山東省德州市高中物理 2.10實驗：測定電池的電動勢和內阻（教師版） 新人教版選修31.doc

第10節(jié)實驗：測定電池的電動勢和內阻1由euir知，只要測出u、i的兩組數(shù)據(jù)，就可以列出兩個關于e、r的方程，從而解出e、r，因此用電壓表、電流表加上一個可變電阻就能測e、r，電路圖如圖所示若采用此方法，為了減小誤差，可以多測幾組i和u的數(shù)據(jù)，分別列出若干組聯(lián)立方程求出若干組e和r，最后以e的平均值和r的平均值作為實驗結果或以i為橫坐標，u為縱坐標建立直角坐標系據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點此時大致可以看出這些點呈直線分布，如果發(fā)現(xiàn)個別明顯錯誤的數(shù)據(jù)，應該把它剔除用直尺畫一條直線，使盡量多的點落在這條直線上，不在直線上的點能均勻分布在直線兩側，這條直線就能很好地代表ui關系，這條直線與u軸的交點表示i0，屬于斷路的情況，這時的電壓u等于電動勢，這條直線與i軸的交點表示u0，屬于短路的情況，根據(jù)短路電流i短跟電源內阻r、電動勢e的關系r，就可計算出電源的內阻2由eirir可知，只要能得到i、r的兩組數(shù)據(jù)，列出關于e、r的兩個方程，就能解出e、r，用到的器材有電源、開關、變阻箱、電流表，電路圖如圖所示3由eur知，如果能得到u、r的兩組數(shù)據(jù)，列出關于e、r的兩個方程，就能解出e、r，用到的器材是電源、開關、變阻箱、電壓表，電路圖如圖所示4用伏安法測電池的電動勢和內阻的實驗中，下列說法中錯誤的是()a應選用舊的干電池作為被測電源，以使電壓表讀數(shù)變化明顯b應選用內阻較小的電壓表和電流表c移動滑動變阻器的滑片時，不能使滑動變阻器短路造成電流表過載d使滑動變阻器阻值盡量大一些，測量誤差才小答案bd解析選用電表時應選用內阻較大的電壓表和內阻較小的電流表；同時，滑動變阻器的阻值不能太大，如果太大不便于調節(jié)5為測定電池的電動勢和內阻，待測電池、開關、導線配合下列儀器可達到實驗目的的是()a一只電流表和一只電阻箱b一只電壓表和一只電阻箱c一只電流表和一個滑動變阻器d一只電壓表和一個滑動變阻器答案ab解析由eirir知測e、r用一只電流表測電流，用電阻箱改變外電阻并可讀出阻值，只要獲得兩組i、r數(shù)據(jù)即可求得e、r，用滑動變阻器無法確定接入電路的電阻，故a正確，c不可行；由eur知測e、r用一只電壓表和一只電阻箱可獲得兩組u、r值求出e、r，故b可行；若用一只電壓表和一個滑動變阻器不可以，因滑動變阻器接入電路的阻值無法確定，故d不能達到目的【概念規(guī)律練】知識點一實驗原理1在測量電源電動勢和內阻的實驗中，電源的電動勢約為6 v，內阻約為0.5 ，電流表的內阻為0.5 ，電壓表的內阻為6 k.為了減小實驗誤差，應當采用的電路是選項中的()答案a解析電流表的內阻與電源的內阻差不多，采用電流表外接法b圖測的實際上是電源內阻和電流表內阻之和，誤差較大，故選a、d圖錯誤，c圖無法測出2圖是根據(jù)某次測定電源的電動勢和內阻的實驗記錄的數(shù)據(jù)作出的ui圖象，下列關于這個圖象的說法中正確的是()a縱軸截距表示待測電源的電動勢，即e3.0 vb橫軸截距表示短路電流，即i00.6 ac根據(jù)r，計算出待測電源內阻為5 d根據(jù)r|，計算出待測電源內阻為1 答案ad解析由于縱坐標并非從零開始，故橫軸截距不是短路電流，內阻r| 1 .知識點二電路的連接3如圖所示是測量兩節(jié)干電池組成的串聯(lián)電池組的電動勢和內電阻的實驗所用器材，用實線將它們連成實驗電路答案見解析圖解析甲首先畫出實驗電路圖如右圖甲所示依據(jù)電路圖連接實物圖如圖乙所示因為待測電源電動勢約為3 v，所以電壓表選用03 v的量程；干電池的允許電流一般在0.5 a左右，所以電流表應選用00.6 a的量程；還有一點就是注意開關閉合前，要使變阻器接入電路的阻值盡量大些，保護電流表，以防燒壞乙方法總結連接實物電路圖時，要注意以下幾點：(1)先畫出原理圖，這是連接實物的依據(jù)(2)先接干路，再接支路，例如本題中電壓表可看做支路，因此先把電源、開關、電流表、滑動變阻器依順序連成閉合電路，最后再把電壓表的正負接線柱連接到相應的位置(3)注意電源的正負極、電表的正負接線柱、電表量程的選擇以及滑動變阻器接線柱的合理選用【方法技巧練】一、實驗器材的選擇方法4用如圖所示電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻電池的內阻較小，為了防止在調節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻r0起保護作用除電池、開關和導線外，可供使用的實驗器材還有： (a)電流表(量程0.6 a、3 a)；(b)電壓表(量程3 v、15 v)；(c)定值電阻(阻值1 、額定功率5 w)；(d)定值電阻(阻值10 、額定功率10 w)；(e)滑動變阻器(阻值范圍010 、額定電流2 a)；(f)滑動變阻器(阻值范圍0100 、額定電流1 a)那么：(1)要正確完成實驗，電壓表的量程應選擇_ v，電流表的量程應選擇_ a；r0應選擇_ 的定值電阻，r應選擇阻值范圍是_ 的滑動變阻器(2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是_答案(1)30.61010(2)電壓表的分流解析(1)一節(jié)干電池的電動勢為1.5 v，所以電壓表量程選擇3 v即可，一節(jié)干電池的允許電流在0.6 a以下，因此電流表量程選擇0.6 a即可r0起保護作用使電路中的電流在0.6 a以下，若選用定值電阻10 ，估算最大電流為imax”、“”或“ecrbrarc4. 用一只高阻值的電壓表和電阻箱，可以測得電源的電動勢和內阻，按圖所示連接電路，實驗時先閉合s1，從電壓表中讀得u12 v，再閉合s2，改變電阻箱的電阻，當r24 時，u21 v，由上述數(shù)據(jù)可知，該電池的電動勢e_，內阻r_.答案2 v24 解析由題意可知，電壓表內阻為高阻值，則在先閉合s1時，u1e2 v；當再閉合s2且r24 ，u21 v時，i a，由閉合電路電壓關系有u內eu21 v則r24 .5在“測定電源的電動勢和內阻”的實驗中，已連接好部分實驗電路(1)按如圖甲所示的實驗電路，把圖乙中剩余的電路連接起來(2)在如圖乙所示的電路中，為避免燒壞電表，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于_端(填“a”或“b”) (3)圖是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的ui圖象，由圖可知，電源的電動勢e_ v，內阻r_ .答案(1)見解析(2)b(3)1.51.0解析(1)電路連接如右圖(2)閉合開關前，滑動變阻器接入電路中的阻值應該最大，故滑片應置于b端(3)由圖象可知，電源電動勢為1.5 v，內阻r 1.0 .6給你一個伏特表、一個電阻箱、開關及導線等，如何根據(jù)閉合電路歐姆定律測出一節(jié)干電池的電動勢和內電阻(1)畫出電路圖 (2)實驗過程中，將電阻箱撥到45 時，伏特表讀數(shù)為0.90 v；若將電阻箱撥到圖甲所示的_ 時，伏持表的讀數(shù)如圖乙所示是_ v.(3)根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)中，可以算出該節(jié)干電池的電動勢e_ v，內電阻r_ .答案(1)電路圖如下圖所示(2)1101.10(3)1.30207用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內電阻的實驗中，所用電流表和電壓表的內電阻分別為0.1 和1 k，如圖所示為所需的器材 (1)請你把它們連成實驗電路，注意兩個電表要選用適當量程，并要求變阻器的滑動片在左端時其電阻值最大(2)一位同學記錄的6組數(shù)據(jù)見下表，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中畫出ui圖線，根據(jù)圖線求出電池的電動勢e_ v，內阻r_ .i/a0.120.200.310.320.500.57u/v1.371.321.241.181.101.05答案(1)按要求連實驗實物圖(2)ui圖線1450.698. 某研究性學習小組利用如圖所示電路測量電池組的電動勢e和內阻r.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖所示的r圖線，其中r為電阻箱讀數(shù)，i為電流表讀數(shù)，由此可以得到e_ v，r_ .解析解法一：特殊值代入法從圖象中取兩個點a和b