r和滑动变阻器的总电阻都大得多），A2为理想电流表。按电路原理图在图2虚线框内各实物图之间画出连线。在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至 (填“端”、“中央”或“ 端”)。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出
2、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I1(mA)0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2(mA)48040032023214068在图3所示的坐标纸上为I1纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1I2曲线。利用所得曲线求的电源的电动势E= V，内阻r= .(保留两位小数)该电路中电源输出的短路电流Im= A。典型题例2(2012年福建卷)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E。先直接用多用电表测定该电池电动势。在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为_V。然后，用电压表、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，
3、测定该电池电动势。()根据电路图，用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路。()闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表相应示数U。该学习小组测出大量数据， 分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的1/R与1/U的值。请用表中数据在坐标纸上描点，并作出1/U1/R图象。R()166.771.450.033.325.020.0U(V)8.35.94.84.23.22.91/R (1021)0.601.402.003.004.005.001/U (V1)0.120.170.210.240.310.35()从图象中可求得E_V。典型题例3(2009年北京卷)某同学通过查找资料自己动手制作了一个
4、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 ，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig0.6 A，内阻rg0.1 )和若干导线 (1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图甲中器件的连接方式，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R2.6 时，其对应的电流表的示数如图乙所示处理实验数据时，首先计算出每个电流I的倒数；再制作R坐标图，如图丙所示，图中已标出了(R，)的几个与测量对应的坐标点，请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上。 (3)在图上把描
5、绘出的坐标点连成图线 (4)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_.三、典型练习题VA1测量电源E的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5）器材：量程3V的理想电压表 ，量程0.5A的电流表 （具有一定内阻），固定电阻R=4，滑线变阻器R/，电键K，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。 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）2利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为：干电池：电动势约为1.5 V，符号V电压表：
6、量程1 V，内阻998.3 ，符号A电流表：量程1 A，符号滑动变阻器：最大阻值10，符号电阻箱：最大阻值99999.9，符号单刀单掷开关1个，符号 ，导线若干 设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内，要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。 为了满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的 倍，电阻箱的阻值应为 。3一直流电压表，量程为1 V，内阻为1000,现将一阻值为50007000之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程.为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源（电动势E为67 V，内阻可忽略不计），一阻值R2=2000的固定电阻，两个单
7、刀开关S1、S2及若干线.(1)为达到上述目的，将答题卡上对应的图连成一 个完整的实验电路图.(2)连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90 V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70 V，由此可以计算出改装后电压表的量程为 V，电源电动势为 V.4.用图甲所示的电路，测定某蓄电池的电动势和内阻，R为电阻箱，阻值范围09999，R0是定值电阻，电压表内阻对电路的影响忽略不计。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)电路中定值电阻R0的作用是_。(2)请根据图甲电路图，连接实物图。(
8、3)在图乙所示图象中，当0.10V1时，外电路处于_状态。(填“通路”“断路”或“短路”)(4)根据该图象可求得该电池的电动势E_V，内阻r_。(结果保留两位有效数字)ARE, rS图1图25.某研究性学习小组利用如图1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2所示的R图线，其中R为电阻箱的读数，I为电流表读数，由此可以得到EV，r。6.2013新课标全国卷 某学生实验小组利用图(a)所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“1k”挡内部电路的总电阻使用的器材有：多用电表；电压表：量程5 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5 k；导线若干回答下列问题：(1)将多用电表挡
9、位调到电阻“1k”挡，再将红表笔和黑表笔_，调零点(2)将图(a)中多用电表的红表笔和_(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图(b)所示，这时电压表的示数如图(c)所示多用电表和电压表的读数分别为_k和_V.图(b)图(c)图(b)(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 k和4.00 V从测量数据可知，电压表的内阻为_k.(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图(d)所示根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动
10、势为_V，电阻“1k”挡内部电路的总电阻为_k.7. 2013安徽卷 根据闭合电路欧姆定律，用图1所示电路可以测定电池的电动势和内电阻图中R0是定值电阻，通过改变R的阻值，测出R0两端的对应电压U12，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的根据实验数据在R坐标系中描出坐标点，如图2所示已知R0150 ，请完成以下数据分析和处理图1 图2(1)图2中电阻为_的数据点应剔除；(2)在坐标纸上画出R关系图线；(3)图线的斜率是_(V-1-1)，由此可得电池电动势Ex_V.8.(2012年重庆卷)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻
11、r，并探究电极间距对E和r的影响.实验器材如题目图所示.测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式_，利用测量数据作出UI图像，得出E和r.将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在题图中用笔画线代替导线连接电路.实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的UI图像如下图中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势_(填“增大”“减小”或“不变”)，电源内阻_(填“增大”“减小”或“不变”). 曲线(c)对应的电源电动势E=_V，内阻r=_，当外电路总电阻为2500时，该电
12、源的输出功P=_mW.(均保留三位有效数字).9.(2010上海卷)某同学利用DIS，定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图1所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图2所示的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图2中的图线b. (1)由图线a可知电池a的电动势=_V，内阻=_。(2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b链接，则两电池的输出功率_（填“大于”、“等于”或“小于”），两电池的效率_（填“大于”、“等于”或“小于”）。10.现在按图所示的电路测量一节旧干电池的电
13、动势E（约1.5V）和内阻r（约20），可供选择的器村如下： 电流表A1、A2（量程（0500A，内阻约为500）滑动变阻器R（阻值0100，额定电流1.0A）定值电阻 R1（阻值 约为100）电阻箱 R2、R3（阻值 0999.9）开关、导线若干。由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装（扩大量程），然后再按图电路进行测量。(1)测量电流表 A2的内阻，按图电路测量A2的内阻， 以下给出了实验中必要的操作。A断开S1 B闭合S1、S2 C按图连接线路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，R2调至最大 D调节R2，使A1的示数为I1，记录R2的值。 E断开S2，闭合S3 F调
14、节滑动变阻器R，使 A1、A2的指针偏转适中，记录A1 的示数I1 请按合理顺序排列实验步骤（填序号）： 。 (2)将电流表A2（较小量程）改装成电流表A（较大量程），如果(1)中测出A2 的内阻为 468.0，现用 R2将A2 改装成量程为20mA的电流表A，应把R2，设为 与A2 联，改装后电流表 A的内阻 RA为 。 (3)利用电流表A电阻箱R3，测电池的电动势和内阻。用电流表A、电阻箱 R3及开关S按图所示电路测电池的电动势和内阻。实验时，改变R1的值，记录下电流表A的示数I，得到若干组 R3、I的数据，然后通过 作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势 E和内r。 a.请写出与你所作
15、线性图象对应的函数关系式 。 b.请在虚线框内坐标中作出定性图象（要求标明两上坐标轴所代表的物理量，用符号表示）。 c.图中 表示E。 图中 表示r。 11.某同学设计了一个如图1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3V）、电流表（量程0.6A，内阻小于1）、电阻箱（099.99）、滑动变阻器（010）、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。(1)该同学按图1连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为0.20。试分析该测量产生误差的原因是_。(2)简要写出利用图1所示电路测量电源电动势和内阻的实验
16、步骤：_；_；(3)图8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_。(计算结果保留三位有效数字).12.甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势 E 及电阻R1和 R2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 1.5V ，内阻很大），电阻箱 R (0一99.99 ) 单刀单掷开关 S1 ，单刀双掷开关S2，导线若干。 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 Ul , 保持电阻箱示数不变，_读出电压表的示数_。则电阻 R1的表达
17、式为 R1_。甲同学已经测得电阻 Rl 4.8 ，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，绘出了如图所示的 图线，则电源电动势E_V ，电阻 R2 = _ 。利用甲同学设计的电路和测得的电阻 Rl ，乙同学测电源电动势 E 和电阻 R2的阻值的做法是：闭合 S 1，将S2 切换到 b ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数 R 和对应的电压表示数U ，由测得的数据，绘出于相应的 图线，根据图线得到电源电动势 E 和电阻 R2 。这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数
18、据范围_ (选填“较大”、“较小”或“相同” )，所以_同学的做法更恰当些。13.(2011年江苏卷)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路。 w w w.ks5 u .c om试验时，应先将电阻箱的电阻调到_.（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值=10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/1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0根据实验数据描点，绘出的图像是一条直
19、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R0表示)14.(2010年广东卷)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）一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图(a).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。请完成下列主要实验步骤；A.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_；B.将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V；C.将开关S2_,电压表的示数是1.16V；断开开关S1。使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_(计算结果保留二
20、位有效数字)。由于所有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”)。15.(2009年重庆卷)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用题图所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。图中R为已知定值电阻。电压表视为理想电压表。请根据题图2，用笔画线代替导线将题图3中的实验器材连接成实验电路。若电压表V2的读数为U0，则I= 。实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的UI曲线a。见题图4，由此可知电池内阻 (填“是”或“不是”)常数，短路电流为 mA ，电动势为 V。实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得UI曲线b，见
21、题图4.当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V。刚实验二中外电路消耗的电功率为 Mw(计算结果保留两位有效数字)。见22题答案图，不是，0.295(0.293-0.297)，2.67(2.64-2.70)，0.065(0.060-0.070)见右图；根据欧姆定律可知I；路端电压UEIr，若r为常数、则U-I图为一条不过原点的直线，由曲线a可知电池内阻不是常数；当U0时的电流为短路电流、约为295A0.295mA；当电流I0时路端电压等于电源电动势E、约为2.67V；实验一中的路端电压为U11.5V时电路中电流为I10.21mA，连接a中点（0.21mA、1.5V）和坐标原点，此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻（定值电阻）的U-I图，和图线b的交点为实验二中的路端电压和电路电流，如右图,电流和电压分别为I97A、U0.7V,则外电路消耗功率为PUI0.068 mW。高考资源网版权所有，侵权必究！
