1、实验十 测定电源的电动势和内阻,第八章 恒定电流,内容索引,过好双基关,命题点一 教材原型实验,命题点二 实验拓展创新,1,过好双基关,1.实验原理 闭合电路欧姆定律.,2.实验器材 电池、电压表、电流表、 、开关、导线、坐标纸和刻度尺. 3.基本操作 (1)电流表用 A的量程，电压表用 V的量程，按图连接好电路. (2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最 的一端. (3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1).用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中. (4)断开开关，拆除电路，整理好器材.,滑动变阻器,0.6,3,大,1.实验数据求E、r的处理方法 (1)列
2、方程求解：由UEIr得 解得E、r.,U1EI1r,U2EI2r,(2)用作图法处理数据，如图所示. 图线与纵轴交点为 ； 图线与横轴交点为I短 ； 图线的斜率表示r .,E,2.注意事项 (1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较 的旧电池. (2)电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快. (3)要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些. (4)若UI图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电 流，内阻应根据r 确定. (5)电流表要内接(因为r很小). 3.误差来源 (1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确. (2)系统误差：电压表分流.,大,2,命题点一 教材原
3、型实验,(2016四川理综8)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻.实验器材：待测电源(电动势约3 V，内阻约2 )，保护电阻R1(阻值10 )和R2(阻值5 )，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干. 实验主要步骤： ()将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关； ()逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表 的示数U和相应电流表的示数I； ()以U为纵坐标，I为横坐标，作UI图线(U、I都用国际单位)； ()求出UI图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.,【例1】,回答下列问题： (1)电压表最好选用_；电流表最好选用_. A.电压表(03 V，内阻约15 k) B.
4、电压表(03 V，内阻约3 k) C.电流表(0200 mA，内阻约2 ) D.电流表(030 mA，内阻约2 ),C,答案,解析,A,电压表内阻越大，分流越小，误差也就越小，所以选内阻较大的电压表A；当滑动变阻器接入电阻最小时通过电流表电流最大，此时通过电流表电流大小约为I 176 mA，所以选量程为200 mA的电流表C.,(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大.两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_. A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱 B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱 C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱 D.一条导
5、线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱,由电路分析可知，若滑动变阻器的滑片右移电压表示数变大，则滑动变阻器接入电路部分阻值增大，选项C符合题意.,答案,解析,(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E_，r_，代入数值可得E和r的测量值.,答案,解析,ka,由EUI(rR2)，得UI(rR2)E，对比伏安特性曲线可知，图象斜率的绝对值krR2，所以电源内阻rkR2；令U0， 得I ，由题意知与横轴截距为a，所以aI ，则Eka.,kR2,1.利用图所示的电路测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差.供选择的器材有： A.电流表A(0
6、0.6 A) B.电压表V1(03 V) C.电压表V2(015 V) D.滑动变阻器R1(020 ) E.滑动变阻器R2(0200 ) G.定值电阻R01 H.开关一个，导线若干 (1)实验中电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(选填相应器材前的字母).,B,D,答案,分析,题眼,(2)闭合开关，电压表和电流表均有示数，但是无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表的读数变化都非常小.同学们讨论后， 在原电路的基础上又加了一个定值电阻R0，问题得 到解决.请你在虚线框内画出改进后的电路图.,见解析图,某位同学记录了6组数据，对应的点已经标在坐标纸上.在图坐标纸上画出UI图线，并根据所画图线可得出干电
7、池的电动势E_ V，内电阻r_ .(结果均保留两位有效数字),0.14(0.130.18),1.5,答案,解析,电路图如图甲所示，UI图线如图乙所示图象的纵截距表示电源电动势，故有E1.5 V， 所以内阻为r 1 0.14 ,2.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻.要求尽量减小实验误差. (1)应该选择的实验电路是图中的_(选填“甲”或“乙”).,甲,答案,解析,干电池内阻相对一般电流表内阻而言较小，为减小电流表分压带来的系统误差，故应选甲.,(2)现有电流表(00.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材： A.电压表(015 V) B.电压表(03 V) C.滑动变阻器(050
8、) D.滑动变阻器(0500 ) 实验中电压表应选用_；滑动变阻器应选用_.(选填相应器材前的字母),干电池电动势约为1.5 V，电压表选B可减小读数误差.滑动变阻器应选C，若选D，由于总阻值较大，则滑片滑动时移动范围小，不便调节.,答案,解析,B,C,(3)某位同学记录的6组数据如表所示，其中5组数据的对应点已经标在图，请标出余下一组数据的对应点，并画出UI图线.,答案,如图所示,(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E_ V，内电阻r_ .,由UEIr可得图象上的纵轴截距E1.50 V，斜率的绝对值r0.83 .,1.50(1.491.51),答案,解析,0.83(0.810.85
9、),(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化.下列示意图中正确反映PU关系的是_.,答案,解析,3.手机、电脑等电器已经普及到人们的日常生活中，这些电器都要用到蓄电池.某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻.蓄电池的电动势约为3 V. A.量程是0.6 A，内阻约为0.5 的电流表； B.量程是3 V，内阻是6 k的电压表； C.量程是15 V，内阻是30 k的电压表； D.阻值为01 k，额定电流为0.5 A的滑动变阻器； E.阻值为010 ，额定电流为2 A的滑动变阻器； F.定值电阻4 ，额定功率4 W； G.开关S一个，导线若干.,
10、(1)为了减小实验误差，电压表应选择_(填器材代号)，图中的导线应连接到_处(填“”或“”)，改变滑动 变阻器阻值的时候，为了使电压表和电流表的 读数变化比较明显，滑动变阻器应选择_ (填器材代号).,蓄电池的电动势约为3 V，电压表C的量程太大，选电压表B.导线接处，与电池串联的定值电阻阻值已知，有利于准确测出电池的内阻.电流表量程为0.6 A，由R 得回路中的总电阻不能小于5 ，滑动变阻器D总阻值太大，操作不方便，滑动变阻器选E.,B,E,答案,解析,(2)用(1)问中的实验电路进行测量，读出电压表和电流表的读数，画出对应的UI图线如图所示，由图线可得该蓄电池的电动势E_ V，内阻r_ .
11、(结果保留两位有效数字),答案,解析,3.2,1.3,由图线在纵轴上的截距可得蓄电池的电动势E3.2 V，图线斜率的绝对值|k|5.3 ，减去与电池串联的定值电阻的阻值4 ，可得电池的内阻r1.3 .,3,命题点二 实验拓展创新,图甲是利用两个电流表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，定值电阻R1和A1内阻之和为10 000 (比r和滑动变阻器的总电阻都大得多)，A2为理想电流表. (1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线.,【例2】,答案,(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至_(填“a端”“中央”或“b端”).,b端,答案
12、,解析,实验前滑动变阻器接入电路电阻值应最大.,(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表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：,在图所示的坐标纸上以I1为纵坐标、 I2为横坐标画出所对应的I1I2图线.,答案,(4)利用所得图线求得电源的电动势E_ V，内阻r_ .(均保留两位小数),答案,解析,0.60(0.550.65),1.49(1.481.50),由图线上读出两组数值，代入EI1(R1RA1)(I1I2)r构成方程组联立求解E和r.,(5)该电路中电源输出的短路电流Im_ A.(保留两位有效数字),答案,解析,2.5(2.32.7),
13、4.某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内阻. A.待测干电池一节，电动势约为1.5 V，内阻约为几欧姆 B.直流电压表V，量程为3 V，内阻非常大 C.定值电阻R0150 D.电阻箱R E.导线和开关,根据如图甲所示的电路连接图进行实验操作.多次改变电阻箱的阻值，记录每次电阻箱的阻值R和电压表的示数U.在 R坐标系中描出的坐标点如图乙所示.,(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则 与R的关系式为 _.,答案,解析,(2)在图乙坐标纸上画出 R关系图线.,答案,(3)根据图线求得斜率k_ V11，截距b_ V1(保留两位有效数字).,0.70(0.690.71),4.4103(4.
14、21034.6103),答案,解析,(4)根据图线求得电源电动势E_ V，内阻r_ (保留三位有效数字).,9.09(7.5010.5),1.52(1.451.55),答案,解析,5.某同学设想运用如图甲所示的实验电路，测量未知电阻 Rx的阻值、电流表A的内阻和电源(内阻忽略不计)的电动势， 实验过程中电流表的读数始终符合实验要求. (1)为了测量未知电阻Rx的阻值，他在闭合开关之前应该将 两个电阻箱的阻值调至_(填“最大”或“最小”)， 然后闭合开关K1，将开关K2拨至1位置，调节R2使电流表A 有明显读数I0；接着将开关K2拨至2位置.保持R2不变，调节R1，当调节R134.2 时，电流表
15、A读数仍为I0，则该未知电阻的阻值Rx_ .,答案,34.2,最大,为了保护电路，需要将电阻箱的阻值都调至最大，因为两种情况下电流表示数相同，Rx和R1等效，所以RxR134.2 .,解析,(2)为了测量电流表A的内阻RA和电源(内阻忽略不计)的电动势E，他将R1的阻值调到R11.5 ，R2调到最大，将开关K2拨至2位置，闭合开关K1；然后多次调节R2，并在表格中记录下了各次R2的阻值和对应电流表A的读数I；最后根据记录的数据，他画出了如图乙所示的图象，根据你所学知识和题中所给字母写出该图象对应 的函数表达式为：_； 利用图象中的数据可求得，电流表 A的内阻RA_ ，电源(内阻忽 略不计)的电动势E_ V.,答案,0.5,4,解析,
