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1、实 验 九 测定电源的电动势和内阻一、实验目的 (1)测定电源的电动势和内阻。(2)加深对闭合电路欧姆定律的理解。二、实验器材 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。考点一实验原理与操作典例1(2014北京高考)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。(1)应该选择的实验电路是图实91中的_(选填“甲”或“乙”)。(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 ) 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)(
2、3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图实92的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出UI图线。序号123456电压U(V)1.451.401.301.251.201.10电流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480 图实91 图实92 图实93(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_。(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。图实93的各示意图中正确反映PU关系的是_。由题引知要点谨记1实验电路的选择对应第(1)题 干电池的内阻很小，电流表应内接。2实验仪器的选
3、择对应第(2)题(1)干电池的电动势大约为1.5 V，电压表应选择量程为3 V的。(2)滑动变阻器的选择要注意保证实验的安全性及方便调节的问题。3根据实验数据作图的能力对应第(3)题4通过图线获取信息的能力对应第(4)题(1)在电源的UI图线中，若两坐标轴均从零开始的，则图线与U轴的截距为电源电动势，图线与I轴的截距为电源的短路电流；(2)若U轴不以零开始，则U轴截距仍为电动势，I轴截距不再是短路电流，则r。5.电源输出功率与路端电压的关系对应第(5)题根据电源最大输出功率的条件，当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大。此时电压表示数等于电源电动势的一半，选项C正确。题组突破1(2015浙江
4、名校联考)某同学要测定一电源的电动势E和内电阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用I表示)，一只电阻箱(阻值用R表示)，一只开关和导线若干。该同学设计了如图实94甲所示的电路进行实验和采集数据。图实94(1)该同学设计实验的原理表达式是E_(用r、I、R表示)。(2)该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到_(填“最大值”、“最小值”或“任意值”)，实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为_。(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的 R图像，则由图像可求得，该电源的电动势E_ V，内阻r_ 。(结果均保留两位有效数字)2(201
5、4全国卷)利用如图实95所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值为999.9 )，电阻R0(阻值为3.0 )，电阻R1(阻值为3.0 )，电流表(量程为200 mA，内阻为RA6.0 )，开关S。实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S； 多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；以为纵坐标，R为横坐标，作 R图线(用直线拟合)； 求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。回答下列问题：(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_。(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R3.0 时电流表的示数如图实96所示，读出数
6、据，完成下表。答：_；_。R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077/A16.998.0010.011.011.913.0图实95 图实96 图实97 (3)在图实97的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k_ A11，截距b_ A1。(4)根据图线求得电源电动势E_V，内阻r_。考点二数据处理与误差分析典例2用图实98所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：图实98A电流表(
7、量程0.6 A、3 A)； B电压表(量程3 V、15 V)； C定值电阻(阻值1 、额定功率5 W)； D定值电阻(阻值10 、额定功率10 W)； E滑动变阻器(阻值范围010 、额定电流2 A)； F滑动变阻器(阻值范围0100 、额定电流1 A)。那么：(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_V，电流表的量程应选择_A；R0应选择_的定值电阻，R应选择阻值范围是_的滑动变阻器。(2)引起该实验系统误差的主要原因是_。由题引知要点谨记1数据的分析和处理、选择合适的实验器材对应第(1)题(1)干电池的电动势为1.5 V，故选量程为3 V的电压表。(2)实验中要求通过电源的电流不超过0.6
8、 A。(3)保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表示数的变化范围太小，造成较大的误差。(4)滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取010 能很好地控制电路中的电流和电压，若取0100 会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。2.系统误差产生的原因对应第(2)题,系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测E真，r测r真。 题组突破3(2014大纲卷)现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有：电流表，内阻为1.00 ；电压表；阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5；开关S；
9、一端连有鳄鱼夹P的导线1，其他导线若干。某同学设计的测量电路如图实99所示。(1)按图实99在实物图实910中画出连线，并标出导线1和其P端。 图实99 图实910 图实911(2)测量时，改变鳄鱼夹P所夹的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路，记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I。数据如下表所示。根据表中数据，在图实911中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出UI图线。I(mA)1931531116930U(V)2.512.592.682.762.84(3)根据UI图线求出电源的电动势E_V，内阻r_。(保留2位小数)4(2013安徽高考)根据闭合电路欧姆定律，用图实912
10、所示电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中R0是定值电阻，通过改变R的阻值，测出R0两端的对应电压U12，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在R坐标系中描出坐标点，如图实913所示。已知R0150 ，请完成以下数据分析和处理。 图实912 图实913 (1)图实913中电阻为_的数据点应剔除；(2)在坐标纸上画出R关系图线；(3)图线的斜率是_(V11)，由此可得电池电动势Ex_V。5(2015济宁模拟)老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻，所给的实验器材有：待测电源E，定值电阻R1(阻值未知)，电压表V(量程为3.0 V，内阻很大)，电阻箱R(099.99 )，
11、单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。某同学连接了一个如图实914所示的电路，他接下来的操作是：a拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图实915甲所示的位置后，将S2接到A，闭合S1，记录下对应的电压表示数为2.20 V，然后断开S1；b保持电阻箱示数不变，将S2切换到B，闭合S1，记录此时电压表的读数(电压表的示数如图乙所示)，然后断开S1。 图实914 图实915 (1)请你解答下列问题：图实915甲所示电阻箱的读数为_ ，图乙所示的电压表读数为_ V。由此可算出定值电阻R1的阻值为_ 。(计算结果取3位有效数字)(2)在完成上述操作后，该同学继续以下的操作：将S2切换到A，多次
12、调节电阻箱，闭合S1，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图丙所示的 图像。由此可求得该电池组的电动势E及内阻r，其中E_ V，电源内阻r_。(计算结果保留3位有效数字)考点三实验的改进与创新典例3(2014福建高考)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图实1016甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计 改装的电流表 ，为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0 的定值电阻。(1)已知灵敏电流计的满偏电流Ig100 A、内阻rg2.0 k，若要改装后的电流表满偏电流为200 mA，应并联一只_(保留一位小数)的定值电阻R1。(2)根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路。图实916(3)某次实验的数据如下表所示：测量次数12345678电压表读数U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改装表读数I/mA20
