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1、 . 实验三：测电源电动势和内阻一、测电源电动势和内阻的方法：1.伏安法：用电流表和电压表测电动势和内阻：滑动变阻器不能选太大的，一般用几十欧的，电压表测的是路端电压。【考察的最多】2.安阻法（电流表与电阻箱）测电动势和内阻：根据闭合电路欧姆定律写出关于R和1/I的关系，计算出斜率和截距再计算电动势和内阻3.伏阻法（电压表与电阻箱）测电动势和内阻：根据闭合电路欧姆定律写出关于1/R和1/U的关系，计算出斜率和截距再计算电动势和内阻二、常见的考法1. 数据处理：根据数据描点、连线、画图、求截距和斜率，再计算电动势和内阻 【考的很多】2. 仪器的选择：电流表一般选0.6A，电压表一般选3V。滑动变
2、阻器一般选几十欧。3. 干路中有保护电阻时，用等效电源法将保护电阻处理掉，再用闭合电路欧姆定律计算表达式。4. 误差分析（考虑电压表内阻和电流表内阻）【典型例题剖析】考点1：伏安法测E,r的实验原理和数据处理例1在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中(1)备有如下器材A干电池1节B滑动变阻器(020 )C滑动变阻器(01 k)D电压表(03 V)E电流表(00.6 A)F电流表(03 A)G开关、导线若干其中滑动变阻器应选_，电流表应选_(只填器材前的序号)滑动变阻器应选阻值比较小的，电源内阻较小，否则调节起来电压变化的范围小。(2)为了最大限度的减小实验误差，请在虚线框中画出该
3、实验最合理的电路图电压表测；路端电压(3)某同学根据实验数据画出的UI图像如图所示，由图像可得电池的电动势为_V，内电阻为_.分析：滑动变阻器应该选用阻值比电源内阻大几倍的电阻，这样调节滑动变阻器可以得到多组数据。如果滑动变阻器阻值比较大，比电源内阻大得多，则不论怎么调节滑动变阻器，路端电压（滑动变阻器上分的电压几乎不变），因此，电压的变化范围太小，做出的图象仅局限在很小的范围内。解析(1)滑动变阻器的最大值一般为待测电阻的几倍时较好，在该实验中因电源内阻比较小，故滑动变阻器选择较小一点的即可，故滑动变阻器应选B.(也可以从便于调节的角度来分析，应该选择阻值较小的滑动变阻器)电流表的量程要大于
4、电源允许通过的电流，对于干电池来讲允许通过的最大电流一般是0.5 A，故需要选择00.6 A量程的电流表，所以电流表应选E.(2)电路图如图所示(3)由题UI图像可知：纵截距为1.5 V，故电池的电动势为1.5 V；内电阻r1 .答案(1)BE(2)见解析图(3)1.51考点：U-I图象读电动势和内阻、滑动变阻器的选择、电流表的选择、伏安法测电动势的电路图。1-1用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r，所用电路如图(a)所示，一位同学测得的六组数据如下表所示.组别123456电流I/A0.120.200.310.320.500.57电压U/V1.371.321.241.181.101.05
5、(1)试根据这些数据在图(b)中作出UI图线(2)根据图线求出电池的电动势E_V，电池的内阻r_.答案(1)见解析图(2)1.46(1.451.47均可)0.71(0.680.74均可)解析本题考查用作图法处理实验数据的能力作图线时应使尽可能多的点落在直线上，个别偏离太远的点应舍去，图线如图所示由图线与纵轴的交点可得电动势E1.46 V，再读出图线与横轴交点的坐标(0.65,1.00)，由r|得r0.71 .考点：根据数据作图（剔除掉间隔太远的点）考点2：安阻法测E，r的实验原理与数据处理【例2】某研究性学习小组利用如图甲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乙所示的R图线
6、，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E_，r_.解析由欧姆定律有，EI(Rr)，Rr.由此知题图乙中图线的斜率为电动势E，纵轴截距大小为内阻r.E3.0 V，r1.0 .答案3.0 V1.0 考点：安阻法测电阻的基本原理、从图象计算斜率和截距（计算电动势和内阻）2-1(伏阻法)某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内电阻，使用的器材还包括定值电阻(R05 )一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图所示(1)在图的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接(2)请完成下列主要实验步骤：检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图所示，读得电阻值是_；将开关S1闭合
7、，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V；电压表与电源直接相连，测量的就是电源电动势将开关S2_，电压表的示数是1.16 V；断开开关S1.(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_(计算结果保留两位有效数字)答案(1)如图所示(2)20 闭合(3)0.69 解析(2)由题图读得电阻箱阻值为R20 ；将S1闭合S2断开，电压表示数为电源电动势E1.49 V，再将S2闭合，电压表示数为R两端电压将电压表视为理想电表，则干路电流I A0.058 A(3)因为I，所以rR0R(520)0.69 .考点：欧姆定律、闭合电路欧姆定律点评：此题就只测了一组数据，电动势用电压表与电源相连后测出，内阻是用
8、闭合电路欧姆定律计算得出。没有从图象上计算电动势和内阻。【巩固训练】1.【2016,北京】某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是（ ）A一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B一个伏特表和多个定值电阻C一个安培表和一个电阻箱D两个安培表和一个滑动变阻器【答案】D【解析】A中根据闭合回路欧姆定律可得，可测量多组数据列式求解，A正确；B中根据欧姆定律可得，测量多组数据可求解，B正确；C中根据欧姆定律可得，可测量多组数据列式求解，C正确；D中两个安培表和一个滑动变阻器，由于不知道滑动变阻器的电阻，故无法测
9、量，D错误。【考点定位】考查了闭合回路欧姆定律的应用【方法技巧】对于闭合回路欧姆定律的应用，一定要注意公式形式的变通，如本题中，结合给出的仪器所测量的值，选择或者变通相对应的公式。2.（多选）用图象法计算电动势和内阻时，先要描点，就是在U-I坐标系中描出与每组I、U值对应的点，以下说法正确的是（）【BCDE】A.这些点应当准确地分布在一条直线上，即U-I图线应通过每个点B.这些点应当基本在一条直线上，由于偶然误差不能避免，所以U-I图线不可能通过每一个点C.画U-I图线应当使它通过尽可能多的描出的点D.不在U-I图线上的点应大致均衡地分布在图线的两侧，个别偏离直线太远的点，应当舍去E如果电压的
10、变化范围比较小，为了图像更加直观，纵轴起点可以不从O开始。【分析】：画图中描点需要注意的。这道题的E选项是改编的！3.（多选）在测定电池的电动势和内阻的实验中，有待测电池、开关和导线，配合以下仪器，可以达到实验目的的是（ ）【ABC】A.一只电流表和一个电阻箱。 B.一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器 C.一只电压表和一个电阻箱 D.一只电流表和一个滑动变阻器【分析】：这道题考察的是实验原理。用哪些仪器可以测量电动势和内阻4.下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既减小偶然误差，又直观、简便的方法是（ ）CA测出两组I，U的数据，代入方程组E=U1+I1r和E=U2+
11、I2r中，即可求出E和r B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U-I图像，再根据图像求E，r D多测出几组I，U数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出开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内电阻r【分析】：如何来计算电动势和内阻。5.“测定电池的电动势和内阻”的实验中，下列注意事项中错误的是（ ）【B】A.应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显B.应选用内阻较小的电压表和电流表【电压表电阻较大，电流表的电阻较小】C.移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D.根据实验记录的数据作UI图像
12、时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧6.某研究性学习小组利用如图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所示的1/I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E=_V，r=_.【分析】：利用电阻箱和电流表测电动势时，根据闭合电路欧姆定律写出电阻R和1/I的函数关系式，斜率表示电动势，截距表示内阻。没必要记下这个结论，但是要会用闭合电路欧姆定律分析表达式。【答案】：2.9V 0.9（好像也等于1.0）7.在测定一节干电池(电动势约为1.5V,内阻约为2)的电动势和内阻的实验中,变阻器、电压表、电流表各有两个供选:A电压表量程为1
13、5V,B电压表量程为3 V；A电流表量程为0.6A，B 电流表量程为3A；A变阻器为(20,3 A),B变阻器为(500,0.2 A). （1） 电压表应该选_(填A或B),这是因为_.（2） 电流表应该选_(填A或B) ,这是因为_.（3） 变阻器应该选_(填A或B),这是因为_。【分析】：滑动变阻器选择比较小的，便于调节；电流表选量程较小的【答案】：B,A,A8.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r，所用电路如图（a）所示，一位同学测得的六组数据如下表所示（1）试根据这些数据在图（b）中作出U-I图线（2）根据图线求出电池的电动势E=_ V，电池的内阻r=_（3）若不作出图线，只选用其中两种U和I的数据，可利用公式E=U1+I1r和E=U2+I2r算出，这样做可能得出误差很大的结果，选用第_组和第_组数据，求得的E和r误差最大。【分析】：此题主要考察一下根据数据描点，画图，求出电动势和内阻。【答案】： 1.45V，0.70 ； 3,49.某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的其它器材有：A电压表V：0-3-15V B电流表A：0-0.6-3A；C变阻器R1（20，1A）； D变阻器R2（1000，0.1A）；E电键S和导线若干。（1）实验中电流表应选出的量程为_；电压表应选用的量程为_
