《《實驗_測定電源的電動勢和內(nèi)阻》學案 答案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《實驗_測定電源的電動勢和內(nèi)阻》學案 答案（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第4講 實驗：測定電源的電動勢和電阻 ★考情直播 1、 考綱要求 考綱內(nèi)容 能力要求 考向定位 實驗： 測定電源的電動勢和內(nèi)阻 能夠根據(jù)實驗要求正確選擇實驗器材和實驗電路，并能熟練測定電源電動勢和內(nèi)阻。 用電壓表和電流表測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗是中學需重點掌握的實驗，利用U-I圖象處理實驗數(shù)據(jù)是這個實驗的重點,也是高考考查實驗的重點題型之一。 2、 考點整合 V A R S 實驗電路如圖所示，根據(jù)閉合電路歐姆定律：E=U+Ir，本實驗電路中電壓表的示數(shù)是準確的，電流表的示數(shù)比通過電源的實際電流小，所以本實驗的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這

2、個系統(tǒng)誤差， 電阻R的取值應該小一些，所選用的電壓表的內(nèi)阻應該大一些。 為了減小偶然誤差，要多做幾次實驗，多取幾組數(shù)據(jù)，然后利用U-I圖象處理實驗數(shù)據(jù)：將點描好后，用直尺畫一條直線，使盡量多的點在這條直線上，而且在直線兩側(cè)的點數(shù)大致相等。這條直線代表的U-I關(guān)系的誤差是很小的。它在U軸上的截距就是電動勢E（對應的I=0），它的斜率的絕對值就是內(nèi)阻r。（特別要注意：有時縱坐標的起始點不是0，求內(nèi)阻的一般式應該是r=|ΔU/ΔI |）。 U/V I/A o 0.2 0.4 0.6 3.0 2.0 1.0 為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些（選用使用過一段時間的1號

3、電池） 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 ×1 ×100 ×10 ×10000 ×100000 ×1000 例題1.利用如圖所示的一只電壓表、一個電阻箱和一個電鍵，測量一個電池組的電動勢和內(nèi)電阻。畫出實驗電路圖，并用筆畫線作導線將所給器材連接成實驗電路。用記錄

4、的實驗數(shù)據(jù)寫出電動勢和內(nèi)電阻的表達式。 V [解析]：與學生實驗相比，用電阻箱代替了電流表。由于電壓可測，由電壓、電阻就可以算出電流。電路圖如右。實驗方法有兩種： 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 ×1 ×100 ×10 ×10000 ×100000 ×10

5、00 ⑴改變電阻箱阻值，讀出兩組外電阻和對應的路端電壓值R1、U1、R2、U2，根據(jù)閉合電路歐姆定律列出兩種情況下的方程，。解這個方程組可得E和r：。 ⑵改變電阻箱阻值，讀出電壓表對應的示數(shù)，多測幾組數(shù)據(jù)，利用U-I圖象求電動勢和內(nèi)電阻。這樣偶然誤差會更小一些。 該實驗的系統(tǒng)誤差是由于電壓表的分流引起的。所以選取電阻箱阻值時不宜太大，電壓表則應該選用內(nèi)阻較大的。 如果只給出電阻箱和電流表，同樣可以測量電源的電動勢和內(nèi)電阻。 ★高考重點熱點題型探究 [例1] （2008廣東理科基礎(chǔ)）13．在“測定電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗中，某同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，作出了正確的U－t圖像，如圖4所示，其中

6、圖線斜率絕對值的物理含義是 A．短路電流　　　　　B．電源內(nèi)阻 C．電源電動勢　　　　D．全電路電阻 答案：B 解析：測定電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗中的U－t圖像，圖線斜率絕對值表示電源的內(nèi)阻。 [例2]（2006·廣東）某同學設計了一個如圖 7所示的實驗電路，用以測定電源電動勢和內(nèi)阻，使用 的實驗器材為：待測干電池組（電動勢約 3V）、電流表（量程 0.6A，內(nèi)阻小于 1Ω）、電阻箱（0～99.99Ω）、滑動變阻器（0～10Ω）、單刀雙擲開關(guān)、單刀單擲開關(guān)各一個及導線若 干?？紤]到干電池的內(nèi)阻較小，電流表的內(nèi)阻不能忽略。 （1）該同學按圖 7 連線，通過控制開關(guān)狀態(tài)，測得電流表內(nèi)

7、阻約為 0.20Ω。試分析該測量 產(chǎn)生誤差的原因是_________________________________________。 （2）簡要寫出利用圖 7 所示電路測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗步驟： ①_______________________________________________________________________； ②_______________________________________________________________________； （3）圖 8 是由實驗數(shù)據(jù)繪出的圖像，由此求出待測干電池組的電動勢 E＝________

8、____V、內(nèi)阻 r＝_____________ Ω。（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字） 【剖析】測定電源電動勢和內(nèi)阻實驗的原理知，此種接法出現(xiàn)誤差的原因是電流表的分壓作用。而R=r+r安 ， 圖線的斜率表示電源電動勢的倒數(shù)，據(jù)此得出電動勢 E＝2.81v, 內(nèi) 阻 r＝2.33Ω。有的考生不能正確理解圖象的物理意義，從而無法得出正確的答案。 【答案】（1）并聯(lián)電阻箱后線路總阻值減小，從而造成總電流增大 （2）①調(diào)節(jié)電阻箱 R，斷開開關(guān)K，將開關(guān) S 接 D，記錄電阻箱的阻值和電流表示數(shù)； ②斷開開關(guān)D，再次調(diào)節(jié)電阻箱 R，將開關(guān) S 接 D，記錄電阻箱的阻值

9、和電流表示數(shù) （3）2.81 2.33 ◇限時基礎(chǔ)訓練 班級 姓名 成績 1.(2007·廣州梅州)某同學利用圖甲所示的電路測定電源的電動勢和內(nèi)阻．斷開開關(guān)，調(diào)整電阻箱阻值R，再閉合開關(guān)，讀取電壓表示數(shù)U，多次重復，取得多組數(shù)據(jù)后，作出一圖線如圖乙所示，則該電池電動勢E= V，內(nèi)電阻r= Ω 1.答案：電動勢E= 10 V，內(nèi)電阻r= 0.5 Ω 解析:由閉合電路歐姆定律與圖線信息可得出結(jié)果。 2. （2008·深圳市南山區(qū)聯(lián)考）現(xiàn)有一節(jié)干電池、一

10、個電鍵、若干導線，還有一個滑動變阻器(0~15Ω)、一個電阻箱、一只伏特表、一只安培表，請繪出三種測量電池電動勢和內(nèi)電阻的線路圖，寫出各自的計算公式，并做必要的說明． 2．答案：(1)采用滑動變阻器；安培表和伏特表，聯(lián)成電路圖如圖2，改變R阻值，代入e=U+Ir，取平均值． (2)采用電阻箱、安培表、電路圖如圖3，改變R阻值，代入e=I(R+r)，取平均值； (3)采用電阻箱，伏特表，電路圖如圖4，改變R阻值，代入e=U+rU/R，取平均值． 20 50 10 30 P (W) 0 5 10 15 20 25 35 R (W) 30 40 3. （2008

11、·深圳市）某同學利用 “測定電池電動勢和內(nèi)阻” 實驗所得的U、I數(shù)據(jù)，根據(jù)電池的輸出功率P = IU，得出被測電池組的輸出功率P隨外電阻R變化的圖線如右圖所示。若外電路分別為2.5Ω和10Ω的電阻時，它們的實際功率分別為_______W和_______W。實際使用時，在這兩個電阻中選擇阻值為_______Ω的電阻較好，理由是：_____________________。理論研究證明，當電路的外電阻等于電源電源內(nèi)阻時，電源電源的輸出功率最大，則由上題所得圖線可知，被測電池組的內(nèi)阻r= _______Ω，電動勢E=______ V。 3. 答案：40，40，10，在功率相同時，10Ω的效率高，5

12、，30 ◇基礎(chǔ)提升訓練 1．一特種電池的電動勢粗略定值為9V，內(nèi)阻約為54Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為50m V，為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)電阻，某同學在實驗室利用了如圖所示電路。圖中電壓表內(nèi)阻很大，對電路的影響可不考慮，R為電阻箱。阻值范圍0-9999Ω，R0是保護電阻。 (1) 實驗室中備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格： （A） 10Ω,2.5 W （B）100Ω,1W （C） 200Ω,1W （D）2000Ω,5W 實驗時，R0應選用 _______（填字母代號）較好。 (2) 將上述選用的保護電阻R0接入電路,斷開開關(guān),調(diào)整電

13、阻箱阻值,再閉合開關(guān),讀取電壓表示數(shù)U,多次重復,取得數(shù)據(jù)后,作出如上圖所示–圖線,則該電池電動勢ε=_____V，內(nèi)電阻r=____Ω 1．解析：.（1）當電阻箱電阻調(diào)為零,電路中電流最大時,根據(jù)閉合電路歐姆定律可求出R0的阻值,即R0=–r =,故應選“C”,且其工作的最大功率經(jīng)驗上不超過其額定功率。 （2）由閉合電路歐姆定律得,變形后為,由此可知圖線與縱坐標軸的交點值為電動勢的倒數(shù),即.而圖線的斜率為k=5,所以r=kε=50Ω. 2.某研究性學習小組利用圖1所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖2所示的R-圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得到

14、E=_______V，r=_______Ω。 2．[答案] 2.9；0.9 [解析] 由閉合電路歐姆定律，所以圖中直線的斜率值為電源電動勢的值，截距為內(nèi)電阻的值，所以求出電源電動勢為2.9V，內(nèi)電阻為0.9Ω。 ◇能力提升訓練 第I卷（共48分） 一、選擇題(本題包括6小題，每小題8分，共48分。每小題至少有1個選項符合題意) 1. 如圖所示是根據(jù)某次實驗記錄數(shù)據(jù)畫出的U-I圖象．下面關(guān)于這個圖象的各種說法正確的是( ) A．電源電動勢為3V B．短路電流為0.6A C．電池內(nèi)阻為5Ω D．電池內(nèi)阻無法確定 1．答案：A 解析：由閉合電路歐姆定律可

15、知U=E-Ir,當I=0時,U=E=3.0 V, r=ΔU/ΔI=1Ω,短路時U=0,則I短=E/r=3.0 A。 2.如圖所示，把兩個電源的U—I關(guān)系曲線取相同的坐標，畫在同一坐標系中，由圖像可得出的正確結(jié)論是( ) A、Ｅ１＝Ｅ２，內(nèi)電阻ｒ１＞ｒ２ B、Ｅ１＝Ｅ２，發(fā)生短路時Ｉ１＞Ｉ２ C、Ｅ１＜Ｅ２，內(nèi)電阻ｒ１＞ｒ２ D、Ｅ１＜Ｅ２，發(fā)生短路時Ｉ１＞Ｉ２ 2． 答案：B 解析： 由閉合電路歐姆定律可知U=E-Ir, U—I關(guān)系曲線上的縱截距表示E,橫截距表示I短,斜率表示r。 3．如圖所示，為測電源電動勢和內(nèi)電阻時，依據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的路端電壓與電流強度的關(guān)系圖線，由

16、圖DC平行于橫坐標軸，DE平行于縱坐標軸，由圖可知（ ） A．比值表示外電路電阻 B．比值表示電源內(nèi)電阻 C．比值表示電源電動勢 D．矩形OCDE的面積表示電源的輸出功率 3．答案：ABD 解析： 電源電動勢看縱截距,電源內(nèi)電阻看斜率, 外電路電阻R=U/I也就是OD直線的斜率, 電源的輸出功率P出=UI即矩形OCDE的面積。 4.(07江蘇) 某同學欲采用如圖所示的電路完成相關(guān)實驗。圖中電流表的量程為0.6Ａ，內(nèi)阻約0.1Ω；電壓表的量程為３Ｖ，內(nèi)阻約６kΩ；Ｇ為小量程電流表；電源電動勢約３Ｖ，內(nèi)阻較小，下列電路中正確的是 4．答案：AB 解析：

17、測電阻絲的電阻采用外接法且滑線變阻器接成限流式,測電源的電動勢和內(nèi)阻采用外接法以減小誤差,描繪小燈泡的伏安曲線滑線變阻器應采用分壓電路,測電流表的內(nèi)阻應把電阻箱與電流表并聯(lián)。 5.(04廣東) 可用理想電壓表V、理想電流表A、變阻器R以及電鍵K和導線等器材來測量某一電源E的電動勢和內(nèi)阻。下面給出了四個電路圖，圖中+、－代表電源的正、負極和電表的正負接線柱。正確的電路圖是…（??? ） 5．答案：B 解析：AD明顯錯誤,而C則是把電表的正負接反了。 6．隨著中國電信業(yè)的發(fā)展，國產(chǎn)手機在手機市場 上已經(jīng)占有了相當大的市場份額。如圖所示是 中國科健股份有限公司生產(chǎn)的

18、一塊手機電池 外殼上的文字說明，由此可知此電池的電動勢 待機狀態(tài)下平均工作電流分別是（ C ） A．4.2V 14.58mA B．4.2V 700mA C．3.7V 14.58mA D．3.7V 700mA 6．答案：C 解析：由電池上的信息知E=3.7V,由電流的定義知: I=700/48=14.58 mA。 第Ⅱ卷（共60分） 7．(15分)用伏安法測定兩節(jié)干電池組成的電源的電動勢ε和內(nèi)電阻r。實驗中共測出五組數(shù)據(jù)，如下表所示： 1 2 3 4 5 U（V） 2．80 2．60 2．50

19、2．20 2．00 I（A） 0．48 0．80 1．00 1．60 1．96 （1） 將圖中所給的器材連接成測量ε、r的電路，并用箭頭標出電鍵閉合前滑動變阻器滑動觸頭的位置。 （2） 在圖中作U－I圖線，根據(jù)圖線求出：電動勢ε＝________V，內(nèi)電阻r＝________。 （3）若考慮電流表、電壓表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響，則ε測________ε真。 7．答案： （1）見圖 3．00V 0．50Ω （2）＜ 8．（15分）（06江蘇）現(xiàn)在按圖①所示的電路測量一節(jié)舊干電池的電動勢 E（約 1.5V）和內(nèi)阻 r （約 20

20、），可供選擇的器村如下：電流表 A1、A2（量程 0～500 A ）內(nèi)阻約為 500，滑動變阻器 R（阻值 0～100，額定電流 1.0A），定值電阻 R1（阻值 約為 100）電阻箱 R2、R3（阻值 0～999.9），開關(guān)、導線 若干。由于現(xiàn)有電流表量程偏小，不能滿足實驗要求，為此，先 將電流表改裝（擴大量程），然后再按圖①電路進行測量。（1）測量電流表 A2 的內(nèi)阻 按圖②電路測量 A2 的內(nèi)阻，以下給出了實驗中必要的操作。 A．斷開 S1 B．閉合 S1、S2 C．按圖②連接線路，將滑動變阻器 R的滑片調(diào)至最左 端，R2 調(diào)至最大 D．調(diào)節(jié) R2，使 A1 的示數(shù)為

21、I1，記錄 R2 的值。 E．斷開 S2，閉合 S3 F．調(diào)節(jié)滑動變阻器 R，使 A1、A2 的指針偏轉(zhuǎn)適中，記 錄 A1 的示數(shù) I1 請按合理順序排列實驗步驟（填序號）： ▲ 。 （2）將電流表 A2（較小量程）改裝成電流表 A（較大量程） 如果（1）中測出 A2 的內(nèi)阻為 468.0W，現(xiàn)用 R2 將 A2 改裝成量程為 20mA的電流 表 A，應把 R2，設為 ▲ W與 A2 并聯(lián)，改裝后電流表 A的內(nèi)阻 RA 為 。 （3）利用電流表 A電阻箱 R，測電池的電動勢和內(nèi)阻用電流表 A、電阻箱 R3 及開關(guān) S按圖①所示電路測電池的電動勢和內(nèi)阻。實驗 時，改

22、變 R1 的值，記錄下電流表 A的示數(shù) I，得到若干組 R3、I的數(shù)據(jù)，然后通過 作出有關(guān)物理量的線性圖象，求得電池電動勢 E和內(nèi) r。 a．請寫出與你所作線性圖象對應的函數(shù)關(guān)系式 ▲ 。 b．請在虛線框內(nèi)坐標中作出定性圖象（要求標明兩上坐標軸 所代表的物理量，用符號表示） c．圖中 ▲ 表示 E. 圖中 ▲ 表示 E. 8．答案：（1）C B F E D A （2）12 ， 11.7 (3)答案一: a: R3+RA=E(1/I)- r c．直線斜率的倒數(shù) ，縱軸截距除以斜率 c．直線的斜率 ，縱軸截距的絕對值與 RA 的差 9.（10分）(01上海)要

23、求測量由2節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢和內(nèi)阻r（約幾歐），提供下列器材：電壓表V1（量程3 V，內(nèi)阻1 kΩ）、電壓表V2 （量程15 V，內(nèi)阻2 kΩ）、電阻箱（0～9999Ω）、電鍵、導線若干. 某同學用量程為15 V的電壓表連接成如圖所示的電路.實驗步驟如下： （1）合上電鍵S，將電阻箱R阻值調(diào)到R1＝10?Ω，讀得電壓表的讀數(shù)為U1. （2）將電阻箱R阻值調(diào)到R2＝20?Ω，讀得電壓表的讀數(shù)為U2，由方程組 ?解出、r. 為了減少實驗誤差，上述實驗在選擇器材和實驗步驟中，應做哪些改進？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 9．答案：(1

24、)應選用量程為3 V的電壓表.(2)改變電阻箱阻值R，讀取若干個U的值，由I=計算出電流的值，然后作出U－I圖線，得到、r. 10.（12分）(1999年上海)現(xiàn)有一阻值為10.0 Ω的定值電阻、一個電鍵、若干根導線和一個電壓表，該電壓表表面上有刻度但無刻度值，要求設計一個能測定某電源內(nèi)阻的實驗方案.(已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓表量程大于電源電動勢，電源內(nèi)阻約為幾Ω)要求： ①在下邊方框中畫出實驗電路圖. ②簡要寫出完成接線后的實驗步驟. ③寫出用測得的量計算電源內(nèi)阻的表達式r=????? ?????. 10.答案： ①見圖20-61 ②a斷開電鍵，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N1.b合上電鍵， 記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N2. ③r=