1、合格性考试讲义 必修三第十二章 电能 能量守恒定律第三节 实验：电源电动势和内阻的测量一、实验原理和方法实验电路如图所示，根据闭合电路的欧姆定律，改变R的阻值，测出两组U、I的值，根据闭合电路欧姆定律可列出两个方程： 二、实验器材待测电池一节，电流表(00.6 A)、电压表(03 V)各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干。三、实验步骤1选定电流表、电压表的量程，按照电路图把器材连接好。2把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端(图中左端)。3闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数U和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格(如下表)。实验序号123456I/AU/V4.多次改
2、变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中。5断开开关，整理好器材。四、数据处理1公式法把测量的几组数据分别代入EUIr中，然后两个方程为一组，解方程求出几组E、r的值，最后对E、r分别求平均值作为测量结果。2图像法(1)以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点。(2)用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线两侧。(3)如图所示：图线与纵轴交点为E。图线与横轴交点为I短。图线的斜率大小表示r。五、误差分析1偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作UI图像时描点不准确。2系统误差：主要原因是未考虑电压表
3、的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些。U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大。将测量结果与真实情况在UI坐标系中表示出来，如图所示，可见E测E真，r测RV2；两只电流表A1、A2且量程相同，内阻RA1RA2，在该实验中，为了使E、r的测量精确些，选择的电表可以是()AV1和A2BV2和A2CV2和A1 DV1和A1解析：选AD本实验中电流表相对电池外接，系统误差是由电压表分流引起的，E测E，r测r，要减小误差，RV应选大的，故电压表选V1，本实验中电流表的内阻对结果无影响，故正确选项为A、D。4下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据，处理方法
4、既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是()A测出两组I、U的数据，代入方程组EU1I1r和EU2I2r，求出E和rB多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值C测出多组I、U的数据，画出UI图像，再根据图像求出E、rD多测几组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻r解析：选CA中只测量两组数据求出E、r，偶然误差较大；B中计算E、r平均值虽然能减小误差，但太繁琐；D中分别求I、U的平均值是错误的做法；C中方法直观、简便，C正确。5如图所示，是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内电阻的电路。电路中
5、R1、R2为已知阻值的电阻。下列说法正确的是()甲乙丙A只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻B只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻C只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻D三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内电阻解析：选D图甲中可用EI1(rR1)、EI2(rR2)求得电源的电动势和内电阻，图乙中可用EU1r、EU2r求得电源的电动势和内电阻，而图丙中可用EU1I1r、EU2I2r求得电源的电动势和内电阻，故三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻，D正确。6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
6、和1 k，如图1为所需的器材。(1)请完成实验电路，注意两个电表要选用适当量程，并要求变阻器的滑片在左端时其电阻值最大。(2)一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图2中画出UI图线，根据图线求出电池的电动势E_V，内阻r_。I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.191.05(3)上述实验的测量结果为E测_E真(选填“”“”或“”)。解析：(1)根据要求，变阻器的滑动触头滑至最左端时，其电阻值最大，电源的内阻是比较小的，为了减小误差，采用电流表相对电源的外接法，按要求连接实物图，如图所示。(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应
7、点，然后作图如图所示：在UI图像中图线与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为1.46 V，图像中的斜率大小表示电源的内阻，所以电源的内阻为r 0.75 。(3)相对于电源来说，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，使所测电源电动势小于电动势真实值，内阻测量值小于真实值，即E测E真。答案：(1)实物图见解析(2)UI图线见解析1.460.75(3)【真题演练】37. （2019.12河北）（多选）某同学利用如图所示的电路做“测定电池的电动势和内阻”的实验，其中P、Q为内电表，则A. P为电流表B. P为电压表C. Q为电压表D. Q为电流表【答案】AC【解析】【详解】P
8、与滑动变阻器为串联关系，故P为电流表，Q并联在电源两端，故Q为电压表，故AC正确，BD错误；故选AC。28. （2020.12河北）在如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，电阻R=5.0。闭合开关S后，理想电流表的示数为0.50A，则电源的内阻为（）A. 1.0B. 2.0C. 5.0D. 6.0【答案】A【解析】【分析】【详解】根据闭合电路的欧姆定律可得E=I(R+r)解得r=1.0故选A。27.（2021.7云南） 如图所示，是“测一节锂锰纽扣电池的电动势和内阻”实验中得到的U-I图像，由图像可知该电池的电动势是_V；内阻是_。（结果取一位小数）【答案】 . 3.0 . 5.0【解析】【分析】【详解】12由 U-I图像图可知，电池的电动势是3.0V，由U-I图像斜率表示电池内阻，可得内阻为
