1、专题 62 实验：测定电源的电动势和内阻 1图象法处理数据是本实验重点根据闭合电路欧姆定律找出图象的函数关系式，从而确定图象斜率、截距等的意义.2.明确实验中目标测量量与实际测量量的关系，进行误差分析 1(2020江苏盐城市三模)在“测量蓄电池的电动势和内阻”实验中：(1)小明按图 1 甲所示的电路图进行实验操作，调整滑动变阻器测得 5 组电流和电压的数据，如表中所示 电流 I/A 1.72 1.35 0.98 0.63 0.34 电压 U/V 1.88 1.92 1.93 1.97 1.99 图 1 请在图乙中作出蓄电池路端电压 U 随电流 I 变化的 UI 图象；根据 UI 图象得到蓄电池
2、电动势 E_ V，内阻 r_.(结果均保留小数点后两位)(2)实验时，小明进行了多次测量，耗费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_(3)小明再次实验时发现电流表坏了，于是移去电流表，同时用电阻箱替换滑动变阻器重新连接实验电路，仍然通过 UI 图象处理实验数据，测得电动势和内阻的值 请在图丙虚线框中连接出相应的电路；简要说明得到 UI 图象中电流 I 数据的方法_ 答案(1)见解析图 2.03 0.09(2)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大(3)电路连接见解析 IUR 解析(1)画出的 UI 图象如图；由图线与纵坐标的交点可
3、知：E2.03 V rUI2.031.881.720 0.09.(2)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大(3)移去电流表，同时用电阻箱 R 替换滑动变阻器，重新连接电路，电路图及电路连接如图所示：根据电路图和欧姆定律得 IUR.2某同学利用以下器材测量一节干电池的电动势和内阻，实验原理如图 2 甲所示 图 2 电压表 V(量程 3 V，内阻约为 10 k)电流表 G(量程 3 mA，内阻 Rg100)滑动变阻器 R(阻值范围 010，额定电流 2 A)定值电阻 R00.5 开关 S 和导线若干(1)该同学将电流表 G 与定值电阻 R0并联，实际上是进行了电表的改装，则
4、他改装后的电流表对应的量程是_ A(结果保留一位有效数字)(2)该同学利用上述实验原理图进行实验测得多组数据，以电流表 G 的读数 I 为横轴，以电压表 V 的读数 U 为纵轴，绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出干电池的电动势 E_ V，内阻 r_.(结果均保留到小数点后两位)(3)这样测得的电动势_，内阻_(均选填“偏大”“偏小”或“不变”)答案(1)0.6(2)1.48(1.471.49 均可)0.84(0.760.90 均可)(3)偏小 偏小 解析(1)当电流表 G 的指针达到满偏时，定值电阻 R0中的电流 IR0IgRgR0 0.6 A，改装后的电流表对应的量程为 ImIgIR03
5、 mA0.6 A0.603 A0.6 A.(2)电流表改装后其量程扩大了 200 倍，即电路中的总电流是电流表读数的 200 倍，由闭合电路欧姆定律有 EU200Ir，对照题图乙，变换为 UE200rI，图线在纵轴的截距等于干电池的电动势，E1.48 V，图线的斜率的绝对值为 200r1.481.062.5103，解得内阻 r0.84.(3)由于电压表不是理想电表，则实际通过电池的电流大于改装后电流表的读数，可知测得的电动势偏小，内阻偏小 3(2020四川眉山市诊断)同学们利用西红柿自制了水果电池，现在通过实验测量水果电池的电动势和内阻，(1)甲同学采用图 3(a)测量电路测量水果电池的电动势
6、，用 3 V 电压表测量结果如图(b)所示，读数为_ V，测量结果比水果电池电动势_(选填“偏小”“偏大”或“相等”)图 3(2)实验室可提供以下器材，乙同学设计了电路图测量水果电池电动势和内阻 微安表(0300 A，内阻 Rg100)；电阻箱 R(09 999)；开关一个；导线若干 请在如图(c)所示的虚线框中画出乙同学设计的电路图；同学们完成了实验数据记录，通过图象法来分析数据，作出 R 与1I的图象如图(d)所示，则电源电动势为_，水果电池的内阻为_(结果均保留三位有效数字)答案(1)0.72(0.710.75 均可)偏小(2)见解析图 1.22 V(1.161.22 均可)250 解析
7、(1)电压表的分度值为 0.1 V，由题图(b)可知，电压表的读数为 0.72 V，由于误差，0.710.75 V 均可 由于电池有内阻，则电压表测的为电源路端电压，则测量值小于电动势(2)由题所给器材可知，可用微安表和电阻箱进行测量，电路图如图 根据闭合电路欧姆定律有 EI(RRgr)变形得 REIRgr 电动势等于图象斜率为 Ek 4.440.4 V1.22 V 由于误差，1.161.22 V 均可 截距的绝对值为 Rgr350 则 r350 100 250.4(2020吉林长春市模拟)某同学要测定一电源的电动势 E 和内阻 r，实验器材有：一个 DIS电流传感器(可视为理想电流表，测得的
8、电流用 I 表示)，一个电阻箱(阻值用 R 表示)，一个开关和导线若干该同学设计了如图 4 甲所示的电路进行实验和采集数据 图 4(1)该同学设计实验的原理表达式是 E_(用 r、I、R 表示)(2)该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到_(选填“最大值”“最小值”或“任意值”)，实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为_.(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的1IR 图象，则由图象可求得，该电源的电动势 E_ V，内阻 r_.(结果均保留两位有效数字)答案(1)I(Rr)(2)最大值 21(3)6.3(6.16.4 均可)2.5(2.42.6 均可)解析
9、(1)根据闭合电路欧姆定律，该同学设计实验的原理表达式是 EI(Rr)(2)根据实验的安全性原则，在闭合开关之前，应先将电阻箱调到最大值 根据电阻箱读数规则，电阻箱接入电路的阻值为 210 11 21.(3)由 EI(Rr)可得 1I1ERrE 1IR 图象斜率等于 k1E 41223.5 V1 得 E6.2 V，由于误差，6.16.4 V 均正确 1IR 图象的截距 brE0.4 得 r2.5 由于误差，2.42.6 均正确 5(2020江西红色七校联考)为测定一电池的电动势和内阻，甲和乙两位同学先后用一套实验仪器来测量电池的电动势和内阻，其中 R、R0分别是电阻箱和定值电阻，R02.实验时
10、甲、乙分别设计了如图 5 甲和乙所示的两个电路，实验记录电阻箱 R 的阻值以及对应电压表的示数 U.据实验记录的数据作出关系图线丙和丁 图 5(1)可以判断图线丁是利用图_(选填“甲”或“乙”)电路进行实验所作出的(2)依据实验数据绘出的1U1R图线如图戊所示，则电源电动势 E_ V，内阻 r_.(计算结果均保留两位有效数字)答案(1)乙(2)2.9 2.2 解析(1)对题图甲，由闭合电路欧姆定律有UR0ERR0r，可得1U RER0R0rER0，所以图线丙是利用题图甲电路进行实验所作出的；对题图乙，由闭合电路欧姆定律有URERR0r，可得1U1ER0rE1R，所以图线丁是由题图乙电路进行实验
11、所作出的(2)由(1)中分析出的表达式，结合题图戊可知，1E0.34 V1，解得 E2.9 V，R0rE 0.770.340.3 A1，解得r2.2.6(2020天津市河西区 3 月调研)某同学要测量一节干电池的电动势和内阻老师提供的以下器材 A电压表 V(15 V，内阻约为 10 k)B电流表 G(量程 3.0 mA，内阻 Rg10)C电流表 A(量程 0.6 A，内阻约为 0.5)D滑动变阻器 R1(020，10 A)E滑动变阻器 R2(0100，1 A)F定值电阻 R3990 G开关 S 和导线若干(1)用所给的器材在下面方框中画出实验的原理图；(2)为了能准确地进行测量，同时为了操作方
12、便，实验中应选用的滑动变阻器是_(填写器材前面的编号)；(3)该同学利用上述实验原理图测得以下数据，并根据这些数据绘出了如图 6 所示的图线，根据图线可求出电源的电动势 E_ V(保留三位有效数字)，电源的内阻 r_(保留两位有效数字)序号 1 2 3 4 5 6 电流表 G(I1/mA)1.37 1.35 1.26 1.24 1.18 1.11 电流表 A(I2/A)0.12 0.16 0.21 0.28 0.36 0.43 图 6 答案(1)见解析图(2)D(3)1.48 0.84 解析(1)一节干电池的电动势大约为 1.5 V，而电压表的量程却达到 15 V，读数不到刻度盘十分之一，无法准确读数，故提供的电压表无法使用，需要电流表 G 串联 R3改装成电压表使用，实验的原理图如图 (2)为了便于调节，滑动变阻器的阻值不能太大，选择 R1比较合适故填 D.(3)由于 R3所在支路电阻远大于滑动变阻器 R1所在支路电阻，所以干路电流近似等于 I2，根据闭合电路欧姆定律 EI1(R3Rg)I2r 即 I1ER3RgrR3RgI2 由图象知直线与纵轴的截距为ER3Rg1.48 mA 则 E1.48 V 直线斜率的绝对值为rR3Rg30.50 解得 r0.84.