高中物理第二章电路第九节实验-测定电源的电动势和内阻练习粤教版选修3-1

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(粤教版)高中物理【选修3-1】第2章《电路》章末知识整合课时检测及答案

【金版新学案】2014-2015学年高中物理第2章电路章末知识整合课时检测粤教版选修3-1基本计算专题一电路中能量转化的分析(1)电功：W＝UIt.(2)电功率：P电＝UI.(3)热量：Q＝2I Rt.(4)热功率：P热＝2I R.分析与方法：闭合电路中电功、热量和电功率、热功率的问题本质上都是能量转化和守恒问题．分析这类问题时，要注意区分电功和热量、电功率和热功率，抓住能量守恒这条主线；在纯电阻电路中，电功和热量相等，电功率和热功率相等；在非纯电阻电路中，电功大于热量，电功率大于热功率．一台洗衣机上的电动机的额定电压U＝220 V，线圈电阻R＝1 Ω，在额定电压下正常运转时电流I＝2 A，求：(1)电动机消耗的总功率和发热功率．(2)电动机的输出功率．解析：(1)电动机总功率即为电功率P总＝UI＝220×2 W＝440 W；发热功率即为线圈电阻的热功率P热＝I R2＝22×1 W＝4 W.(2)电动机的输出功率即为电动机的机械功率，由能量守恒可得：P总＝P出＋P热，所以P出＝P总－P热＝436 W.答案：(1) P总＝440 W P热＝4 W (2)P出＝436 W点评：电动机是非纯电阻元件，解答时要注意从能量转化和守恒的角度理解其消耗功率、发热功率和输出功率之间的关系．练习1．一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V，电流为0.3 A；松开转轴，在线圈两端加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作．求：该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？解析：电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：r ＝U/I ＝0.30.3Ω＝1 Ω，电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为P 入＝I 1·U 1＝0.8×2 W＝1.6 W ，电动机的机械功率P 机＝P 入－I 21·r ＝1.6 W －0.82×1 W＝0.96 W. 答案：1.6 W 0.96 W专题二动态电路的分析在恒定电路中，常会由于某个因素的变化而引起整个电路中一系列电学量的变化，出现牵一发而动全身的情况，此类问题即为动态电路问题．方法一：“程序法”分析这类问题的常用方法是“程序法”，即从阻值变化的部分入手，由串、并联规律判断R 总的变化情况，再由欧姆定律判断I 总和U 外的变化情况，最后由部分电路欧姆定律判定各部分的变化情况．电动势为E ，内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时，下列说法正确的是( ) A ．电压表和电流表的读数都增大 B ．电压表和电流表的读数都减小 C ．电压表的读数增大，电流表的读数减小 D ．电压表的读数减小，电流表的读数增大解析：当滑动变阻器触点向b 端移动时，滑动变阻器的电阻R 增大，则R和R 2的并联电阻增大，回路外电阻R 外增大，由闭合电路欧姆定律I 总＝E R r 外可知，干路电流减小．由U＝E－I总r可知，路端电压增大，故电压表读数增大；R1两端的电压U1＝I 总R1，R2两端的电压U2＝U－U1，所以加在R2两端电压U2增大，流过R2的电流增大，流过电流表的电流I3＝I总－I2，故电流表的读数变小．综上所述可知，选项C正确．答案：C点评：分析动态电路问题时，关键是明确分析物理量的顺序，先部分再整体再部分；分析部分电路时，要先分析不变部分，再分析变化的部分；要注意思维的变换，分析电压不行时再分析电流．方法二：“并同串反”①“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小．②“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大．如图所示的电路中，R1、R2、R3、和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动角点向图中a端移动时( )A．I变大，U变小 B．I变大，U变大C．I变小，U变大 D．I变小，U变小解析：本题中变量是R5，由题意知，R5的等效电阻变小．简化电路结构可各知，电压表V，电流表A 均与R 5间接并联，根据“串反并同”的原则，电压表V ，电流表A 的读数均与R 5的变化趋势相同，即两表示数均减小．答案：D点评：(1)近几年高考对电路的分析和计算，考查的重点一般不放在基本概念的理解和辨析方面，而是重在知识的应用方面．本题通过5个电阻与电表的串、并联构成较复杂的电路，关键考查考生简化电路结构、绘制等效电路图的能力．然后应用“串反并同”法则，可快捷得到结果．(2)注意“串反并同”法则的应用条件：单变量电路．对于多变量引起的电路变化，若各变量对同一对象分别引起的效果相同，则该原则的结果成立；若各变量对同一对象分别引起的效果相反，则“串反并同”法则不适用．练习2．(双选)如图所示，图中的四个表均为理想表，当滑动变阻器的滑动触点向右端滑动时，下列说法正确的是( )A ．电压表1V 的读数减小，电流表1A 的读数增大B ．电压表1V 的读数增大，电流表1A 的读数减小C ．电压表2V 的读数减小，电流表2A 的读数增大D ．电压表2V 的读数增大，电流表2A 的读数减小解析：当滑动变阻器的滑动触点向右端滑动时，R 的阻值减小，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律，电路中的总电流增大，即电流表A 1的读数增大；电压表V 1的读数为电路的路端电压，其读数减小，故A 正确．路端电压减小则电流表A 2的读数减小；总电流增大，A 2电流减小，则流过R 2的电流增大，故电压表V 2的读数增大，D 正确．答案：AD专题三电路故障分析方法故障类型①短路：电路被短路部分有电流通过(电流表有示数)被短路两点之间没有电压(电压表无示数)②断路：电路断路部分没有电流通过(电流表无示数)断路两点之间有电压，断路同侧导线两点无电压电路故障分析思路①认真审题，判断电路各元件连接方式，明确电流表、电压表测量的元件，各开关控制的元件．②根据故障现象分析有无电流，得出电路是短路还是断路．③根据电表示数变化分析找出故障位置．★利用电流表、电压表判断电路故障★(1)电流表示数正常而电压表无示数“电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表．故障原因可能是：①电压表损坏；②电压表接触不良；③与电压表并联的用电器短路．(2)电压表有示数而电流表无示数“电压表有示数”表明电路中有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表．故障原因可能是：①电流表短路；②和电压表并联的用电器断路(3)电流表电压表均无示数“两表均无示数”表明无电流通过两表，除了两表同时短路外，可能是干路断路导致无电流．★利用电导线判断电路故障★(主要判断断路故障)电路中无电流或灯泡不发光：将导线接在两点间，如果电路中有电流(或电路中灯泡发光了)，说明此两点间有断路．在如图所示电路中，电源电压不变，闭合开关S，电路正常工作一段时间后，发现其中一个电压表示数变大，则( )A．L可能变亮 B．R可能断路C．灯L可能断路 D．电阻R可能短路V 解析：首先分析电路的连接方式与电表的作用对象．灯L与电阻R串联，V测电源电压，1V 测电阻R电压．其次，从故障现象看，有一个电压表示数变大，而电源电压不变则可判断是1示数变大．根据上面的“故障分析思路”可判断：可能是灯L短路，或者可能是电阻R断路V也测电源电压)．所以，此题应选答案B.(1答案：B如图所示，开关S闭合电灯不亮，为了检查图中电路故障，现用一根导线进行判断，当导线连接BC时，灯不亮；当导线连接CD时，灯也不亮；当导线连接DE时，灯亮了．则电路故障原因是( )A．电阻R断路B．电灯L断路C．R、L同时断路D．变阻器R断路解析：在串联电路中，灯不亮，有两种可能，第一：灯短路；第二：电路中有断路处．根据导线的连接现象判断，应该不是第一种故障，所以是电路中有断路处．当把断路处连接好，灯就会亮．所以，此题应选答案D.答案：D专题四含容电路含电容电器的分析与计算方法在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流．一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它．简化后若要求电容器所带电量时，可接在相应的位置上．分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压．(2)当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等． (3)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．如图所示，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝1 Ω，电阻R 1＝3 Ω，R 2＝2 Ω，R 3＝5 Ω，电容器的电容C 1＝4μF ，C 2＝1μF.求：(1)当S 闭合时间足够长时，C 1和C 2所带的电量各是多少？(2)然后把S 断开，S 断开后通过R 2的电量是多少？解析：(1)当S 闭合时间足够长时，C 1两端的电压等于R 2两端的电压；C 2两端的电压等于路端电压回路电流I ＝12++E r R R ＝2 A.C 1两端的电压U C1＝U 2＝IR 2＝4 VC 1的带电量为：Q 1＝C C U 11＝4×106－×4 C＝1.6×105－ C C 2两端的电压C U 2＝U ＝I(R 1＋R 2)＝10 VC2的带电量为：Q2＝CC U22＝1×106－×10 C＝1.0×105－ C(2)断开S后，电容器C1通过电阻R2、R3放电；电容器C2通过电阻R1、R2、R3放电，放电电流均流过R2，且方向相同．因此，通过R2的电量为：Q＝Q1＋Q2＝1.6×105－ C＋1.0×105－ C＝2.6×105－C.答案：(1)1.6×510－ C 1.0×510－ C(2)Q＝2.6×510－ C实验部分专题一万用表及其应用用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量：①旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻度线.②将K旋转到电阻挡“×100”位置.③将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件______，使指针对准电阻的________(填“0 刻线”或“∞刻线”).④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按________的顺序进行操作，再完成读数测量．A．将K旋转到电阻挡“×1”的位置B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准解析：(1)首先要对表盘机械校零，所以旋动部件是S.接着是欧姆调零，将“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件T，让表盘指针指在最右端零刻度处．当两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，必须将指针指在中间刻度附近，所以要将倍率调大．原因是指针偏转小，则说明刻度盘值大，现在要指针偏大即刻度盘值要小，则只有调大倍率才会实现．所以正确顺序ADC.答案：①S；③T；0刻线；④ADC练习3．如图是某同学连接的实验实物图，使用四节电动势为1.5 V的干电池做电源，合上开关S 后发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：(1)用多用电表的直流电压挡进行检查：①那么选择开关应置于下列量程的几挡；A．2.5 V B．10 V C．50 V D．250 V②在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________点(填“a”或“b”)(2)用欧姆挡的×1挡检查c、f段电路情况①测试前，应将开关S________；(填“断开”或“闭合”)②测试结果如表格所示，由此可以断定这段电路的故障是A.灯A 断路 B ．灯B 断路C ．灯A 、B 都断路 D ．de 间导线断路答案：(1)B ；a (2)断开；D专题二测定电源的电动势和内阻为了测定某一电源的电动势E 和内阻r(E 约为4.5 V ，r 约为1.5 Ω)，实验室提供的实验器材有：量程为3 V 的理想电压表V ；量程为0.5 A 的电流表A(具有一定内阻)；固定电阻R ＝4 Ω；滑动变阻器R′；电键K ；导线若干．(1)画出实验原理图．(2)实验中，当电流表的读数为I 1时，电压表的读数为U 1；当电流表的读数为I 2时，电压表的读数为U 2.则可以求出E ＝________，r ＝________.解析：(1)电路中的短路电流I 0≈Er ＝3 A ，大于电流表量程，所以必须使用固定电阻保护电路，兼顾干路中电流测量的准确性，采用如图所示的电路．(2)由闭合电路欧姆定律有： U 1＝E －I 1 (R ＋r)，U 2＝E －I 2 (R ＋r)，联立两式解得E ＝222112I U I U I I --，r ＝2112U U I I --－R.答案：见解析练习4．小明的实验桌上有：A.待测电源一个(电动势约3 V，内阻小于1 Ω)；B.直流电流表(量程0～0.6～3 A，0.6 A挡的内阻约0.22 Ω，3 A挡的内阻约0.1 Ω)；C.直流电压表(量程0～3～15 V,3 V挡内阻为15 kΩ，15 V挡内阻为25 kΩ)；D.滑动变阻器(阻值范围为0～15 Ω，允许最大电流为1 A)；E.滑动变阻器(阻值范围为0～1 000 Ω，允许最大电流为0.2 A)；F.开关；G.导线若干；H.小灯泡(电阻小于1 Ω)．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的实物连接好．(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U－I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＝________Ω.解析：(1)伏特表测量的是路端电压，所以使用图乙电路．(2)图略．(3)D，电流适中且移动滑片时电流表示数较明显．(4)3,0.75.答案：见解析专题三测定小灯泡的U－I关系曲线线性元件的伏安特性曲线是过原点的直线，而非线性元件的伏安特性曲线则是过原点的曲线．因此，在分析非线性元件的伏安特性时，要充分认识到这一点，避免受线性元件伏安特性曲线的影响而形成思维定式．小灯泡通电后其电流随所加电压变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为过P 点的切线．则下列说法正确的是( )A．对应P点，小灯泡的电阻为0.1 ΩB．对应P点，小灯泡的电阻为0.05 ΩC．对应P点，小灯泡的电阻为10 ΩD．对应P点，小灯泡的电阻为20 Ω解析：该图线是小灯泡的伏安特性曲线，值得注意的是，流过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压并不是正比关系．对应P点，小灯泡的电阻R＝UI＝40.4Ω＝10 Ω.故选项C正确．答案：C点评：分析该题常见的错误有两种：一种是没有看清纵坐标和横坐标所代表的物理量，受思维定式的影响，认为小灯泡的电阻R ＝0.44Ω＝0.1 Ω，误选了A ；一种是误认为切线斜率的倒数就表示小灯泡的电阻，而误选了D.练习5．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，利用实验得到了8组数据，在图(a)所示的I －U 坐标系中，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线．(1)根据图线的坐标数值，请在图(b)中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路．(2)根据图(a)，可判断出图(c)中正确的关系图是________(图中P 为小灯泡功率)．(3)将同种规格的两个这样的小灯泡并联后再与10 Ω的定值电阻串联，接在电压恒为8 V 的电源上，如图(d)所示，则电流表的示数为__________A ，每个小灯泡的功率为__________W.解析：(1)因描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，电流从零调到最大值，滑动变阻器应用分压式，故电路图如图所示．(2)由图(a)所示图象可知，随电流增大，灯泡电阻R增大，由P＝I2R可知，在P－I2图象中图象上某点与原点连线的斜率为电阻R，而电阻R又随I的增大而增大，则P－I2图象的斜率随I2的增大而增大，由图象可知，ABC错误，D正确．(3)由图(d)所示电路图可知，两灯泡并联，可以把电源与定值电阻等效为电源，设每只电灯加上的实际电压和实际电流分别为U和I. 在这个闭合电路中，E＝U＋2IR0，代入数据并整理得，U＝8－20I，在图(a)所示坐标系中作出U＝8－20I的图象如图所示，由图象可知，两图象交点坐标值为：U＝2 V、I＝0.3 A，此时通过电流表的电流值I A＝2I＝0.6 A，每只灯泡的实际功率P＝UI＝2×0.3＝0.6 W.答案：(1)电路图如图所示(2)D (3)0.6 0.6。

高中物理第二章电路第九节实验-测定电源的电动势和内阻练习粤教选修3-1

第二章电路第九节实验：测定电源的电动势和内阻1．在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中：(1)移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止________．(2)现备有以下器材：A．干电池1个B．滑动变阻器(0～50 Ω)C．滑动变阻器(0～1 750 Ω)D．电压表(0～3 V)E．电压表(0～15 V)F．电流表(0～0.6 A)G．电流表(0～3 A)其中滑动变阻器应选________，电流表应选________，电压表应选________．解析：在使用滑动变阻器时容易因滑动过快而将滑片滑出，与金属接触，从而造成短路．因为待测电源电动势约为1.5 V，所以电压表选用0～3 V的量程，干电池的允许电流一般在0.5 A左右，所以电流表应选用0～0.6 A的量程；滑动变阻器一般采用限流接法，为了方便调节，要选阻值稍小的滑动变阻器．注意开关闭合前，要使滑动变阻器接入电路的阻值尽量大些，保护电流表以防烧毁．答案：(1)短路(2)B F D2．在测一节干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为2 Ω)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15 V，B电压表量程为3 V, A变阻器为(0～20Ω，3 A)，B变阻器为(0～500 Ω，0.2 A)．电压表应该选________(选填“A”或“B”)，这是因为________________________. 变阻器应该选________(填“A”或“B”)，这是因为__________________．解析：电动势为1.5 V，而A电压表量程为15 V，若用A则很难精确读数，误差太大．B 变阻器电阻太大而额定电流过小，调节不方便．答案：B A电压表量程过大，读数误差较大A B变阻器额定电流过小，调节不方便3．如图所示是测量两节干电池组成的串联电池组的电动势和内电阻的实验所用器材，用实线将它们连成实验电路．解析：本题考查实验电路的实物连线．首先画出实验电路图如图甲所示，依据电路图连接实物图如图乙所示，因为待测电源电动势约为3 V，所以电压表选用0～3 V的量程，干电池的允许电流一般在0.5 A左右，所以电流表应选用0～0.6 A的量程；注意开关闭合前，要使滑动变阻器接入电路的阻值尽量大些，保护电流表以防烧毁，电压表不要直接接在电源的两极上，要受开关的控制．答案：见解析图4．用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用的电路如图甲所示，一位同学测得六组数据如下表中所示.组别I/A U/V1 0.12 1.372 0.20 1.323 0.31 1.244 0.32 1.185 0.50 1.106 0.57 1.05(1)试根据这些数据在图乙中作出U－I图线．(2)根据图线得出电池的电动势E＝________V，电池的内电阻r＝________Ω.(3)若不作出图线，只选用其中两组U和I数据，可利用公式E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r算出E和r，这样可能得出误差很大的结果，选用第________组和第________组的数据，求得E和r误差最大．解析：本题考查用图象法对实验数据进行处理．其解题步骤是描点、连线、找交点求斜率．连线的原则是使尽可能多的点在直线上，图象如下．直线与纵轴的交点是电动势E，斜率k的绝对值表示内阻r.由作出的图象可以看出第四组数据所对应的点偏离直线较远，所以选用第3、4组数据算出的结果误差最大．答案：(1)如下图所示(2)1.46 0.72(3)3 45．为了测量一节干电池的电动势和内阻，某实验小组按如图甲所示的电路图连好实验电路，合上开关，电流表和电压表的读数正常，当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5 V且几乎不变，直到当滑片滑至临近B端时电压表的示数急剧变化，这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流值、电压值，出现上述情况的原因是_______________________．改进方法是____________________．改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出如图乙所示的图象，由图象可知，这个电池的电动势为E＝______V，内阻r＝______Ω.答案：滑动变阻器阻值太大，有效使用的部分太短选择阻值更小的滑动变阻器 1.48 2.4。

选修3-1 实验测定电池的电动势和内阻

(2)建立U-I坐标系,并将所得数据描点,连线作出电池的U-I图
线如图所示
图线的斜率大小为 k | U | | 1.33－0.4 | 0.75 ，故电池内阻为 r=0.75 Ω。
I 1.24
U (3)由I= 可得，电流表内阻为 R RA U 0.62 R A －R －0.4 0.22 。 I 1.00
实验测定电池的电动势和内阻
【实验目的】 1.测定电池的电动势和内阻。 2.掌握用图像法求电动势和内阻。【实验原理】 1.实验依据闭合电路欧姆定律。 2.实验电路：如图 3.E和r的求解：由U=E-Ir 4.作图法处理数据,如图所示 (1)图线与纵轴交点为E。 (2) 图线的斜率绝对值表示r。
I1U 2 I 2 U1 E I1 I 2 U1 E I1r 得： , 解得： U E I r 2 2 r U 2 U1 I1 I 2
(2)请完成下列主要实验步骤：
A.检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱,示数如图丙所示,
答案：(1)U=E-Ir (2)如图
(3)不变
增大
0.975
478
0.268
6.(2012·福建高考)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E 。
(1)先直接用多用电表测定该电池电动势。在操作无误的情况
下,多用电表表盘示数如图,其示数为 V。
(2)然后,用电压表
、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干
方法二：用图像法处理数据在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U-I坐标系,在坐标平面内描出各组(I,U)值所对应的点,然后尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧,

高二物理第二章第9节实验测定电源的电动势和内阻知识精讲新人教版选修3-1

高二物理第二章第9节实验：测定电源的电动势和内阻知识精讲新人教版选修3-1一、学习目标：1、知道测量电源电动势和内阻的方法，掌握科学测量的主要步骤。

2、会用科学的方法处理实验数据，掌握公式法和图象法，了解本实验误差的主要来源及减小办法。

3、重点掌握与本部分内容相关的重要习题类型及其解法。

二、重点、难点：重点：对测定电源电动势与内阻实验原理的理解。

难点：测定电源电动势和内阻的实验误差分析。

测定电源电动势和内阻实验原理伏安法安阻法伏阻法误差分析偶然误差系统误差数据处理多次测量及求平均值图象法处理知识点一、实验原理的理解和实验器材的选择的问题：例1：用如图所示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。

蓄电池的内阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R 0，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：A. 电流表（量程0.6A ，3A ）B. 电压表（量程3V 、15V ）C. 定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W ）D. 定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W ）E. 滑动变阻器（阻值范围0~10Ω、额定电流2A ）F. 滑动变阻器（阻值范围0~200Ω、额定电流1A ）（1）电流表和电压表各选哪个？（2）定值电阻选用哪个？滑动变阻器选用哪个？说明你选择的理由。

答案：（1）电流表：0~3A ，电压表：0~3V（2）定值电阻选用Ω=1R 0，滑动变阻器选用R ＝10Ω母题迁移 1. 可用理想电压表、理想电流表、变阻器R 以及开关S 和导线等器材来测量某一电源E 的电动势和内阻。

下面给出了四个电路图（如图所示），图中“＋”“－”代表电源的正、负极或电表的正、负接线柱。

正确的电路图是（）。

答案：B知识点二、实验操作的规范性及注意事项问题：例2：某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0~20Ω，连接电路的实物图如图所示。

（1）该学生接线中错误的和不规范的做法是（）。

粤教版高二物理选修3-1第2章电路单元检测题含答案

2020--2021粤教版物理选选修3—1第2章电路含答案粤教版选修3—1第二章电路1、如图所示，P 为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A 、B 之间，然后将它再按图乙方式接在电极C 、D 之间，设AB 、CD 之间的电压是相同的，则这两种接法电阻大小关系为( )A ．R 甲＝12R 乙 B ．R 甲＝14R 乙 C ．R 甲＝2R 乙 D ．R 甲＝4R 乙2、如图所示电路中，电阻R 1、R 2、R 3的阻值相等，电池的电阻不计．那么开关K 接通后流过R 2的电流是K 接通前的( )A ．12 B ．23 C ．13D ．143、单位正电荷沿闭合电路移动一周，电源释放的总能量决定于( ) A ．电源的电动势 B ．通过电源的电流C ．内外电路电阻之和D ．电荷运动一周所需要的时间4、如图所示是简化的多用电表的电路图．转换开关S 与不同接点连接，就组成不同的电表，已知R 3＜R 4，下面是几位同学对这一问题的讨论，请你判断下列说法正确的是( )A．S与1或2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较小B．S与3或4连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大C．S与3或4连接时，多用电表就成了电压表，且前者量程较大D．S与5连接时，多用电表就成了欧姆表5、如图所示，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为标识不清的小灯泡L1的U-I图线，将L1与该电源组成闭合电路时，L1恰好能正常发光．若将相同材料制成的标有“3 V，20 W”的灯泡L2与该电源组成闭合电路，下列说法中正确的是( )A．电源的内阻23ΩB．把灯泡L1换成L2，L2可能正常发光C．把灯泡L1换成L2，电源的输出功率可能相等D．把灯泡L1换成L2，电源的输出功率一定变小6、如图所示，用两个基本门电路连接成逻辑电路，根据该电路的真值表，下列判断中正确的是( )A B Z0 0 00 1 11 0 01 1A．虚线框内应是“与门”，真值表内空缺处应填“0”B．虚线框内应是“或门”，真值表内空缺处应填“0”C．虚线框内应是“与门”，真值表内空缺处应填“1”D．虚线框内应是“或门”，真值表内空缺处应填“1”7、两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示，可知两电阻R1∶R2等于( )A．1∶3 B．3∶1C．1∶ 3 D．3∶18、一个电源接8 Ω电阻时，通过电源的电流为0.15 A，接13Ω电阻时，通过电源的电流为0.10 A，则电源的电动势和内阻分别为( )A．2 V 1.5 ΩB．1.5 V 2 ΩC．2 V 2 ΩD．1.5 V 1.5 Ω9、(双选)某同学设计了一个多量程多用电表，其内部结构原理图如图所示．测电流和测电压时各有两个量程，还有两个挡位用来测电阻．下列说法正确的是( )A．当功能选择开关S与触点1、2相接时，测的是电流B．当功能选择开关S与触点3、4相接时，测的是电压C．A表笔为红表笔，B表笔为黑表笔D．功能选择开关S旋到触点5时的量程比旋到触点6时的量程大10、如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.0 5 Ω，电流表和电压表均为理想电表．只接通S1时，电流表示数为10A，电压表示数为12 V；再接通S2，启动电动机工作时，电流表示数变为9A，则( )A．蓄电池的电动势为12 VB．此时通过电动机的电流是34 AC．此时通过电动机的电流是25 AD．此时电动机的输入功率为500 W11、如图是为汽车发动机的冷却风扇设计的一个控制电路．当温度升高，热敏电阻的阻值变小．设计要求是：点火开关闭合且温度过高时，继电器通电，右侧磁性开关合上，冷却风扇M工作．则( )A．虚线框内接入的门电路是“或”门，要使冷却风扇容易起动，则应增大可变电阻R1B．虚线框内接入的门电路是“或”门，要使冷却风扇容易起动，则应减小可变电阻R1C．虚线框内接入的门电路是“与”门，要使冷却风扇容易起动，则应增大可变电阻R1D．虚线框内接入的门电路是“与”门，要使冷却风扇容易起动，则应减小可变电阻R112、图示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流I g＝500μA，内阻R g＝100 Ω，可变电阻R的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色．按正确使用方法测量电阻R x的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则R x＝________ kΩ.13、在铁路与公路的交叉路口，安装有自动控制的信号灯．当火车来的时候信号灯亮，火车过去时信号灯灭．如图是这种信号灯的控制电路图．S1、S2为两个光控开关，光照到时接通，没照到时断开．只有两个开关都接通时，信号灯才是灭的．请画出符合要求的门电路符号．2020--2021粤教版物理选选修3—1第2章电路含答案粤教版选修3—1第二章电路1、如图所示，P为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A、B之间，然后将它再按图乙方式接在电极C、D之间，设AB、CD之间的电压是相同的，则这两种接法电阻大小关系为( )A．R甲＝12R乙B．R甲＝14R乙C．R甲＝2R乙D．R甲＝4R乙B[将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，设为r，图甲中等效为两个电阻并联，R甲＝r2，图乙中等效为两个电阻串联，R乙＝2r，所以R甲＝14R乙，所以B正确．]2、如图所示电路中，电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的电阻不计．那么开关K接通后流过R2的电流是K接通前的( )A．12B．23C．13D．14B[设电池提供的电压为U，每个电阻的阻值为R.K接通前，通过R2的电流I＝UR1＋R2＝U2R.K接通后，通过R2的电流I′＝12×UR1＋R2R3R2＋R3＝12×UR＋0.5R＝U3R，I′I＝23，B项正确．]3、单位正电荷沿闭合电路移动一周，电源释放的总能量决定于( )A．电源的电动势B．通过电源的电流C．内外电路电阻之和D．电荷运动一周所需要的时间A[电动势的物理意义是：在电源内部，非静电力把单位正电荷从负极移送到正极时所做的功．所以电源释放的总能量决定于电源的电动势，故A正确．]4、如图所示是简化的多用电表的电路图．转换开关S与不同接点连接，就组成不同的电表，已知R3＜R4，下面是几位同学对这一问题的讨论，请你判断下列说法正确的是( )A．S与1或2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较小B．S与3或4连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大C．S与3或4连接时，多用电表就成了电压表，且前者量程较大D．S与5连接时，多用电表就成了欧姆表D[S与1连接时，电阻R1起分流作用，S与2连接时，电阻R1、R2起分流作用，所以S与1或2连接时，多用电表就成了电流表，由于前者分流电阻较小，所以前者量程较大；S与3或4连接时，电流表与分压电阻串联，多用电表就成了电压表，由于R3＜R4，所以前者量程较小；S与5连接时，多用电表就成了欧姆表，R6为欧姆挡调零电阻．综上所述，D正确．]5、如图所示，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为标识不清的小灯泡L1的U-I图线，将L1与该电源组成闭合电路时，L1恰好能正常发光．若将相同材料制成的标有“3 V，20 W”的灯泡L2与该电源组成闭合电路，下列说法中正确的是( )A．电源的内阻23ΩB．把灯泡L1换成L2，L2可能正常发光C．把灯泡L1换成L2，电源的输出功率可能相等D．把灯泡L1换成L2，电源的输出功率一定变小C[由图读出电源的电动势为E＝4 V，图线A的斜率大小表示电源的内阻，则r＝4－16Ω＝0.5 Ω，故A错误；灯泡与电源连接时，A、B两图线的交点表示灯泡的工作状态，则知其电压U＝3 V，I＝2 A，则灯泡L1的额定电压为3 V，功率为P 1＝UI ＝6 W ．把灯泡L 1换成“3 V ，20 W ”的灯泡L 2，不能正常发光，而由P ＝U2R 知：灯泡L 2的正常工作时的电阻为R 2＝U 2P 2＝3220＝0.45 Ω，灯泡L 1的电阻为R 1＝U I ＝32 Ω＝1.5 Ω，则知正常发光时灯泡L 2的电阻更接近电源的内阻，但是这里灯泡并没有达到正常发光，此时L 2的电阻是不确定的；电源的输出功率可能变大，可能相等，也有可能变小，故B 、D 错误，C 正确．] 6、如图所示，用两个基本门电路连接成逻辑电路，根据该电路的真值表，下列判断中正确的是( )A B Z 0 0 0 0 1 1 1 0 0 11A ．虚线框内应是“与门”，真值表内空缺处应填“0”B ．虚线框内应是“或门”，真值表内空缺处应填“0”C ．虚线框内应是“与门”，真值表内空缺处应填“1”D ．虚线框内应是“或门”，真值表内空缺处应填“1”A [A 、B 输入为0，0，即输入虚线框为1，0，输出为0；A 、B 输入为0，1，即输入虚线框为1，1，输出为1，知虚线框中是“与门”．输入为1，1，则输入与门为0，1，所以输出为0.即真值表内空缺处应填“0”．故选A.]7、两电阻R 1、R 2的电流I 和电压U 的关系如图所示，可知两电阻R 1∶R 2等于( )A ．1∶3B ．3∶1C ．1∶ 3D ．3∶1A [在I-U 图象中直线斜率的倒数等于该导体的电阻，因此两个电阻之比等于斜率的倒数之比R1R2＝tan 30°tan 60°＝13，故A 正确．]8、一个电源接8 Ω电阻时，通过电源的电流为0.15 A ，接13Ω电阻时，通过电源的电流为0.10 A ，则电源的电动势和内阻分别为( ) A ．2 V 1.5 Ω B ．1.5 V 2 Ω C ．2 V 2 ΩD ．1.5 V 1.5 ΩB [由闭合电路欧姆定律得 E ＝I 1(R 1＋r)，E ＝I 2(R 2＋r)代入数据联立得r ＝2 Ω，E ＝1.5 V ，故B 正确．] 9、(双选)某同学设计了一个多量程多用电表，其内部结构原理图如图所示．测电流和测电压时各有两个量程，还有两个挡位用来测电阻．下列说法正确的是( )A ．当功能选择开关S 与触点1、2相接时，测的是电流B ．当功能选择开关S 与触点3、4相接时，测的是电压C ．A 表笔为红表笔，B 表笔为黑表笔D ．功能选择开关S 旋到触点5时的量程比旋到触点6时的量程大AC [当功能选择开关S 与触点1、2相接时，表头并联电阻，改装为电流表，选项A 正确；当功能选择开关S 与触点3、4相接时，内含电源和调零电阻，测的是电阻，选项B 错误；电流从红表笔流进，则A 表笔为红表笔，B 表笔为黑表笔，选项C 正确；功能选择开关S 旋到触点5时串联一个电阻，串联的电阻值比旋到触点6时小，旋到触点5时的量程比旋到触点6时的量程小，选项D 错误．] 10、如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05 Ω，电流表和电压表均为理想电表．只接通S 1时，电流表示数为10 A ，电压表示数为12 V ；再接通S 2，启动电动机工作时，电流表示数变为9 A ，则( )A．蓄电池的电动势为12 VB．此时通过电动机的电流是34 AC．此时通过电动机的电流是25 AD．此时电动机的输入功率为500 WC[只接通S1时，由闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir＝12＋10×0.05＝12.5 V，故A错误．车灯的电阻为R灯＝UI＝1210Ω＝1.2 Ω，再接通S2后，流过电动机的电流为I电动机＝E－I′R灯r－I′＝12.5－9×1.20.05A－9 A＝25 A，故B错误，C正确．此时电动机的输入功率为P M＝U′·I电动机＝I′R灯·I电动机＝9×1.2×25＝270 W，故D错误．] 11、如图是为汽车发动机的冷却风扇设计的一个控制电路．当温度升高，热敏电阻的阻值变小．设计要求是：点火开关闭合且温度过高时，继电器通电，右侧磁性开关合上，冷却风扇M工作．则( )A．虚线框内接入的门电路是“或”门，要使冷却风扇容易起动，则应增大可变电阻R1B．虚线框内接入的门电路是“或”门，要使冷却风扇容易起动，则应减小可变电阻R1C．虚线框内接入的门电路是“与”门，要使冷却风扇容易起动，则应增大可变电阻R1D．虚线框内接入的门电路是“与”门，要使冷却风扇容易起动，则应减小可变电阻R1C[设计要求是点火开关闭合且温度过高时，继电器才通电，即符合2个条件继电器才工作，这符合逻辑电路中与门的特点，可知虚线框内门电路为与门．要使冷却扇容易工作，即温度不太高时就工作．只要将R1增大，使得热敏电阻相对变小，分的电压较小，则输入门电路的电压高，使冷却风扇容易起动，C正确，A、B、D错误．]12、图示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流I g＝500μA，内阻R g＝100 Ω，可变电阻R的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色．按正确使用方法测量电阻R x的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则R x＝________ kΩ.[解析] 欧姆表内阻R内＝EIg＝1.5 V500×10－6 A＝3000 Ω，用欧姆表测电阻时指针指在刻度盘的正中央，由闭合电路欧姆定律得12I g＝ER内＋Rx＝IgR内R内＋Rx.解得R x＝R内＝3000 Ω＝3 kΩ.[答案]红 313、在铁路与公路的交叉路口，安装有自动控制的信号灯．当火车来的时候信号灯亮，火车过去时信号灯灭．如图是这种信号灯的控制电路图．S1、S2为两个光控开关，光照到时接通，没照到时断开．只有两个开关都接通时，信号灯才是灭的．请画出符合要求的门电路符号．[解析]开关闭合时输入为高电势，灯亮时输出为高电势，所以开关闭合为1，断开为0，灯亮为1，灯灭为0，则此时门电路的真值表应如表所示，这是与非门真值表，所以框内应为如图所示门电路．[答案] 见解析。

粤教版高中物理选修(3-1)第二章《实验：测定电源电动势和内阻》word导学案1

【训练1】用电流表和电压表测定电池的电动势E 和内电阻r ，所用电路如图所示，一位同学(2)根据图线求出电池的电势势E ＝________V ，电池的内电阻r ＝________Ω. (3)若不作出图线，只选用其中两组U 和I 的数据，用公式E ＝U ＋Ir 列方程求E 和r ，这样做可能得出误差很大的结果，其中选用第________组和第________组的数据，求得E 和r 误差最大．【训练2】（1）图中螺旋测微器的读数是______ mm ．（2）某研究性学习小组利用图甲所示电路测量某电池的电动势E 和内电阻r ．由于该电池的内电阻r 较小，因此在电路中接入了一阻值为2.00Ω的定值电阻R 0．闭合开关K ，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，得到了如下数据（R和U 分别表示电阻箱读数和电压表读数）：为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U ，则图象的横坐标表示的物理量应该是____________ ．计算出与各组数据对应的该物理量并填在表格中，在图乙所示的图象中作图，利用图象得到 E图甲1.52.12.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.31.4=_______V ，r = _______Ω．【训练3】要测量一电源的电动势E （小于3V ）和内阻r （约1Ω），现有下列器材：电压表V （3V 和15V 两个量程）、电阻箱（0~999. 9Ω）、定值电阻R 0=3Ω、开关和导线。

某同学根据所给器材设计如下的实验电路。

（1）电路中定值电阻R 0的作用是．（2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。

（3）该同学调节电阻箱阻值R ，读出对应的电压表读数U ，得到二组数据：R 1=2.0Ω时U 1=2.37V ；R 2=4.0Ω时U 2=2.51V 。

由这二组数可求得电源的电动势为E = V ，内阻为r = Ω．（4）为使最终测量结果更精确，在不改变实验方法、不更换实验器材的前提下，请你对该同学提一条建议。

高中物理第二章电路第九节实验测定电源的电动势和内阻课件粤教版选修31

方法二：在坐标纸上以路端电压 U 为纵轴、干路电流 I 为横轴建立 U－I 坐标系，在坐标平面内描出各组(I， U)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即为电池的内阻 r，即 r＝ ΔΔUI .
图丙
解析：(1)①因为电源电动势比较小，为了方便调节，减小误差．应尽量选择阻值较小的滑动变阻器，所以选 E.②该问考查了滑动变阻器的限流接法，特别要注意的是滑片在右边时电阻最大．(2)该问考查的是实验步骤．(3) U 和 I 是一次函数关系，所以各组 U、I 对应的点，应在同一直线上，所以在作图时要使尽可能多的点在直线上．
【典例 1】测量电源的电动势 E 及内阻 r(E≤3 V， r 约为 1.5 Ω)．器材：量程为 3 V 的理想电压表，量程为 0.6 A 的电流表(具有一定的内阻)，滑动变阻器，开关 S，导线若干．
(1)画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出．
(2)根据电路图将图中的仪器连成实验电路图． (3)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、I2、U1、U2 及 R 表示)．
(2)若采用如图甲所示的电路，IA 为电源电流真实值，理论上有 E＝U＋UA＋IAr，其中 UA 不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，UA 越大，当电流为零时，UA＝0，电压为准确值，等于 E.
结论： ①E 为真实值． ②I 短测＜I 短真． ③因为 r 测＝IE短测，所以 r 测＞r 真，r 测为 r 真和 RA 的串联值，由于通常情况下电池的内阻较小，所以这时 r 测的测量误差非常大．

高中物理 2.9《实验测定电池的电动势和内阻》教案(粤教版3-1)

测定电池的电动势和内阻教案一、教学目标1．使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。

2．学会利用图线处理数据的方法。

3．使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。

二、重点、难点分析1．重点：利用图线处理数据。

2．难点：如何利用图线得到结论以及实验误差的分析。

三、教具电流表，电压表，滑动变阻器，开关，两节电池，电池盒，一小电阻（可充当电源内阻），导线若干。

四、教学过程设计（一）引入新课提出问题：现在有一个干电池，要想测出其电动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？学生讨论后，得到的大致答案为：E=U＋Ir，只需测出几组相应的数值便可得到，可以采用以下的电路图：这几种方法均可测量，今天我们这节课选择用测量的这一种。

（二）主要教学过程1．实验原理：闭合电路欧姆定律 E=U+Ir2．实验器材：学生回答：测路端电压；测干路电流，即过电源的电流。

需测量的是一节干电池，电动势约为1.5V，内电阻大约为零点几欧。

电流表、电压表及滑动变阻器的规格要根据实验的具体需要来确定，看看我们用到的电路图里面、各需测的是什么？提出问题：选用电路图时，还可将接在外面，原则上也是可以的，那么我们在做实验时是否两个都可以，还是哪一个更好？为什么？学生回答：两种方式测量都会带来误差。

采用图1 示数准确示数偏大采用图2 示数准确示数偏小选用哪种方式，要根据实际测量的需要确定，现在要想测出电源的内阻，如果采用图2方式，最后得到的结果相当于电源内阻与电流表内阻的总和，而两者相差又不太多，这样一来误差就会比较大，所以应采用图1的电路图。

明确各仪器的规格：电流表0～0.6A量程，电压表0～3V量程。

滑动变阻器0～50Ω。

此外，开关一个，导线若干。

【粤教版】选修3-1物理：《实验：测电源电动势和内阻》学案(含答案)

实验：测电源电动势和内阻一、实验目的1．掌握测量电源电动势和内阻的原理．2．能够画出测电源电动势和内阻的原理图，并能连好实物图．3．能够运用“代数法”和“图象法”处理实验数据．二、实验原理本实验的依据是闭合电路的欧姆定律，实验电路如图 1 所示．改变变阻器的阻值，从电I 1U2－I 2U1 U2－U1流表、电压表中读出几组U、I 值，由U＝E－Ir 可得E＝、r＝．以上方法误I 1－I 2 I 1－I 2差较大，为减小误差，实验中至少测出 6 组U、I 值，且变化范围要大些，然后在U-I 图中描点作图，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阻r 的值．如图2 所示．三、实验器材电池 (被测电源 )、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸．四、实验步骤1．连接电路．(1)电流表用0.6 A 量程，电压表用3 V 量程，按图 1 连接好电路．2．测量与记录．(2)把变阻器的滑片移动到使用阻值最大的一端．(3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据( I 1、U1) ．用同样方法测量几组I、U 值．3．数据处理、整理器材．(1)断开开关，拆除电路整理好器材．(2)取坐标纸，以电流I 为横轴，路端电压U 为纵轴，描绘出所记录的各组I 、U 值的对应点，连成U-I 图线．延长U-I 图线，它与坐标轴有两个交点，读取E、I 短，进一步可以算出r ＝＝，如图 2 所示．I总Δ I五、注意事项1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选大些 ( 选用已使用过一段时间的干电池 ) ．2．在实验中不要将I 调得过大，每次读完U 和I 的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时老化现象严重，使得E和r明显变化．3．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，类似于逐差法，要将测出的I 、U 数据中，第 1 组和第 4 组为一组，第2组和第 5 组为一组，第 3 组和第 6组为一组，分别解出E、r值再求平均．4．干电池内阻较小时，U 的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如图甲所示的状况，使下部大面积空间得不到利用．为此，可使纵坐标不从0 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 0 开始 ) ，如图乙所示，并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小．此时图线与横轴交点不表示短路电流而图线与纵轴的截距仍为电动势．要在直| Δ U|线上任取两个相距较远的点，用来计算电池的内阻r，r＝| ΔI |.六、误差分析由于实验电路及电压表、电流表内阻的影响，本实验结果 E 测 <E 真， r 测 <r真．阻箱的阻值，记录 R 与 I.七、测E 和内阻 r . 电路图如图所示．原理：改变电E ＝ I 1（ R 1＋ r ）应用解得 E 、 r .E ＝ I 2（ R 2＋ r ）2．利用电阻箱和电压表测定电源的电动势 E 和内阻 r . 电路图如图所示．为了准确可多测几组数据，求平均值，也可以用图象处理，误差为 E 测＝ E 真， r 测 >r 真．为了准确可多测几组数据，求平均值，也可以用图象处理，误差为U 2 E ＝ U 2＋ R 1r U 1 E ＝ U 1＋ R 1r 应用 E 测 <E 真， r 测 <r 真．一、单项选择题1．在测定电源电动势和内阻的实验中，为使实验效果明显且不会损坏仪器，应选择下列电源中的( A)A．内阻较大的普通干电池B．内阻较小的普通蓄电池C．小型交流发电机D．小型直流发电机解析：在测定电源电动势和内阻的实验中，其U-I 图象斜率较大的误差小，效果明显，即应选内阻较大的电源，排除 B 选项．由于发电机的电流、电压不稳定，且数值可能比较大，易损坏仪器，C、D两项错误．2．下面给出了几种在“伏安法测电池电动势和内阻”的实验中数据处理方法，其中既科学、直观，又能减小偶然误差的方法是( C)A．测出两组I 、U 的数据，代入方程组E＝U1＋I 1r 和E＝U2＋I 2r 中，即可求出E和rB．多测几组I 、U 的数据，求出几组E 和r，最后分别求出其平均值C．测出多组I 、U 的数据，画出U-I 图象，再根据图象求E、rD．多测出几组I 、U的数据，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动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r解析：图象法比计算法更直观、更容易发现偶然误差并进行纠正．因此在实验中多采取图象法处理数据．所以选C项．3．为测定某一电池的电动势和内电阻，下面几组器材中，不能完成实验的是( B)A．一只电流表、一只电压表、一只变阻器、开关和导线B．一只电流表、两只滑动变阻器、开关和导线C．一只电流表、一只电阻箱、开关和导线D．一只电压表、一只电阻箱、开关和导线E ，所以 A 项正确，直线与横轴交点的坐标不是电源的短路电流I 0，所以 C 项错误，图线斜率的绝对值为电源内阻 r 的大小，所以 r ＝ 0.2 Ω， B 项正确．电路路端电压为 1 V 时，内电压为 U 内＝ E － U 外＝ 2－ 1＝ 1 V ，U 内 1 VI ＝ r ＝ 0.2 Ω ＝ 5 A ， D 项正确．5．如图所示是两个不同电源的 U-I 特性曲线，下列判断正确的是 ( D)解析：在测电源的电动势和内阻实验中，除了最常用的伏安法 ( 电压表、电流表和滑动变阻器 ) 外，通常还会用到安阻法 ( 电流表、电阻箱 ) 、伏阻法 ( 电压表、电阻B 项．二、不定项选择题 4．如图所示为某一电源的A ．电源电动势为B ．电源内电阻为C ．电源短路时电流为D ．电路路端电压为 V 时，电路中电流为 5 A解析：直线与纵轴交点的纵坐标就是电源的电动势的大小 0.2A．电动势E1> E2，发生短路时的电流I 1> I 2B．电动势E1＝E2，内阻r1> r2C．电动势E1>E2，内阻r1< r2D．当两电源均接阻值为R的电阻时，电源2 消耗的功率比较小解析：直线与纵轴交点的纵坐标就是电源的电动势的大小E，E1＝E2；图线斜率的绝对值为电源内阻r 的大小，r1<r2；所以A、B、C三项错误．因为r1<r2，当两电源均接阻值为的电阻时有I 1> I 2，由电源消耗的功率P＝I 2r 得P2<P1.6．如图所示是根据某次实验数据画出的U-I 图象．下列关于这个图象的说法正确的是(AD)A．由曲线与纵轴的交点可知，电源的电动势E＝ 3 VB．横轴截距表示短路电流，即I 短＝ 0.6 AC．根据r＝E，计算出待测电源的内阻为 5ΩI短D．根据r＝ΔΔIU，计算出待测电源的内阻为 1Ω解析：直线与纵轴交点的纵坐标就是电池的电动势的大小E，A项正确．图线斜率的绝对值为电源内阻r 的大小， D 项正确．当纵坐标从 0 开始时，直线与横轴交点的坐标才是电源的短路电流I 0，所以 B、 C两项错误．7．在测定一节干电池（电动势约为 1.5 V ，内阻约为 2 Ω ）的电动势和内阻的实验中，( BC)A．电压表量程为 15 VB．电压表量程为 3 VC．变阻器为20 Ω， 1 AD．变阻器为500 Ω， 0.1 A解析：待测电源电动势约为 1.5 V ，所以电压表选用 0～3 V 的量程，选 B 项．滑动变阻器一般采用限流接法，为了方便调节，要选阻值稍小的滑动变阻器．干电池的允许电流一般在 0.5 A 左右，滑动变阻器的允许电流应尽量大于0.5 A ，排除 D项．8．如图所示为“测定电源电动势和内阻”的实验电路图，通过变阻器阻值的改变得到两组数据(U1，I 1)和 ( U2，I 2)，则下列说法正确的是(AC)D ．电压表 (0 ～ 3 V) ；E ．电流表 (0 ～ 0.6 A) ；F ．电流表 (0 ～ 3 A) ；G ．开关、导线若干其中滑动变阻器应选 _____，电流表应选． (只填U 2－ U 1A ．如果两个表的示数是准确的，则 r ＝I 1－ I 2 U 1－ U 2B ．如果两个表的示数是准确的，则 r ＝I 1－ I 2C ．受 R 的大小影响， E 、解析：本题考查计算法求 E 、 r ，由方程组 E ＝ U 1＋ I 1r ， E ＝ U 2＋I rU 2－ U 1r ＝，所示电路，可等效为电压表与电源并联，当外电路断开时，电源与电压表串联，则 E ′＝RE Rr，比真实值偏小，E 、 r 的影响越小，所以 D 项错误 C 项正确．三、非选择题 ( 按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位 )(1) 备有如下器材： A ．干电池 1 节； B ．滑动变阻器 (0～ 20 Ω ) ；器材前的序号)(2) 为了最大限度地减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图．解析：由于干电池的电动势只有 1.5 V ，滑动变阻器应选B，电流表应选 E.答案： (1)B E(2) 如图所示10．如图所示是测量两节干电池组成的串联电池组的电动势和内电阻的实验所用器材，用实线将它们连成实验电路．解析：本题考查实验电路的实物连线．首先画出实验电路图如图甲所示，依据电路图连接实物图如图乙所示，因为待测电源电动势约为 3 V ，所以电压表选用0～ 3 V 的量程，干电池的允许电流一般在0.5 A左右，所以电流表应选用0～0.6 A的量程；注意开关闭合前，要使滑动变阻器接入电路的阻值尽量大些，保护电流表以防烧毁，电压表不要直接接在电源的两极上，要受开关的控制．答案：如图乙所示点评：连接实物电路图时，要注意以下几点：(1)先画出电路图( 原理图 ) ，这是连接实物图的依据．(2)先连接干路，再连接支路．(3)注意电源的正负极、电表的正负接线柱、电表量程的选择以及滑动变阻器接线柱的合理选用．(4)用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用的电路如图甲所示，一位同学测得六组数据如下表中所示.20.20 1.32 3 0.31 1.24 4 0.32 1.18 5 0.50 1.10 60.571.05得 E 和 r 误差最大．解析：本题考查用图象法对实验数据进行处理．其解题步骤是描点、连线、率．连线的原则是使尽可能多的点在直线上，图象如下．直线与纵轴的交点是电动势 E ，斜率 k 的绝对值表示内阻 r . 由作出的图象可以看出第四组数据所对应的点偏离直线较远，所以选用第 3、 4 组数据算出的结果误差最大．答案： (1) 如下图所示E ＝V ，电池的内电阻 r ＝ (3) 若不作出图线，只选用其中两组 U 和 I 数据，可利用公式 E ＝ U 1＋ I 1r ， E ＝ U 2＋ I 2r 算出 E 和 r ，这样可能得出误差很大的结果，选用第组和第组的数据，求找交点求斜U-I图(2) 根(2)1.46 0.72 (3)3 412．在做“用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻”的实验时：(1)某同学在实验时使用的电流表量程为0～ 0.6 A，电压表量程为0～ 3 V，并加接了一个已知阻值的定值电阻R0 ，如图甲所示，试说明他加接此电阻的作用是(2)如果某同学把R0接到图乙所示的位置，改变滑动变阻器的阻值，测出了两组对应的电流表和电压表示数U1、I 1和U2、I 2后，则测出的电源内阻的阻值为r＝(用______ R0、U1、I 1和U2、I2表示 )．解析：在做测干电池的电动势和内电阻的实验时，为了精确读数，减小误差，通常会选用小量程的电流表．所以通常加一固定电阻，防止电流过大而烧坏电流表或电池．在乙图中可将R0和r 看成一整体R，则R＝R0＋r，由方程组E＝U1＋I 1R，E＝U2＋I 2R，解得r＝R－R0(1) 防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏( 或限制电流，防止电源短路 ) (2) U2－U1－R0 I 1－I 2U2－U1R0. 答案：。

2012高中物理实验：测量电源的电动势和内阻学案粤教版选修3-1

实验：测量电源的电动势和内阻学案（粤教版选修3-1）一、实验原理和方法1．画出用电压表、电流表加上滑动变阻器来测量电源的电动势和内阻的电路图．2．画出用电流表、电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路图．3．画出用电压表、电阻箱测量电源电动势和内阻的电路图．二、数据处理1．计算法：取两组实验中获得的数据，列方程：⎩⎪⎨⎪⎧E ＝U 1＋I 1r ，E ＝U 2＋I 2r ，解得：E ＝_____，r ＝______________.为了减小误差，多取几组数据，分别列若干组联立方程，求若干组E 和r ，最后以电动势的________和内电阻的________作为实验结果．2．图象法：若采用第一种实验电路，在坐标纸上以________为横坐标、________为纵坐标建立直角坐标系，根据实验测得的几组数据在坐标系中描点作图.一、实验原理和方法 [问题情境]电池已成为人类生活的亲密伙伴，生活中处处需要电池，新旧电池的主要不同是内阻不同．从前面的学习可知伏安法可以测电阻，用欧姆表也可以直接测电阻．而电源的内阻在里面，那又应该怎样测量呢？1．三种测量方案，其原理均遵从什么定律？2．第二、三种方案中的可变电阻与第一种方案中的相同吗？[要点提炼]1．根据具体的实验条件，有下列三种测量电路，如图1(1)、(2)、(3)所示分别写出对应的物理关系式：(1)________；(2)______；(3)________．图12．水果电池不太稳定，也可改为测量干电池的电动势和内阻，____________(填“新”或“旧”)干电池的内阻较大，容易测量． [问题延伸]恰当选择实验器材，照电路图连好实验器材，使开关处于________状态且滑动变阻器的滑动触头滑到使接入电阻值________的一端．二、数据处理 [问题情境]我们都有这样的体会：手电筒内的电池用久了，灯泡的亮度会下降；收音机、录音机内的电池用久了，声音会变小，这是什么原因呢？1．用两组I 和U 的数据，解方程组就可以算出电池的电动势E 和内阻r.这样做虽然简单，但有什么缺点？2．描点作图时，为便于研究问题，画出的图象是直线好，还是曲线好？[要点提炼]1．数据处理的方法可用以下两个方法，________法和________法．2．用图象法处理实验数据时，建立合适的坐标系，使画出的图象尽量是直线，如________图象． [问题延伸]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 图象时，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)．此时图线和横轴的交点不再是________________________________________，但纵轴的截距仍然是电池的______________，直线斜率的绝对值|ΔUΔI|照样还是电池的______.例1 某同学的实物连线如图2甲所示．甲乙图2(1)请指出该同学在接线中错误和不规范的地方．①________________________________________________________________________ ②________________________________________________________________________ ③________________________________________________________________________(2)另有一同学实物连接图正确，也能正确读数，但忙乱中在稿纸上记录了一些数据，如图乙所示，请你帮他把数据整理好，并按实际情况填好表格.实验次数1 2 3 4 5 6物理量电流表示数I/A0.16 0.24 0.32 0.40 0.48 0.56电压表示数U/V在所给的数据中，求出电源电动势E＝______ V，内阻r＝________ Ω听课记录：变式训练1 在测定一节干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为2 Ω)的电动势和内阻的实验中，滑动变阻器和电压表各有两个供选：A．电压表量程为15 VB．电压表量程为3 VC．滑动变阻器为(20 Ω，3 A)D．滑动变阻器为(500 Ω，0.2 A)(1)电压表应选________(填“A”或“B”)，这是因为_________________________．(2)滑动变阻器应选________(填“C”或D)，这是因为____________________．例2 如图3所图3示为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为下图中的( )听课记录：变式训练2 某同学采用如图4甲所示的电路测定干电池的电动势和内阻．已知干电池的电动势约为1.5 V，内阻约为2 Ω，电压表(0～3 V，3 kΩ)，电流表(0～0.6 A,1.0 Ω)，滑动变阻器有R1(10 Ω， 2 A)和R2(100 Ω，0.1 A)各一只．图4(1)在实验中滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)；(2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路．【即学即练】1．在“用伏安法测量电源的电动势与内阻”的实验中，下列注意事项中错误的是( ) A．应选用旧的干电池作为被测电源，使电压表示数的变化比较明显B．应选用内阻较小的电压表和电流表C．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D．根据实验记录的数据作U－I图线时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧2.图5如图5所示为闭合回路中两个不同电源的U－I图象，下列判断错误的是( )A．电动势E1＝E2，发生短路时的电流I1＞I2B．电动势E1＝E2，内阻r1＞r2C．电动势E1＝E2，内阻r1＜r2D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大3.图6如图6所示是根据某次实验记录数据画出的U－I图象，下列关于这个图象的说法中正确的是( )A．纵轴截距表示待测电源的电动势B．横轴截距表示短路电流C．根据r＝EI短，计算出待测电源内电阻为12 ΩD．电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω4．在测定电池的电动势和内电阻实验的实物连接图中(如图7所示)，电流表和电压表的正接线柱都尚未连接，为了做这个实验，应该把( )图7A．电流表的正接线柱与c点相连B．电流表的正接线柱与b点相连C．电压表的正接线柱与a点相连D．电压表的正接线柱与c点相连参考答案课前自主学习一、 1.2.3.二、1.I 1U 2－I 2U 1I 1－I 2 U 1－U 2I 2－I 1平均值平均值2．电流I 电压U核心知识探究一、[问题情境]1．闭合电路欧姆定律2．不同．第二、三方案中是变阻箱，而第一方案中只需滑动变阻器． [要点提炼]1．(1)E ＝U ＋Ir (2)E ＝IR ＋Ir (3)E ＝U ＋U Rr 2.旧[问题延伸] 断开最大二、[问题情境]1．误差可能很大 2.直线 [要点提炼]1．计算图象 2.U －I [问题延伸]短路电流电动势内阻解题方法探究例1 见解析解析 (1)①电压表没有并接在开关和电源串接后的两端；②电流表正负接线柱错误；③电压表量程选用不当．(2)表格数据依次按顺序为1.40、1.36、1.32、1.28、1.24、1.20 代入公式E ＝U ＋Ir ，联立解得E ＝1.48 V ，r ＝0.5 Ω 变式训练1 见解析解析 (1)由于电源电动势约为1.5 V ，故选量程为0～3 V 的电压表，读数既准确，又方便；(2)D 中滑动变阻器的额定电流太小，最大阻值太大，调节不方便，故滑动变阻器应选C.例2 B [由U －I 图线的斜率及截距可得该电源E ＝6 V ，r ＝0.5 Ω.当U ＝4.8 V 时，I ＝E －U r＝2.4 A ，R ＝U I＝2 Ω，B 正确．] 变式训练2 见解析解析 (1)R 1(2)实验电路如下图所示．即学即练1．B [实验中选用的电压表的内阻应尽可能的大，而电流表的内阻则尽可能的小，故选项B 错误；其他三个选项的内容均为正确操作．] 2．B [闭合电路的U －I 图象中，I 是电路的总电流，U 是路端电压．图象上图线与U 轴的交点表示电路电流为零，属断路，路端电压即电源电动势；图线与I 轴交点表示路端电压为零，电路短路，交点坐标值即为短路电流，I ＝E r ，即r ＝E I，可见图线的斜率的绝对值为电源的内阻．从坐标中可以看出图线1、2与U 轴交于一点表明电动势E 1＝E 2；图线1斜率比图线2斜率小，表明r 1＜r 2；图线1与I 轴交点坐标大于图线2与I 轴交点坐标，表明I 1＞I 2.可见A 、C 正确．两个电源电动势相等，内阻r 1＜r 2，当电流变化量ΔI 1＝ΔI 2时，ΔI 1r 1＜ΔI 2r 2，即电源1内电压变化量小于电源2内电压变化量，所以电源2路端电压变化量大．D 项正确．] 3．AD [图象与纵轴的交点，电流取值为0，此时为断路状态，截距即等于电源电动势，选项A 对；但图象与横轴的交点处，电压等于5.0 V ，所以0.5 A 是路端电压为5.0 V 时的电流，而不是短路电流，所以B 错；根据r ＝E －U I 得：r ＝2 Ω，所以C 错；根据R ＝U I ＝5.40.3Ω＝18 Ω，选项D 对．]4．AC。

高中物理实验：测量电源的电动势和内阻每课一练粤教版选修3-1

实验：测量电源的电动势和内阻每课一练（粤教版选修3-1）1．(双选) 某兴趣小组研究三个电池的电动势和内阻，画出电池的U－I图象如图8所示，其中甲和丙两图线平行．下列判断正确的是( )图8A．甲电池的电动势比乙电池的大B．乙电池的电动势和内阻都比丙电池的大C．甲和丙两电池的内阻相等D．甲电池的内阻最大，丙电池的内阻最小2．(单选)为测定某一电池的电动势和内阻，在下面几组器材中，不能完成实验的是( ) A．一只电流表、一只电压表、一只变阻器、开关和导线B．一只电流表、两只变阻器、开关和导线C．一只电流表，一只电阻箱、开关和导线D．一只电压表、一只电阻箱、开关和导线3．(单选)在测量电源电动势和内阻的实验中，电源的电动势约为6 V，内阻约为0.5 Ω，电流表的内阻为0.5 Ω，电压表的内阻为6 kΩ.为了减小实验误差，应当采用的电路是选项中的( )4．(双选)用如图9甲所示的电路来测量电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U－I图象，由图乙可知( )甲乙图9A．电池电动势的测量值是1.40 VB．电池内阻的测量值是3.50 ΩC．外电路发生短路时的电流为0.40 AD题号 1 2 3 4答案5.图10用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，在坐标纸上以I 为横坐标轴，以U 为纵坐标轴，利用测出的几组I 、U 值画U －I 图象，得到一条直线，如图10所示．该直线与纵轴交点所对应的U 等于________，这是因为该点所对应的电流I ＝0，属于断路情况，断路时路端电压等于____________；这条直线与横轴的交点所对应的电流值等于_____． 6．某研究性学习小组利用如图11甲所示电路测量电池组的电动势E 和内阻r.根据实验数据绘出如图乙所示的R －1I图线，其中R 为电阻箱示数，I 为电流表示数，由此可以得到E ＝______ V ，r ＝________ Ω.图117．现有一阻值为10.0 Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧)．要求： (1)在虚框中画出实验电路图．(2)简要写出完成接线后的实验步骤．(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r ＝________.参考答案课后巩固提升 1．BC [电池的U －I 图线的纵轴截距表示电池的电动势，斜率的负数表示内阻，可以判断选项B 、C 正确．]2．B [根据E ＝U ＋Ir 知，选项A 正确；根据E ＝IR ＋Ir 知，选项C 正确；根据E ＝U ＋URr 知，选项D 正确．]3．A [电流表的内阻与电源的内阻差不多，采用电流表外接法(B 图)测的实际上是电源内阻和电流表内阻之和，误差较大，故选A.D 图错误，C 图无法测出．]4．AD [由闭合电路欧姆定律U ＝E －Ir 知：当I ＝0时，U ＝E ，U －I 图线斜率的绝对值表示电源的内阻，则r ＝ΔU ΔI ＝1.40－1.000.40－0Ω＝1 Ω.U 轴的电压刻度不是从零开始的，U －I 图线的横轴截距不再表示U ＝0时的短路电流，而是表示路端电压为1.00 V 时的干路电流是0.40 A ，因为ΔU ΔI ＝r ＝常数，从图中易知1.40－1.20I ′＝1.40－1.000.40，所以I ′＝0.20 A ，故选项A 、D 正确．]5．电池的电动势电池的电动势短路电流 6．3.0 0.9解析由题中的电路图可以表示：当某时刻电阻箱的示数为R 时，安培表示数为I ，则有：E＝I (R ＋r )，R ＝E I －r .当1I＝0时，r ＝－R ＝－(－0.9)＝0.9 Ω.直线的斜率为电源的电动势，计算图中直线的斜率为3.0，所以电源的电动势为3.0 V. 7．(1)如图所示．(2)①断开开关，记下电压表偏转格数N 1 ②合上开关，记下电压表偏转格数N 2(3)R N 1－N 2N 2解析用伏特表和定值电阻法．由题意，伏特表可当作理想表来用，由于电压表的面盘上有刻度但无数值．因此在实验时读数只读出格数即可．由E ＝N 1E ＝N 2＋N 2Rr得r ＝RN 1－N 2N 2.。