高考物理復(fù)習(xí)試驗測量電源的電動勢和內(nèi)電阻

1、2008高考物理復(fù)習(xí) 實驗：測量電源的電動勢和內(nèi)電阻一.考點分析掌握基本測量電路，理解路端電壓規(guī)律，弄清電源伏安特性曲線的意義，能根據(jù)相應(yīng)圖 線進行數(shù)據(jù)處理與分析。二.基礎(chǔ)回顧測量電源電動勢和內(nèi)電阻的常用方法:(1)方法一：用一個電流表和一個電阻箱。主要步驟及原理：如圖，合上電鍵KB,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值, 得一組實驗數(shù)據(jù) Ri、1l；改變電阻箱的阻值，再獲得一組實驗數(shù) R2、12。根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I(R+r),帶入兩組數(shù)據(jù)可得方組：可解得:(1)方法二：用一個電壓表和一個電阻箱。主要步驟及原理：如圖，合上電鍵KB,調(diào)節(jié)電阻箱阻值，獲得一組實驗數(shù)據(jù) Ri、Ui；改變電阻箱的阻值，再獲得一組

2、實驗數(shù)據(jù) 山、U2。根據(jù)閉合電路歐姆定律E =U(R + r),帶入兩組數(shù)據(jù)可R得方程組：可解得:(3)方法三：用一個電壓表和一個電流表。主要步驟及原理：如圖，合上電鍵KB,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片獲據(jù)L_|ia程位置，獲得一組實驗數(shù)據(jù) Ii、Ui；改變電阻箱的阻值，再獲得一組實驗數(shù)據(jù)I2、U2O根據(jù)閉合電路歐姆定律U=E _ Ir ,帶入兩組數(shù)據(jù)可得方程組:可解得:以上處方法，由于僅原始數(shù)據(jù)，實驗誤差必然較大,理數(shù)據(jù)的使用兩組為了盡量減小實驗的偶然誤差，應(yīng)該盡量使用更多的原始數(shù)據(jù)，所以, 用圖象法。主要步驟及原理：如圖，合上電鍵變阻器滑片位置，獲得多組組實驗數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)的方法K后，多次調(diào)節(jié)滑動（1

3、1、U1）、（ I2、U2）、（小 U3）（I n、A）。以I為橫坐標(biāo)，以U為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，通過描點法找出實驗數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點。 并將坐標(biāo)點擬合為一條直線。根據(jù)閉合電路歐姆定律U =E-Ir , U-I的函數(shù)關(guān)系圖象為條傾斜直線，如圖。直線與縱軸的交點表示 的大小。,直線與橫軸的交點表示O直線的傾斜程度反映三.例題精講例1.在測定干電池的電動勢和電阻的實驗中，測得干 電池的路端電壓與相應(yīng)的輸出電流的多組數(shù)據(jù)，描得圖象如圖所 示，則干電池的電動勢為 V,內(nèi)電阻為測量電路中， 電流表為什么要采用內(nèi)接法？答案：1.5, 0.25。實驗中所使用的電池的內(nèi)阻一般較小，如果采用電流表外接法，則測

4、出的路端電壓的誤差將較大，測得的電源內(nèi)阻包含了電流表的內(nèi)阻，相對誤差太大。因此本實驗中應(yīng)該采用電流表的內(nèi)接法。例2.在測定干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，使用電壓表（0-3-15V）,電流表（0-0.6-3A ）實驗要進行的步驟有：A.斷開電鍵。B.按照電路圖接好電路。C.改變變阻器滑片的位置.使電流表的示數(shù)足夠大，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)。D.把變阻器的滑片滑到一端使阻值最小。D.把變阻器的滑片滑到一端使阻值最小。 E.改變變阻器的滑片的位置， 記錄一組電壓表和伏特表的示數(shù)，用同樣方法測量并記錄多組I、V值F.閉合電鍵。以上實驗步驟中有什么錯誤和疏漏？?改正后，按實驗的合理順序排列為 。

5、解.(1)由于被測電路為兩節(jié)干電池，電動勢接近 3.0V ,依據(jù)電表選擇原則，故電壓表選(2)本實驗中電流最大時不大于0.5A ,長時間放電時不大于 0.3A。根據(jù)電表的選擇原則電流表選取Ao(3)因為電路中的電流在0.60.3A時對應(yīng)電路中的電阻值為510,故選取E。(4)由E=U+I.r ,列方程可解得：% 544 W 5r = - 廷-小&4W例3.用如圖所示電路(R 1、R 2為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻)測量電源的電動勢E和內(nèi)電阻r時,如果偶然誤差可忽略不計，則下列說法中正確的是 A.電動勢的測量值等于真實值B.內(nèi)電阻的測量值大于真實值C.測量誤差產(chǎn)生的原因是電流表具有內(nèi)阻D.測量誤差產(chǎn)生的原因是

6、測量次數(shù)太少，不能用圖象法求E和r 若將上圖中的電流表去掉，改用量程適中的電壓表來測定電源的電動勢E和內(nèi)電阻r .(1)需要讀取的數(shù)據(jù)是 ;(2)其計算公式是 ;(3)在如圖所示的虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖.答案：ABC、(1)兩次電壓表的讀數(shù)U 1和U 2 E = U 1 U2 (Ri R2)/(U 2R1 U1R2),r = ( (U 2 Ui) / (U 1 R 2 U 2 R 1) ) R1R2(3)電路圖略例4.現(xiàn)有一阻值為 R的定值電阻、一個開關(guān)、若干根導(dǎo)線和一個電壓表，該電壓表表 面上有刻度但無刻度值，要求設(shè)計一個能測定某電源內(nèi)阻的實驗方案(已知電壓表內(nèi)阻很大， 電壓表量程大于電源電

7、動勢，電源內(nèi)阻約為幾歐)要求：(1)畫出實驗電路圖.(2)簡要寫出完成接線實驗步驟。(3)寫出用測得的量，電源內(nèi)阻的表達式 r=。解：實驗電路圖見圖 ，實驗步驟為；斷開開關(guān)，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)Ni；合上開關(guān)，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù) N2,設(shè)每一分度對 |千一應(yīng)的電壓值為5,則人,E=NiU0丫N2U0E = N2U0 ( 2 0)rR聯(lián)立兩式得r = (Ni- N2)解：由由由圖 14- 123例5.某同學(xué)按如圖所示電路進行實驗，實驗時該同學(xué)將變阻器的觸片P移到不同位置時測得各電表的示數(shù)如下表所示：序號A1示數(shù)(A)A2示數(shù)(A)V1示數(shù)(V)V2示數(shù)(V)10.600.302.401.2020.

8、440.322.560.48將電壓表內(nèi)阻看作無限大，電流表內(nèi)阻看作零。(1)電路中E、r分別為電源的電動勢和內(nèi)阻，Ri、R2、R3為定值電阻，在這五個物理量中，可根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)求得的物理量(不要求具體計算)O(2)由于電路發(fā)生故障，發(fā)現(xiàn)兩電壓表示數(shù)相同了 (但不為零)， 若這種情況的發(fā)生是由某電阻引起的，則可能的故障原因是(1)可測出的物理量是R2、R3和E。根據(jù)是:、2、A1 和 A2 示數(shù)可計算 R2=U2/(l1-l2)oV1、A2示數(shù)可計算 R3=U 1/12VA1示數(shù)兩組可計算 E及(r+R1)，即 E=(l 11U12-l12U11)/(l11-l12)及 r+R1=(U12-U

9、11)/(111-I12)但r與R1在本題中不能單獨計算。(2)可能R2斷路，V2與Vi示數(shù)相同，都等于 R3的端電壓；也可能R2、R3都斷路，V2與Vi示數(shù)也相同，都等于電動勢 E。四.跟蹤練習(xí).下面給出多種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法. 又簡便、直觀的方法是其中既能減小偶然誤差,A .測出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組 E=Ui+Iir和E=U2+l2r,求出E、r。B.多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組 E、r,最后分別求出其平均值。C.測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出UI圖像，再根據(jù)圖像求 E、r。D.多測出幾組I、U的數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出斷路時的路端電 壓即為

10、電動勢，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r。.用伏安法測定電池的電動勢和內(nèi)電阻時，有以下實驗步驟：A .打開電鍵，切斷電路B.選擇需要的實驗器材，按電路圖連好電路.C、調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，減小接入電路的電阻，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)D.把滑動變阻器的滑片滑至一端，使接入電路的電阻最大E.逐次減小滑動變阻器接入電路的電阻，記錄多組電流表和電壓表的示數(shù).F.閉合電鍵接通電路.把以上步驟的序號按合理順序填寫在橫線上：.某學(xué)生用電流表和電壓測干電池的電動勢和內(nèi)阻時，所用滑動變阻器的阻值范圍為0-200。連接電路的實物圖(gg y 1眄質(zhì)(1)該學(xué)生接線錯誤或不規(guī)范的是()累;一:/(A)滑動變阻器

11、不起變阻作用(B)電流表接線有錯3”,(C)電壓表量程選用不當(dāng)(D)電壓表接線不妥。4,在圖中，R1=14.0 Q , R2=9.0 Q .開關(guān)S扳到位置1時，測得電流卜 I1=0.20A;當(dāng)S扳到位置2時，測得電流I2=0.30A.求電源的電動勢和內(nèi)電阻.現(xiàn)有一電阻箱，一個開關(guān)，若干根導(dǎo)線和一個電流表，該電流表表面上有刻度但無刻度值， 要求設(shè)計一個能測定某電源內(nèi)阻的實驗方案，(已知電流表內(nèi)阻很小，電流表量程符合要求,電源內(nèi)阻約為幾歐)要求：(1)在右邊方框中畫出實驗電路圖；(2)簡要寫出完成接線后的實驗步驟:(3)寫出用測得的量計算電源內(nèi)阻的表達式r =.用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻，由于

12、電路存在問題，當(dāng)電鍵 S閉合后，移動變阻器的 滑片P時，出現(xiàn)下列異常現(xiàn)象.(A)電流表示數(shù)可變，電壓表示數(shù)始終為零(B)電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)不變(C)電流表燒壞(D)電流表示數(shù)不變，電壓表示數(shù)可變以上四種情況對應(yīng)的電路如圖中的(A), (B), (C),(D).,P乙內(nèi).用伏安法測定電源電動勢和內(nèi)電阻實 驗中，所測電源為兩節(jié)干電池，串聯(lián)電 池組的內(nèi)電阻估計為幾歐以下。(1)畫出實驗電路圖，并連接上面 的實物示意圖，標(biāo)明電鍵閉合前變阻器滑動端的位 置。(2)實驗中測得數(shù)據(jù)如下表所示：在下面的U-I圖中，用作/T圖法求出電動勢和內(nèi)電阻。12345I (A)0.420.800.981.621.96U(V)2.802.602.502.2