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1、柘荣一中 物理小张同步导学第 09 节测定电源的电动势和内电阻【知能准备】1.闭合电路欧姆定律的内容是怎样的？2.测定电源的电动势和内电阻的实验原来就是闭合电路欧姆定律，对于一个给定的电池，电动势和内电阻是一定的，由闭合电路欧姆定律可以写出电源电动势 E、内电阻 r 与路端电压 U、电流 I 的关系式，为 。根据这个关系式，你可以利用哪些实验器材来测定电源的电动势 E 和内电阻 r？画出实验电路图。3.根据闭合电路欧姆定律，可以写出电源电动势 E、内电阻 r 与电路电流 I 、电路外电阻R 的关系式，为 。根据这个关系式，你可以利用哪些实验器材来测定电源的电动势 E 和内电阻 r？画出实验电路
2、图。4. 根据闭合电路欧姆定律，可以写出电源电动势 E、内电阻 r 与路端电压 U 、电路外电阻 R 的关系式，为 。根据这个关系式，你可以利用哪些实验器材来测定电源的电动势 E 和内电阻 r？画出实验电路图。【同步导学】用伏安法测电源电动势和内电阻时应注意：（1）应选用内阻大一些（用过一段时间）的干电池，在本实验中不要把电流调得过大，每次读完示数后立即断电。（2）在画 U-I 图象时，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，就可以使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。（3）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
3、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）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，不过直线斜率的大小照样还是电源的内电阻。例 1 在用电流表和电压表测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阻分别为 0.1 和 1k.下面分别为实验原理图及所需的器件图 .（例 1）（1）.试在下图中画出连线,将器件按原理图连接成实验电路.柘荣一中 物理小张（2）一位同学记录的 6 组数据见表.试根据这些数据在下图中画出 U-I 图线.根据图象读出电池的电动势 E= V，根据图象求出电池内阻 r= .I(A) 0.12
4、 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05解析：（1）按照实物原理图将实物连接如图。（2）根据表格中 U、I 数据，在方格纸 U-I 坐标上找点描迹如图，连直线时第四组数据(0.32A,1.18V)标出的点应该舍去不顾，然后将直线延长，交 U 轴于 U1=1.46V（1.441.48 也对），此即为电源电动势；交 I 轴于 I=0.64A，注意此时 U2=1.00V，由闭合电路欧姆定律得。测得 （0.670.77 也对）。rEI2 7.064.12Er解答：柘荣一中 物理小张解答如图.E=1.460.02V，r=0.7
5、20.05.例 2 用一只电流表和一只电压表测电池电动势和内电阻的实验电路有如图所示的甲、乙两种，采用甲图测定 E 和 r 时产生的系统误差主要是由于 ；采用乙图测定 E 和 r 时产生的系统误差主要是由于 ，为了减小上述系统误差，当 R 远小于 RV 时，应采用 电路。（例 2）解析：采用甲图时系统误差主要是由于电压表分流，这时电流表的示数比干路电流小；采用乙图时系统误差主要是由于电流表分压，这时电压表的示数比路端电压小；当 R 远小于柘荣一中 物理小张RV 时，应采用图甲电路【同步检测】1.在测定电池的电动势和内电阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列哪些仪器.可以达到测定目的( )A.
6、一只电流表和一只滑动变阻器B.一只电流表和一只电压表C.一只电流表和一只电阻箱D.一只电压表和一只电阻箱2.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 （ ）A测出两组 I，U 的数据，代入方程组 E=U1+I1r 和 E=U2+I2r 中，即可求出 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 E，rD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压势 E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻 r3. 如图所
7、示，R 为电阻箱， 为理想电压表当电阻箱读数为 R1=2 时，电压表读数为VU1=4V；当电阻箱读数为 R2=5 时，电压表读数为 U2=5V求：(1)电源的电动势 E 和内阻 r(2)当电阻箱 R 读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值 Pm 为多少? （第 3 题）【综合评价】1.用电压表、电流表测定 a、b 两节干电池的电动势 Ea、E b 和内电阻 ra、r b 时，画出的图线如图所示，则( )柘荣一中 物理小张（第 1 题）A.EaEb，r arb B.EaEb，r arb D.EaEb，r arb2.在图所示的电路中，R 1、R 2 为标准电阻，测定电源电动势和内电阻时，如果偶然
8、误差可以忽略不计，则电动势的测量值_真实值，内电阻的测量值_真实值，测量误差产生的原因是_.（第 2 题）3.在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： 干电池 E（电动势约为 1.5V、内电阻大约为 1.0 ） 电压表 V（015V） 电流表 A（00.6A、内阻 0.1 ） 电流表 G（满偏电流 3mA、内阻 Rg=10 ） 滑动变阻器 R1（010 、10A） 滑动变阻器 R2（0100 、1A） 定值电阻 R3=990 开关、导线若干1 为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_（填写字母代号）； 请在线框内画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的
9、符号。柘荣一中 物理小张（第 3 题）(3) 上图为某一同学根据他设计的实验，绘出的 I1I2 图线（I 1 为电流表 G 的示数，I 2 为电流表 A 的示数），由图线可求得被测电池的电动势 E =_V，内电阻 r =_ 。4.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，变阻器和电压表各有两个供选：A 电压表量程为 15V，B 电压表量程为 3V，A 变阻器为(20，3A)，B 变阻器为 (500，0.2A) 。电压表应该选_(填 A 或 B)，这是因为_；变阻器应该选_(填 A 或 B)，这是因为_。5.要求测量由 2 节干电池串联而成的电池组的电动势 E
10、 和内阻 r（约几欧），提供下列器材：电压表 V（量程 3V，内阻 1k）、电压表 V2（量程 15V，内 阻 2k）、电阻箱（09999 ）、开关、导线若干。柘荣一中 物理小张（第 5 题）某同学用量程为 15 V 的电压表连接成如图所示的电路，实验步骤如下：（l）合上开关 S，将电阻箱 R 阻值调到 R110，读得电压表的读数为 U1（2）将电阻箱 R 阻值调到 R220 ，读得电压表的读数为 U2，由方程组U1 U 1r/R1、U 2 U 2/R2 解出 、r为了减少实验误差，上述实验在选择器材和实验步骤中，应做哪些改进？6.测量电源 B 的电动势 E 及内阻 r（E 约为 4.5V，r
11、 约为 1.5）。器材：量程 3V 的理想电压表 ，量程 0.5A 的电流表 （具有一定内阻），固定电阻V AR=4，滑动变阻器 R，开关 S，导线若干。 画出实验电路原理图。图中各无件需用题目中给出的符号或字母标出。实验中，当电流表读数为 I1 时，电压表读数为 U1；当电流表读数为 I2 时，电压表读数为 U2。则可以求出 E= ，r= 。（用 I1，I 2，U 1，U 2 及 R表示）参考答案：第九节 测定电源的电动势和内电阻【知能准备】1、闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电子成反比。2、柘荣一中 物理小张3、 4、rRUEIrREIrU【同步检测】1CD 2C 3、 （1）6V r=1 （2）R=1 时 P 有最大功率 9W 【综合评价】1A 2、等于，大于电流表具有内电阻3、R 1； 电路图如上图所示；1.47（1.461.48 均可）；0.83 (0.810.85 均可)4、B，A 电压表的量程过大，误差较大；A，B 变阻器额定电流过小且调节不便。5、应选用量程为 3V 的电压表改变电阻箱阻值 R，读取若干个 U 的值，由 IU/R 计算出电流的值，然后作出 UI 图线，得到 、r 。6、实验电路原理图如图。 RIUIU2121
