测定电源的电动势和内电阻

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1、测定电源的电动势和内电阻测定电源的电动势和内电阻P3 .【实验目的】 测定电池的电动势和内电阻。 【实验原理】 如图 1 所示,改变 R 的阻值,从电压表和电流表中读出几组 I、U 值,利用闭合电路的欧 姆定律求出几组、r 值,最后分别算出它们的平均值。此外,还可以用作图法来处理数 据。即在坐标纸上以 I 为横坐标,U 为纵坐标,用测出的几组 I、U 值画出 U-I 图象(如图 2)所得直线跟纵轴的交点即为电 动势值,图线斜率的绝对值即为内电阻 r 的值。 【实验器材】 待测电池,电压表(0-3V) ,电流表(0-0.6A) ,滑 动变阻器(10) ,电键,导线。P4 .【实验步骤】 1电流表

2、用 0.6A 量程,电压表用 3V 量程,按电 路图连接好电路。 2把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。 3闭合电键,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组数据(I1、U1) ,用同样方法 测量几组 I、U 的值。 4打开电键,整理好器材。 5处理数据,用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。P5 .【注意事项】 1为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些,可选用已使用过一段时间的 1 号 干电池。 2干电池在大电流放电时,电动势 E 会明显下降,内阻 r 会明显增大,故长时间放电不宜 超过 0.3A,短时间放电不宜超过 0.5A。因此,实验中不要将 I 调得过大,读电表要快,

3、每 次读完立即断电。 3要测出不少于 6 组 I、U 数据,且变化范围要大些,用方程组求解时,要将测出的 I、U 数据中,第 1 和第 4 为一组,第 2 和第 5 为一组,第 3 和第 6 为一组,分别解出 E、r 值再平均。 4在画 U-I 图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别 偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样,就可使偶然误差得到部分的抵消,从而提高精 确度。 5干电池内阻较小时路端电压 U 的变化也较小,即不会比电动势小很多,这时,在画 U- I 图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标 I 必须从零开始) 。但这时

4、图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还 是电源的内阻,这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。P7 .2007 年理综宁夏卷年理综宁夏卷 22、 利用伏安法测量干电池的电动势和内阻,现有的器材为: 干电池:电动势约为 1.5 V,符号电压表:量程 1 V,内阻 998.3 ,符号电流表:量程 1 A,符号 滑动变阻器:最大阻值 10,符号电阻箱:最大阻值 99999.9 ,符号VA图 1图 2(B)(A)(C)(D)GVA VAVA测定一段电阻丝(约5)的电阻测定电源的电动势和内电阻(约3)测定小灯泡(额定电压为2.5V) 的伏安特性曲线测定电流表内阻OI/AU/VA

5、V单刀单掷开关 1 个,符号 导线若干 设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框 内,要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。 为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程应 扩大为原量程的 倍,电阻箱的阻值应为 。解:解: 2; 998.3P8 .2007 年江苏卷年江苏卷 9、某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表 的量 程为 0.6,内阻约 0.1;电压表 的量程为 3,内阻约 6 k; 为小量程电流表; 电源电动势约 3,内阻较小,下列电路中正确的是 ( A B )P 9.07 年上海虹口区教学质量检测三年上海虹口区教学质量检测三 14.(5 分)用电流表

6、和电压表测电源的电动势和内电阻。(1)在下面方框中完成所需电路。 (2)右图所示是根据两个电源的测量数据绘制的图线。由图可知: 图线与电压 U 轴的交点表示 ;电源的内电阻 电源的内电阻(填“大于、小于或等于” ) 。 (3)图中两直线 、的交点表示两个电路中 相等。解:解: (6 分)(1) (2 分)见图 (2)电源的电动势;小于(2 分) (3)外电压、电路中电流强度、外电路消耗的电功率和外电路电阻(只要写出 2 个) (2 分)VAE rSA VGAE rSR( a )11/ AI 0124R/ ( b )31 2P10 .07 年年 1 月广东省汕尾市调研测试月广东省汕尾市调研测试

7、12、 (10 分)利用如图 9 所示的一只电压表、一个 电阻箱和一个电键,研究设计测量一个电池组的电动势和内阻。根据上面实验器材: (1) 简略写出实验方案; (2)画出实验电路图,并用笔画线作导线 将所给器材连接成实验电路。 (3)用记录的实验数据(用符号代替数据) , 写出电动势和内阻的表达式。 解解:(10 分)分) (1)用电阻箱代替了电流表。由于电压可测,由电压、电阻就可以算 出电流。实验方法:改变电阻箱阻值,读出两组外电阻和对应的路端 电压值 R1、U1、R2、U2,根据闭合电路欧姆定律列出两种情况下的方程,解这个方程组可得 E 和 r。 (4 分)rRUUErRUUE22 2

8、11 1,(2)电路图见右图所示;(2 分)(3)。2112212121122121,RURURRUUrRURUUURRE(4 分)P12 .07 届广东惠州市第二次调研考试届广东惠州市第二次调研考试 12 含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”, a、b 是等效电源的两极。为了测定这个等效电源的电动势和内阻,该同学设计了如图乙所 示的电路,调节变阻器的阻值,记录下电压表和电流表的示数,并在方格纸上建立了 U-I 坐标,根据实验数据画出了坐标点,如图丙所示。请你作进一步处理,并由图求出等效电 源的电动势 E= 1.45(0.02) V, 内阻 r= 0.73(0.02) 。 (4 分)由于电压表

9、和电流表的内阻,会产生系统误差,则采用此测量电路所测得的电动势与实 际值相比 偏小 ,测得的内阻与实际值相比 偏小 (填“偏大”、 “偏小”和“相同”) 。 (2 分)P14 .07 年年 1 月山东潍坊市期末统考月山东潍坊市期末统考12 (6 分)利用如图 a 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R 图线如I1图 b 所示,其中 R 为电阻箱读数,I 为电流555 55 5 1 0图 9V555 55 51.01.11.21.31.41.50.10.20.30.40.50.60.7I/A0U/V丙abVA乙ab甲表读数,不计电流表内阻,由此可以得到 E= V,r= .

10、解:解:2(3 分) 1(3 分)P15 .江苏省如东中学江苏省如东中学 06060707 学年上学期期末考试学年上学期期末考试 13现有一特殊的电池,其电动势 E 约为 9V,内阻 r 在 3555 范围,最大允许电流为 50mA。为测定这个电池的电动势和内 阻,某同学利用如图甲的电路进行实验。图中电压表的内电阻很大,对电路的影响可以不 计;R 为电阻箱,阻值范围为 09999;R0是定值电阻。 实验室备有的定值电阻 R0有以下几种规格: A10,2.5W B50,1.0W C150,1.0W D1500,5.0W 本实验应选用 ,其作用是 。 该同学接入符合要求的 R0后,闭合开关 S,调

11、整电阻箱的阻值读出电压表的示数 U,再 改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图乙的图线。则根据该同学所作的图线可知图 象的横坐标与纵坐标的比值表示 。 根据乙图所作出的图象求得该电 池的电动 势 E 为 V,内电 阻 r 为 。解:解: C,作为保护电阻 回路中电流 10V 4650 P17 .2007 年四川理综卷年四川理综卷 22.(2)甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势 E 及电阻 R1和 R2的阻值。实验器材有:待测电源 E(不计内阻),待测电阻 R1,待测电阻 R2,电压表 V(量 程为 1.5V,内阻很大),电阻箱 R(0-99.99),单刀单掷开关 S1,单刀 双掷开关 S

12、2,导线若干。 先测电阻 R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整:闭合 S1,将 S2 切换到 a,调节电阻箱,读出其示数 R 和对应的电压表示数 U1,保持 电阻箱示数不变, 将 S2切换到 b ,读出电压表的示数U2。则电阻 R1的表达式为 R1_。RUUU212甲同学已经测得电阻 R14.8,继续测电源电动势 E 和电阻 R2的阻值。该同学的做法 是:闭合 S1,将 S2切换到 a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数 R 和对应的电压表示数 U,由测得的数据,绘出了如图所示的图线,则电RU11源电动势 E 1.43 或 10/7 V,电阻 R2 1.2 EVrSR0R甲2101( 10 )

13、/RR11/VU2046810120.10.20.30.40.50.60.7乙。利用甲同学设计的电路和测得的电阻 R1,乙同学测电源电动势 E 和电阻 R2的阻值的做 法是:闭合 S1,将 S2切换到 b,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数 R 和对应的电压表示数 U,由测得的数据,绘出了相应的图线,根据图线得到电源电动势 E 和111 RRU电阻 R2。这种做法与甲同学的做法比较,由于电压表测得的数据范围 较小 (选填 “较大” 、 “较小”或“相同” ) ,所以 甲 同学的做法更恰当些。 P20 .广东茂名市广东茂名市 2007 年第一次模考年第一次模考 12(16 分)小明的实验桌上有:

14、A、待测电源一个(电 动势约 3V,内阻小于 1) B、直流电流表(量程 00.63A,0.6A 档的内阻约 0.22,3A 档的内阻约 0.1) C、直流电压表(量程 0315V,3V 档内阻为 15k,15V 档内阻为 25k) D、滑动变阻器(阻值范围为 015,允许最大电流为 1A) E、滑动变阻器 (阻值范围为 01000,允许最大电流为 0.2A) F、开关 G、导线若干 H、小 灯泡(电阻小于 1)。假如你是小明,请你完成: (1)利用给出的器材测电源的电动势和内阻有如图(甲) 、(乙)两种电路,为了减小测量误差, 应选择图 所示电路。 (2)根据你选择的电路将图(丙)中实物连接

15、好。 (3)你选择的滑动变阻器是 (填代号),理由是 ; (4)小明根据测出的数据,作出 UI 图线如图(丁)a 线所示,实验所测电源的电动势为 E= V,内电阻为 r= ; (5)若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线,请你在虚线框内画出实验 电路。要求实验测出的数据尽可能多; (6) 将步骤(4)中得到的数据与步骤(5)得到的数据在同一 UI 坐标系内描点作图,得到如 图(丁)所示的图线 a、b,如果将此电源与小灯泡组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为 。解:解:(1)乙(2 分);(2)图略(2 分);(3)D(1 分),选择 D 电流适中且移动滑片时电流表示数较 明显(1 分);(4)3(2 分),0.75(2

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