2019届高三第一轮复习 第八章实验十(带例题) 测电源电动势和内阻
测定电源的电动势及内阻-2019年高考物理一轮复习+Word版含解析
测定电源的电动势及内阻高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆要测量一只电压表的内阻R V。
提供的器材有：待测电压表V（量程0—3v，内阻约为3 kΩ）；电阻箱R0（阻值0~9 999.9 Ω）；滑动变阻器R1（阻值0~20 Ω，额定电流为1 A）；滑动变阻器R2（0~1 500 Ω，额定电流为0.5 A）；电源E（电动势为6 V，内阻为0.5 Ω）；开关S及导线若干。
（1）如果采用图所示的电路测定电压表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，滑动变阻器R应选用。
（2）在以下所给的实验步骤中，排出合理的顺序为：。
A．合上开关S；B．使滑动触头P处于最左端，R′的阻值调至最大；C．保持滑动变阻器的解头位置不变，增大电阻箱的阻值，使电压表示数为满偏读数的一半，记下电阻箱的此时阻值R2′D．调节电阻箱和滑动变阻器，使电压表示数满偏，记下电阻箱的此时阻值R1′；（3）用测得的物理量表示电压表内阻应为；（4）在上述实验中测得的电压表内阻值会比真实值。
（填“偏大”、“偏小”或“相同”）【参考答案】（1）R1（2）BADC （3）R2′–2R1′ （4）偏大【试题解析】（1）电源电动势是6 V，滑动变阻器阻值0~20 Ω，额定电流为1 A，电源接在滑动变阻器两端，最大电流为0.6 A，能保证电路安全；要精确测量待测电压表内阻，方便实验操作，可以选用滑动变阻器；（2）半偏法测电压表内阻，合理的实验步骤是：使滑动触头P处于最左端，R′的阻值调至最大；合上开关S；调节电阻箱和滑动变阻器，使电压表示数满偏，记下电阻箱的此时阻值；保持滑动变阻器的触头位置不变，增大电阻箱的阻值，使电压表示数为满偏读数的一半，记下电阻箱的此时阻值；（3）设电压表与定值电阻的串联电压为U，电压表内阻为，电压表示数满偏时，电阻箱的阻值为，电路电流①；电压表与定值电阻的串联电压不变，增大电阻箱的阻值，使电压表示数为满偏读数的一半，电压表内阻不变，由可知，电压表示数变为原来的一半，则电路电流变为原来的一半，此时②，由①②解得：；（4）在实验步骤C中，保持滑动变阻器的触头位置不变，增大电阻箱的阻值，电路总电阻变大，待测电压表与定值电阻的串联电压变大，当电压表半偏时电阻箱的阻值偏大，则电压表内阻测量值偏大。
2019版高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第5讲 实验：测定电源的电动势和内阻学案
第5讲 实验：测定电源的电动势和内阻微知识1 实验目的 测定电源的电动势和内阻。
微知识2 实验原理1．用电压表、电流表、可变电阻(如滑动变阻器)测量。
如图甲所示：测出两组U 、I 值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：E ＝U ＋Ir 。
2．用电流表、电阻箱测量。
如图乙所示：测出两组I 、R 值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：E ＝I (R ＋r )。
甲 乙 丙3．用电压表、电阻箱测量。
如图丙所示：测出两组U 、R 值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：E ＝U ＋URr 。
下面以图甲所示的方法介绍实验步骤和实验数据的处理方法。
微知识3 实验器材电池(待测电源)，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，导线，坐标纸。
微知识4 实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好。
2．把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。
3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的读数，用同样方法测量并记录几组电压、电流值。
4．断开开关，整理好器材。
5．数据处理：在坐标纸上作U －I 图线，求出E 、r 。
微知识5 数据处理1．公式法：原则上，利用两组U、I数据，根据公式E＝U＋Ir便可得到E、r，但这样误差较大，为减小误差，可测多次求平均值。
2．图象法：将多组U、I数据描在坐标纸上，利用图线求解电动势和内阻。
(1)图线的纵坐标是路端电压，横坐标是干路电流，根据U＝E－Ir，图线是向下倾斜的直线。
(2)电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持一定，而这里的U－I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，才有I和U的变化。
(3)实验中至少得到5组以上实验数据，画在坐标纸上拟合出一条直线。
要使多数点落在直线上，且分布在直线两侧的点个数大致相等。
(4)将图线延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就等于电动势。
横轴截距点(路端电压U＝0)意味着短路情况，它的数值等于短路电流。
高考物理一轮复习 测定电源的电动势和内阻教学实验(含解析)
实验10：测定电源的电动势和内阻一、实验目的1．用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻。
2．进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解。
3．进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方法。
二、实验原理1．实验依据：闭合电路的欧姆定律2．实验电路：如图所示3．E 和r 的求解：由U ＝E －I r得⎩⎪⎨⎪⎧ U 1＝E －I 1r U 2＝E －I 2r ，解得⎩⎪⎨⎪⎧E ＝I 1U 2－I 2U 1I 1－I 2r ＝U 2－U 1I 1－I 24．作图法数据处理，如图所示。
(1)图线与纵轴交点为E 。
(2)图线与横轴交点为I 短＝E r。
(3)图线的斜率表示r ＝ΔU ΔI。
三、实验器材电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干、坐标纸。
四、实验步骤1．按如图所示电路图连接成电路，电流表取0～0.6 A 量程，电压表取0～3 V 量程，将滑动变阻器阻值调到有效电阻最大(图中左端)。
2．检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器触头的位置，使电流表有明显示数，记下一组(I ，U)值。
3．改变滑动变阻器滑片的位置5次，用同样的方法，再测出五组(I ，U)数值。
然后断开开关，整理好仪器。
4．建立坐标系、描点。
纵轴表示电压，横轴表示电流，取合适的标度，使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上，必要时纵坐标可以不从零开始取值。
5．根据描出的坐标点作出U-I 图象，并延长与两坐标轴相交。
6．测算电动势和内电阻，准确读出U-I 图线与纵轴和横轴的交点坐标，即读出E 和I短，进一步算出内阻r ＝E I 短＝ΔU ΔI，如图所示。
五、数据处理本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法。
方法一 取六组对应的U 、I 数据，数据满足的关系式U 1＝E －I 1r 、U 2＝E －I 2r 、U 3＝E －I 3r ……让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E 、r ，取其平均值作为电池的电动势E 和内阻r 的大小。
高考物理一轮复习专题8.5 实验十 测定电源的电动势和内阻(练)(解析版)
专题8.5实验十测定电源的电动势和内阻1.（陕西西安市第一中学2019届期末）在测量电源电动势和内电阻的实验中，已知一节干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.30Ω；电压表V(量程为3V，内阻约3kΩ)；电流表A(量程为0.6A，内阻为0.70Ω)；滑动变阻器R(10Ω，2A)．为了更准确地测出电源电动势和内阻．(1)请在图甲方框中画出实验电路图．(2)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图乙所示的U－I图线，由图可得该电源电动势E＝V，内阻r＝Ω.(结果均保留两位有效数字)【答案】(1)图见解析(2)1.50.3【解析】(1)由于电流表内阻已知，应采用电流表外接法，电路图如图所示．(2)由图可知，图象的纵截距表示电源的电动势，故E＝1.5V，内阻为r＝1.5－1.0Ω－0.7Ω＝0.3Ω.0.52．（湖南省邵阳一中2019届质检）为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材：A．被测干电池一节B．电流表A1，量程0～0.6A，内阻r＝0.3ΩC．电流表A2，量程0～0.6A，内阻约为0.1ΩD．电压表V1，量程0～3V，内阻未知E．电压表V2，量程0～15V，内阻未知F．滑动变阻器1,0～10Ω，2AG ．滑动变阻器2,0～100Ω，1A H ．开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．(1)在上述器材中请选择适当的器材：(填写选项前的字母)；(2)实验电路图应选择下图中的(填“甲”或“乙”)；(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U －I 图象，则干电池的电动势E ＝V ，内电阻r ＝Ω.【答案】(1)ABDFH(2)甲(3)1.50.7【解析】(1)在上述器材中请选择适当的器材：被测干电池一节；电流表B 的内阻是已知的，故选B ，电压表选择量程0～3V 的D ，滑动变阻器选择阻值较小的F ，开关、导线若干，故选ABDFH.(2)因电流表的内阻已知，故实验电路图应选择图甲．(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U －I 图象，则干电池的电动势E ＝1.5V ，内电阻r ＝1.5－1.00.5Ω－0.3Ω＝0.7Ω.3．（江苏省苏州二中2019届调研）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V ，内电阻约1Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、开关、导线外，还有下列器材供选用：A ．电流表：量程0.6A ，内电阻约1ΩB ．电流表：量程3A ，内电阻约0.2ΩC ．电压表：量程3V ，内电阻约30kΩD ．电压表：量程6V ，内电阻约60kΩE ．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5AF ．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)．(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)．(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R 和对应电压表的示数U .用图象法处理采集到的数据，为使在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标．【答案】(1)ADF (2)adc gf h(3)1U1R(或U U R 或R UR )(横纵坐标互换亦可)【解析】(1)为了使测量更准确，电流表选量程为0.6A 的电流表A ，电池组的电动势约4.5V ，故电压表选D ，为了便于调节滑动变阻器应选F.(2)为了使测量误差尽可能小，测量电源电动势和内电阻的原理图如图(a)所示，因此将a 、d 相连，c 、g 相连，f 、h 相连．(3)用电阻箱和电压表测量电源电动势和内电阻的实验原理图如图(b)所示，根据闭合电路欧姆定律，得E ＝U ＋URr所以1U ＝1E ＋r E ·U ＝E －U R r 或R U ＝r E ＋1E R因此可作出1U －U －U R 或RU－4．（辽宁省丹东一中2019届模拟）利用如图甲所示电路，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999.9Ω)，电阻R0(阻值为3.0Ω)，电阻R1(阻值为3.0Ω)，电流表A(量程为200mA，内阻为R A＝6.0Ω)，开关S.实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②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；③以1I为纵坐标，R为横坐标，作1I－R图线(用直线拟合)；④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1I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R＝3.0Ω时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________.R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.0771I/A－1 6.998.00②10.011.011.913.0(3)在图丙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＝________A－1·Ω－1，截距b ＝________A－1.(4)根据图线求得电源电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.【答案】(1)1I ＝3.0E R ＋3.0E (5.0＋r )(2)①0.110②9.09(3)见解析图1.0(0.96～1.04间均对)6.0(5.9～6.1间均对)(4)3.0(2.7～3.3间均对)1.0(0.6～1.4间均对)【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可知：E ＝IR A R ＋R 0＋r )将R 0＝3.0Ω，R 1＝3.0Ω，R A ＝6.0Ω代入上式得1I ＝3.0E ＋3.0E＋r )．(2)从读数上，有效数字要一致，即读数是0.110A ，倒数是9.09A －1.(3)由1I －R 关系式可知k ＝3.0E ，截距b ＝3.0E (5.0＋r )；由给出的数据作出图象，连线时使尽可能多的点在同一直线上，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧．由图象可知，k ＝1.0A －1·Ω－1，b ＝6.0A －1.(4)电源电动势E ＝3.0V ，电源内阻r ＝1.0Ω.5.（山西省长治一中2019届模拟）甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E 及电阻R 1和R 2阻值．实验器材有：待测电源E (不计内阻)，待测电阻R 1，待测电阻R 2，电压表V(量程为1.5V ，内阻很大)，电阻箱R (0～99.99Ω)，单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2，导线若干．(1)先测电阻R 1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：A ．闭合S 1，将S 2切换到a ，调节电阻箱，读出其示数R 0和对应的电压表示数U 1.B ．保持电阻箱示数不变，，读出电压表的示数U 2.C ．则电阻R 1的表达式为R 1＝.(2)甲同学已经测得电阻R 1＝4.80Ω，继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值．该同学的做法是：闭合S 1，将S 2切换到a ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ，由测得的数据，绘出了如图乙所示的1U －1R图线，则电源电动势E ＝V ，电阻R 2＝Ω(保留三位有效数字)．【答案】(1)将S 2切换到bU 2－U 1U 1R 0(2)1.43 1.20【解析】(1)保持电阻箱示数不变，将S 2切换到b ，由于R 0和R 1串联，所以通过R 1的电流I ＝U1R 0，R 1两端的电压为U 2－U 1，所以R 1＝U 2－U 1I ＝U 2－U 1U 1R 0.(2)根据闭合电路欧姆定律，E ＝U R (4.8＋R 2＋R )，所以1U ＝1E ·(4.8＋R 2)1R ＋1E ，由此式看出，1U －1R 图线的截距为1E ＝0.7，斜率k ＝1E ·(4.8＋R 2)＝2.8－0.70.5＝4.2，由此两式得，E ＝1.43V ，R 2＝1.20Ω.6.（浙江省宁波一中2019届模拟）某研究性学习小组欲较准确地测量一电池组的电动势及其内阻，给定的器材如下：A ．电流表G(满偏电流10mA ，内阻10Ω)B ．电流表A(0～0.6A ～3A ，内阻未知)C ．滑动变阻器R 0(0～100Ω，1A)D ．定值电阻R (阻值990Ω)E ．多用电表F ．开关与导线若干(1)某同学首先用多用电表的直流10V 挡粗略测量电池组的电动势，电表指针如图甲所示，则该电表读数为V.(2)该同学再用提供的其他实验器材，设计了如下图乙所示的电路，请你按照电路图在图丙上完成实物连线．(3)图丁为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I 1－I 2图线(I 1为电流表G 的示数，I 2为电流表A 的示数)，则由图线可以得到被测电池组的电动势E ＝V ，内阻r ＝Ω.【答案】(1)7.2(2)图见解析(3)7.5 5.0【解析】(1)量程为10V ，则最小分度为0.2，故读数为7.2V.(2)先将电流表及滑动变阻器串接在电源两端，再并联另一支路，电路中连线避免交叉．(3)电流表G 和定值电阻R 组成了一个量程为10V 的电压表，由U ＝E －Ir 可得，图象与纵轴的交点为电源的电动势，由图可知，电动势E ＝7.5V ；图象的斜率表示电源的内阻，内阻r ＝7－50.5－0.1Ω＝5.0Ω.7.（河南省商丘一中2019届质检）同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究．(1)同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1V 多一点．晓宇同学找来了一个土豆做实验，当用量程为0～3V 、内阻约50kΩ的电压表测其两极时读数为0.96V ．但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V,0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光．检查灯泡、线路均没有故障，而用电压表测量其电压确实能达到3V 多．据您猜想，出现这种现象的原因应当是：(不要求写分析、推导过程)．(2)晓宇同学用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，读得此时的读数为30Ω.小丽同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为0.32mA ，根据前面用电压表测得的0.96V 电压，由闭合电路欧姆定律得：r ＝E I ＝0.960.32×10－3Ω＝3.0kΩ.因而晓宇同学说土豆的内阻为30Ω，而小丽同学则说是3kΩ.请你判断，用晓宇或小丽同学的方法测量“土豆电池”的内阻，结果是否准确，为什么？请分别说明理由.(3)若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择；A．电流表A1(量程为0～0.6A，内阻为1Ω)B．灵敏电流表A2(量程为0～0.6mA，内阻为800Ω)C．灵敏电流表A3(量程为0～300μA，内阻未知)D．滑动变阻器R1(最大阻值约10Ω)E．滑动变阻器R2(最大阻值约2kΩ)F．定值电阻(阻值2kΩ)G．变阻箱(0～9999Ω)①为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻，实验中应选择的器材是(填器材前的字母代号)．②在方框中画出设计的电路图．【答案】(1)水果电池内阻太大(2)见解析(3)①BG②图见解析【解析】(1)“苹果电池”的内阻太大，接灯泡时，电流太小，灯泡功率太小，不会发光；(2)晓宇的方法不正确，因水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接接“土豆电池”的两极时，欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联，影响测量的结果，故测不准；小丽同学测量的误差也很大，理想状态下用电流表测得的是短路电流，伏特表测得的应当是电源电动势，但由于水果电池的内阻很大，伏特表的内阻不是远大于水果电池的内阻，故其测得的电动势误差大，算得的内阻亦不准确．(3)①安阻法测电源电动势与内阻需要电阻箱与电流表，由题意可知，水果电池内阻很大，通过水果电池的最大电流较小，为保证安全并精确测量，电流表可选B，所以选择器材B、G.②安阻法测电源电动势与内阻的实验电路图如图所示．8．（黑龙江省鹤岗一中2019届模拟）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V ，内电阻约1Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A ．电流表：量程0.6A ，内电阻约1ΩB ．电流表：量程3A ，内电阻约0.2ΩC ．电压表：量程3V ，内电阻约30kΩD ．电压表：量程6V ，内电阻约60kΩE ．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5AF ．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A (1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)．(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将__________和________相连、________和________相连、__________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)．(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R 和对应电压表的示数U .用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标．【答案】(1)A D F (2)a d c g f h(3)1U1R或U U R ；或R UR【解析】(1)因三节干电池的电动势约为4.5V ，故电压表应选D ；因干电池放电电流不宜超过0.5A ，故电流表应选A ；由电压表和电流表的测量范围可知滑动变阻器选用F 即可．(2)本实验的实验电路如图甲所示．所以还需要用导线将a 与d 相连，c 与g 相连，f 与h 相连．(3)电阻箱代替滑动变阻器，实验电路图如图乙所示．根据闭合电路欧姆定律得U ＋UR r ＝E ，整理可得三种情况：①1U ＝r E ·1R ＋1E ，以1U 为纵坐标，1R ②U ＝E －r ·U R ，以U 为纵坐标，UR 为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线；③R U ＝1E ·R ＋r E ，以RU为纵坐标，R 为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线．9．（吉林省通化一中2019届模拟）某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材：①待测电池，电动势约为1.5V(小于1.5V)②电流表，量程3mA ③电流表，量程0.6A ④电压表，量程1.5V ⑤电压表，量程3V ⑥滑动变阻器，0～20Ω⑦开关一个，导线若干(1)请选择实验中需要的器材________(选填标号)．(2)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来．(3)小组由实验数据作出的U －I 图象如图乙所示，由图象可求得电源电动势为__________V ，内电阻为____________Ω.【答案】(1)①③④⑥⑦(2)图见解析(3)1.40 2.8【解析】(1)电流表量程3mA不能满足实验需要，故选量程为0.6A的电流表；电动势小于1.5V，故选量程为1.5V的电压表．其他都是电路必需器材，故所需器材为：①③④⑥⑦.(2)如图所示．(3)根据图象得：E＝1.40V，r＝2.8Ω.10．（福建省莆田一中2019届调研）某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100μA，内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9Ω)和若干导线．(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表，则应将表头与电阻箱_____________(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为_______________Ω.(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图所示，通过改变电阻R 测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如下表．123456R/Ω95.075.055.045.035.025.0I/mA15.018.724.829.536.048.0IR/V 1.42 1.40 1.36 1.33 1.26 1.20①根据表中数据，下图中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图中，并画出IR－I图线．②根据图线可得电池的电动势E是________V，内阻r是________Ω.【答案】(1)并联 5.0(2)①作图略②1.53 2.0【解析】(1)I g＝100μA，R g＝2500Ω，量程I＝50mA，根据并联分流原理，改装成大量程电流表需并联的电阻R＝I g R gI－I g＝5.0Ω；(2)根据闭合电路欧姆定律，E＝IR＋Ir，即IR＝E－Ir，所以IR－I图象的纵轴截距即等于电池的电动势E的大小，斜率的绝对值即等于电池内阻r的大小，由图象可求出E＝1.53V，r＝2.0Ω.11．（浙江省丽水一中2019届模拟）一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻．准备的器材有：电流表A(0～200mA，内阻是12Ω)电阻箱R(最大阻值9.9Ω)一个开关和若干导线．(1)由于电流表A的量程较小，考虑到安全因素，同学们将一个定值电阻和电流表A(填“串联”或“并联”)，若要使连接后流过定值电阻的电流是流过电流表A的电流的3倍，则定值电阻的阻值R0＝Ω.(2)虚线框中为同学设计的实验电路的一部分，请将电路图补充完整．(3)若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表A的示数I，并计算出1I得到多组数据后描点作出R－1I图线如图所示，则该电源的电动势E＝V，内阻r＝Ω.【答案】(1)并联4(2)图见解析(3)8.0 3.0【解析】(1)由并联电路规律可知，并联部分电压相等，要使并联后流过定值电阻的电流是流过电流表的电流的3倍；则定值电阻的阻值应是电流表内阻的13；故有：R 0＝13r ＝4Ω.(2)电路如图．(3)由闭合电路欧姆定律可知I ＝14×E R ＋r ＋4×124＋12，变形得R ＝E 4·1I－3－r故图象中的斜率等于k ＝E4＝2.0故E ＝8.0V图象与纵坐标的交点为－6.0＝－r －3解得r ＝3.0Ω.12．（广东省汕头一中2019届质检）实验室有下列器材：灵敏电流计G(内阻约为50Ω)；电压表V(0～3V ，内阻约为10kΩ)；电阻箱R 1(0～9999Ω)；滑动变阻器R 2(0～100Ω，1.5A)；旧干电池一节；导线开关若干．(1)某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路如图甲所示，测得电压表示数为2V ，灵敏电流计示数为4mA ，电阻箱旋钮位置如图乙所示，则灵敏电流计内阻为Ω.(2)为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R 1的阻值调为Ω.调好后连接成如图丙所示的电路测干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出了几组电压表和灵敏电流计的示数如下表，请在图丁所示的坐标系中作出合适的I G －U 图线.I G /mA 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0U /V0.80.91.0 1.1 1.2(3)由作出的I G －U 图线求得干电池的电动势E ＝V ，内阻r ＝Ω.【答案】(1)45(2)5图见解析(3)1.415.5【解析】(1)由图乙所示电阻箱可知，电阻箱示数为：R 1＝0×1000Ω＋4×100Ω＋5×10Ω＋5×1Ω＝455Ω，由欧姆定律可得R g ＋R 1＝U I ＝20.004Ω＝500Ω，电流计内阻为：R g ＝(500－455)Ω＝45Ω.(2)将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，并联电阻阻值：R ＝I g R g I －I g ＝45I g10I g －I g＝5Ω.根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象，图象如图所示．(3)由图示电源U －I 图象可知，图象与纵轴交点坐标值为1.4，电源电动势E ＝1.4V ，电流表内阻R A ＝R 1R g R 1＋R g ＝5×455＋45Ω＝4.5Ω，且ΔU ΔI ＝1.4－0.80.003×10＝20Ω，电源内阻r ＝k －R A ＝(20－4.5)Ω＝15.5Ω.13．（江西省新余一中2019届模拟）用DIS 测电源电动势和内电阻电路如图(a)所示，R 0为定值电阻．(1)调节电阻箱R ，记录电阻箱的阻值R 和相应的电流值I ，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图(b)所示图线，则该图线选取了为纵坐标，由图线可得该电源电动势为V.(2)现有三个标有“2.5V 0.6A”相同规格的小灯泡，其I －U 特性曲线如图(c)所示，将它们与图(a)中电源按图(d)所示电路相连，A 灯恰好正常发光，则电源内阻r ＝Ω，图(a)中定值电阻R 0＝Ω.(3)若将图(a)中定值电阻R 0换成图(d)中小灯泡A ，调节电阻箱R 的阻值，使电阻箱R 消耗的电功率是小灯泡A 的两倍，则此时电阻箱阻值应调到Ω.【答案】(1)1I4.5(2)2.52(3)4.80(4.6～4.9均可)【解析】(1)由闭合电路欧姆定律可知I ＝E R ＋R 0＋r；要形成与电阻成一次函数关系，则纵坐标只能取1I ；则有1I ＝R E ＋R 0＋r E ；则图象的斜率为k ＝1E ＝14.5；则有E ＝4.5V ；R 0＋r E＝1，则有R 0＋r ＝4.5Ω.(2)A 灯正常发光的电流为I ＝0.6A ；则B 、C 两灯的电流为0.3A ，由图象可知，B 、C 两灯的电压为0.5V ；路端电压为U ＝2.5V ＋0.5V ＝3V ；则内压为U 内＝(4.5－3)V ＝1.5V ；则内阻为r ＝1.50.6Ω＝2.5Ω；则定值电阻为R 0＝(4.5－2.5)Ω＝2Ω.(3)灯泡与电阻箱串联，故灯泡与电阻中流过的电流相等，若电阻箱阻值为灯泡电阻的两倍，则电阻箱两端的电压为灯泡两端电压的两倍，设灯泡两端电压为U ，则滑动变阻器两端电压为2U ，由闭合电路欧姆定律可知3U ＋2.5I ＝4.5，变形得I ＝1.8－1.2U ；在上图中作出对应的I －U 图象，则与原图象的交点为符合条件点；由图可知，I ＝0.48A ，U ＝1.15V ；则电阻箱阻值为R ＝2U I ＝2×1.150.48Ω＝4.80Ω(4.6～4.9均可)．14.（安徽省安庆一中2019届调研）利用如图甲所示电路，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999.9Ω)，电阻R0(阻值为3.0Ω)，电阻R1(阻值为3.0Ω)，电流表A(量程为200mA，内阻为R A＝6.0Ω)，开关S.实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②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；③以1I为纵坐标，R为横坐标，作1I－R图线(用直线拟合)；④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1I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R＝3.0Ω时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________.R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.0771I/A－1 6.998.00②10.011.011.913.0(3)在图丙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＝________A－1·Ω－1，截距b＝________A－1.(4)根据图线求得电源电动势E ＝__________V ，内阻r ＝________Ω.【答案】(1)1I ＝3.0E R ＋3.0E (5.0＋r )(2)①0.110②9.09(3)图见解析1.0(0.96～1.04间均对) 6.0(5.9～6.1间均对)(4)3.0(2.7～3.3间均对) 1.0(0.6～1.4间均对)【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可知：E ＝IR A R ＋R 0＋r )将R 0＝3.0Ω，R 1＝3.0Ω，R A ＝6.0Ω代入上式得1I ＝3.0E R ＋3.0E(5.0＋r )．(2)从读数上，有效数字要一致，即读数是0.110A ，倒数是9.09A －1.(3)由1I －R 关系式可知k ＝3.0E ，截距b ＝3.0E (5.0＋r )；由给出的数据作出图象，连线时使尽可能多的点在同一直线上，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧．由图象可知，k ＝1.0A －1·Ω－1，b ＝6.0A －1.(4)电源电动势E ＝3.0V ，电源内阻r ＝1.0Ω.15．（山东省济宁一中2019届模拟）甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E 及电阻R 1和R 2的阻值．实验器材有：待测电源E (不计内阻)，待测电阻R 1，待测电阻R 2，电压表V(量程为1.5V ，内阻很大)，电阻箱R (0～99.99Ω)，单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2，导线若干．(1)先测电阻R 1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：闭合S 1，将S 2切换到a ，调节电阻箱，读出其示数R 0和对应的电压表示数U 1.保持电阻箱示数不变，______________________，读出电压表的示数U 2.则电阻R 1的表达式为R 1＝______________.(2)甲同学已经测得电阻R 1＝4.80Ω，继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值，该同学的做法是：闭合S 1，将S 2切换到a ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ，用测得的数据，绘出了如图乙所示的1U －1R 图线，则电源电动势E ＝__________V ，电阻R 2＝________Ω(保留三位有效数字)．【答案】(1)将S 2切换到bU 2－U 1U 1R 0(2)1.431.20【解析】(1)保持电阻箱示数不变，将S 2切换到b ，由于R 和R 1串联，所以通过R 1的电流I ＝U1R 0R 1两端的电压为U 2－U 1，所以R 1＝U 2－U 1I ＝U 2－U 1U 1R 0.(2)根据闭合电路欧姆定律，E ＝U R (4.8＋R 2＋R )，所以1U ＝1E ·(4.8＋R 2)1R ＋1E ，由此式看出，1U －1R 图线的截距为1E ＝0.7，斜率k ＝1E ·(4.8＋R 2)＝2.8－0.70.5＝4.2，由此两式得，E ≈1.43V ，R 2＝1.20Ω.16.（广东省中山一中2019届质检）硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件．某同学利用图甲所示电路探究某硅光电池的路端电压U 与电流I 的关系．图中定值电阻R 0＝2Ω，电压表、电流表均可视为理想电表．(1)用笔画线代替导线，根据电路图，将图乙中的实物电路补充完整．(2)实验一：用一定强度的光照射硅光电池，闭合开关S ，调节可调电阻R 的阻值，通过测量得到该电池的U －I 曲线a (见图丙)．则由图象可知，当电流小于200mA 时，该硅光电池的电动势为________V ，内阻为________Ω.(3)实验二：减小光照强度，重复实验，通过测量得到该电池的U －I 曲线b (见图丙)．当可调电阻R 的阻值调到某值时，若该电路的路端电压为1.5V ，由曲线b 可知，此时可调电阻R 的电功率约为_____W(结果保留两位有效数字)．【答案】(1)图见解析(2)2.9 4.0(3)0.083【解析】(1)分析题图甲所示实验原理图，根据原理图连接实物电路图，如图所示．(2)在硅光电池的U －I 图象中，当I ＝0时，U ＝E ，图线斜率的绝对值表示内阻．由图线a 可知E ＝2.9V ，在电流小于200mA 的情况下，此电池的内阻r ＝4.0Ω.(3)由图线b 可知，在实验二中当路端电压为1.5V 时，电路电流I ＝60mA ＝0.06A ，由欧姆定律可知，此时外电阻R 外＝U 外I＝1.5V 0.06A ＝25Ω，可调电阻阻值R ＝R 外－R 0＝25Ω－2Ω＝23Ω，可调电阻消耗的电功率P ＝I 2R ＝(0.06A)2×23Ω＝0.083W.17.（陕西工业大学附中2019届模拟）用实验测一电池的内阻r 和一待测电阻的阻值R x .已知电池的电动势约为6V ，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有：电流表A 1(量程0～30mA)；电流表A 2(量程0～100mA)；电压表V(量程0～6V)；滑动变阻器R 1(阻值0～5Ω)；滑动变阻器R 2(阻值0～300Ω)；开关S 一个，导线若干条．某同学的实验过程如下：Ⅰ.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路．甲Ⅱ.将R 的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R 的阻值，测出多组U 和I 的值，并记录．以U 为纵轴，I 为横轴，得到如图乙所示的图线．乙Ⅲ.断开开关，将R x 改接在B 、C 之间，A 与B 直接相连，其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤，得到另一条U －I 图线，图线与横轴I 的交点坐标为(I 0,0)，与纵轴U 的交点坐标为(0，U 0)．回答下列问题：(1)电流表应选用______，滑动变阻器应选用________.(2)由图乙的图线，得电源内阻r ＝________Ω.(3)用I 0、U 0和r 表示待测电阻的关系式R x ＝________，代入数值可得R x .(4)若电表为理想电表，R x 接在B 、C 之间与接在A 、B 之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围________，电压表示数变化范围________.(选填“相同”或“不同”)【答案】(1)A 2R 2(2)25(3)U 0I 0－r (4)相同不同【解析】(1)由U －I 图线可知电流表量程应为0～100mA ，故选A 2.路端电压大于5.5V ，而电源电动势E ＝6V ，故R 外≫r ，则滑动变阻器选R 2.(2)由题图得：r ＝|ΔUΔI |＝25Ω.(3)R x ＋r ＝U 0I 0，R x ＝U0I 0－r .(4)电流I ＝ER ＋r ＋R x，r ＋R x 一定，R 从300Ω变到某同一阻值，电流变化范围相同．R x 接AB 间时，U＝E R ＋R x ＋r (R ＋R x )，R x 接BC 间时，U ′＝E R ＋R x ＋rR ，故两种情况下电压变化不同．1.(2018·江苏高考)一同学测量某干电池的电动势和内阻。
高考物理一轮复习专题8.5 实验十 测定电源的电动势和内阻(练)(原卷版)
专题8.5实验十测定电源的电动势和内阻1.（陕西西安市第一中学2019届期末）在测量电源电动势和内电阻的实验中，已知一节干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.30Ω；电压表V(量程为3V，内阻约3kΩ)；电流表A(量程为0.6A，内阻为0.70Ω)；滑动变阻器R(10Ω，2A)．为了更准确地测出电源电动势和内阻．(1)请在图甲方框中画出实验电路图．(2)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图乙所示的U－I图线，由图可得该电源电动势E＝V，内阻r＝Ω.(结果均保留两位有效数字)2．（湖南省邵阳一中2019届质检）为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材：A．被测干电池一节B．电流表A1，量程0～0.6A，内阻r＝0.3ΩC．电流表A2，量程0～0.6A，内阻约为0.1ΩD．电压表V1，量程0～3V，内阻未知E．电压表V2，量程0～15V，内阻未知F．滑动变阻器1,0～10Ω，2AG．滑动变阻器2,0～100Ω，1AH．开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．(1)在上述器材中请选择适当的器材：(填写选项前的字母)；(2)实验电路图应选择下图中的(填“甲”或“乙”)；(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U－I图象，则干电池的电动势E＝V，内电阻r＝Ω.3．（江苏省苏州二中2019届调研）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V，内电阻约1Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、开关、导线外，还有下列器材供选用：A．电流表：量程0.6A，内电阻约1ΩB．电流表：量程3A，内电阻约0.2ΩC．电压表：量程3V，内电阻约30kΩD．电压表：量程6V，内电阻约60kΩE．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5AF．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)．(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)．(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图象法处理采集到的数据，为使在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标．4．（辽宁省丹东一中2019届模拟）利用如图甲所示电路，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999.9Ω)，电阻R0(阻值为3.0Ω)，电阻R1(阻值为3.0Ω)，电流表A(量程为200mA，内阻为R A＝6.0Ω)，开关S.实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②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；③以1I为纵坐标，R为横坐标，作1I－R图线(用直线拟合)；④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1I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R＝3.0Ω时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________.R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.0771I/A－1 6.998.00②10.011.011.913.0(3)在图丙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＝________A－1·Ω－1，截距b ＝________A－1.(4)根据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.5.（山西省长治一中2019届模拟）甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2阻值．实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为1.5V，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．(1)先测电阻R1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：A．闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1.B．保持电阻箱示数不变，，读出电压表的示数U2.C．则电阻R1的表达式为R1＝.(2)甲同学已经测得电阻R1＝4.80Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值．该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的1U－1R图线，则电源电动势E＝V，电阻R2＝Ω(保留三位有效数字)．6.（浙江省宁波一中2019届模拟）某研究性学习小组欲较准确地测量一电池组的电动势及其内阻，给定的器材如下：A．电流表G(满偏电流10mA，内阻10Ω)B．电流表A(0～0.6A～3A，内阻未知)C．滑动变阻器R0(0～100Ω，1A)D．定值电阻R(阻值990Ω)E．多用电表F．开关与导线若干(1)某同学首先用多用电表的直流10V挡粗略测量电池组的电动势，电表指针如图甲所示，则该电表读数为V.(2)该同学再用提供的其他实验器材，设计了如下图乙所示的电路，请你按照电路图在图丙上完成实物连线．(3)图丁为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I 1－I 2图线(I 1为电流表G 的示数，I 2为电流表A 的示数)，则由图线可以得到被测电池组的电动势E ＝V ，内阻r ＝Ω.7.（河南省商丘一中2019届质检）同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究．(1)同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1V 多一点．晓宇同学找来了一个土豆做实验，当用量程为0～3V 、内阻约50kΩ的电压表测其两极时读数为0.96V ．但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V,0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光．检查灯泡、线路均没有故障，而用电压表测量其电压确实能达到3V 多．据您猜想，出现这种现象的原因应当是：(不要求写分析、推导过程)．(2)晓宇同学用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，读得此时的读数为30Ω.小丽同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为0.32mA ，根据前面用电压表测得的0.96V 电压，由闭合电路欧姆定律得：r ＝E I ＝0.960.32×10－3Ω＝3.0kΩ.因而晓宇同学说土豆的内阻为30Ω，而小丽同学则说是3kΩ.请你判断，用晓宇或小丽同学的方法测量“土豆电池”的内阻，结果是否准确，为什么？请分别说明理由.(3)若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择；A ．电流表A 1(量程为0～0.6A ，内阻为1Ω)B ．灵敏电流表A 2(量程为0～0.6mA ，内阻为800Ω)C ．灵敏电流表A 3(量程为0～300μA ，内阻未知)D ．滑动变阻器R 1(最大阻值约10Ω)E ．滑动变阻器R 2(最大阻值约2kΩ)F．定值电阻(阻值2kΩ)G．变阻箱(0～9999Ω)①为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻，实验中应选择的器材是(填器材前的字母代号)．②在方框中画出设计的电路图．8．（黑龙江省鹤岗一中2019届模拟）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V，内电阻约1Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A．电流表：量程0.6A，内电阻约1ΩB．电流表：量程3A，内电阻约0.2ΩC．电压表：量程3V，内电阻约30kΩD．电压表：量程6V，内电阻约60kΩE．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5AF．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)．(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将__________和________相连、________和________相连、__________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)．(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标．9．（吉林省通化一中2019届模拟）某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材：①待测电池，电动势约为1.5V(小于1.5V)②电流表，量程3mA③电流表，量程0.6A④电压表，量程1.5V⑤电压表，量程3V⑥滑动变阻器，0～20Ω⑦开关一个，导线若干(1)请选择实验中需要的器材________(选填标号)．(2)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来．(3)小组由实验数据作出的U－I图象如图乙所示，由图象可求得电源电动势为__________V，内电阻为____________Ω.10．（福建省莆田一中2019届调研）某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100μA，内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9Ω)和若干导线．(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表，则应将表头与电阻箱_____________(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为_______________Ω.(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图所示，通过改变电阻R 测相应的电流I ，且作相关计算后一并记录如下表．123456R /Ω95.075.055.045.035.025.0I /mA 15.018.724.829.536.048.0IR /V1.421.401.361.331.261.20①根据表中数据，下图中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图中，并画出IR －I 图线．②根据图线可得电池的电动势E 是________V ，内阻r 是________Ω.11．（浙江省丽水一中2019届模拟）一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻．准备的器材有：电流表A (0～200mA ，内阻是12Ω)电阻箱R(最大阻值9.9Ω)一个开关和若干导线．(1)由于电流表A 的量程较小，考虑到安全因素，同学们将一个定值电阻和电流表A(填“串联”或“并联”)，若要使连接后流过定值电阻的电流是流过电流表A 的电流的3倍，则定值电阻的阻值R 0＝Ω.(2)虚线框中为同学设计的实验电路的一部分，请将电路图补充完整．(3)若实验中记录电阻箱的阻值R 和电流表A 的示数I ，并计算出1I 得到多组数据后描点作出R －1I图线如图所示，则该电源的电动势E＝V，内阻r＝Ω.12．（广东省汕头一中2019届质检）实验室有下列器材：灵敏电流计G(内阻约为50Ω)；电压表V(0～3V，内阻约为10kΩ)；电阻箱R1(0～9999Ω)；滑动变阻器R2(0～100Ω，1.5A)；旧干电池一节；导线开关若干．(1)某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路如图甲所示，测得电压表示数为2V，灵敏电流计示数为4 mA，电阻箱旋钮位置如图乙所示，则灵敏电流计内阻为Ω.(2)为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R1的阻值调为Ω.调好后连接成如图丙所示的电路测干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出了几组电压表和灵敏电流计的示数如下表，请在图丁所示的坐标系中作出合适的I G－U图线.I G/mA 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0U/V0.80.9 1.0 1.1 1.2(3)由作出的I G－U图线求得干电池的电动势E＝V，内阻r＝Ω.13．（江西省新余一中2019届模拟）用DIS测电源电动势和内电阻电路如图(a)所示，R0为定值电阻．(1)调节电阻箱R，记录电阻箱的阻值R和相应的电流值I，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图(b)所示图线，则该图线选取了为纵坐标，由图线可得该电源电动势为V.(2)现有三个标有“2.5V 0.6A”相同规格的小灯泡，其I －U 特性曲线如图(c)所示，将它们与图(a)中电源按图(d)所示电路相连，A 灯恰好正常发光，则电源内阻r ＝Ω，图(a)中定值电阻R 0＝Ω.(3)若将图(a)中定值电阻R 0换成图(d)中小灯泡A ，调节电阻箱R 的阻值，使电阻箱R 消耗的电功率是小灯泡A 的两倍，则此时电阻箱阻值应调到Ω.14.（安徽省安庆一中2019届调研）利用如图甲所示电路，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999.9Ω)，电阻R 0(阻值为3.0Ω)，电阻R 1(阻值为3.0Ω)，电流表A(量程为200mA ，内阻为R A ＝6.0Ω)，开关S.实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S ；②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 ；③以1I 为纵坐标，R 为横坐标，作1I －R 图线(用直线拟合)；④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1I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R＝3.0Ω时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________.R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.0771/A－1 6.998.00②10.011.011.913.0I(3)在图丙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＝________A－1·Ω－1，截距b＝________A－1.(4)根据图线求得电源电动势E＝__________V，内阻r＝________Ω.15．（山东省济宁一中2019届模拟）甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2的阻值．实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为1.5V，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．(1)先测电阻R1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1.保持电阻箱示数不变，______________________，读出电压表的示数U2.则电阻R1的表达式为R1＝______________.(2)甲同学已经测得电阻R1＝4.80Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值，该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，用测得的数据，绘出了如图乙所示的1U－1R图线，则电源电动势E＝__________V，电阻R2＝________Ω(保留三位有效数字)．16.（广东省中山一中2019届质检）硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件．某同学利用图甲所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系．图中定值电阻R0＝2Ω，电压表、电流表均可视为理想电表．(1)用笔画线代替导线，根据电路图，将图乙中的实物电路补充完整．(2)实验一：用一定强度的光照射硅光电池，闭合开关S，调节可调电阻R的阻值，通过测量得到该电池的U－I曲线a(见图丙)．则由图象可知，当电流小于200mA时，该硅光电池的电动势为________V，内阻为________Ω.(3)实验二：减小光照强度，重复实验，通过测量得到该电池的U－I曲线b(见图丙)．当可调电阻R的阻值调到某值时，若该电路的路端电压为1.5V，由曲线b可知，此时可调电阻R的电功率约为_____W(结果保留两位有效数字)．17.（陕西工业大学附中2019届模拟）用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值R x.已知电池的电动势约为6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有：电流表A1(量程0～30mA)；电流表A2(量程0～100mA)；电压表V(量程0～6V)；滑动变阻器R1(阻值0～5Ω)；滑动变阻器R2(阻值0～300Ω)；开关S一个，导线若干条．某同学的实验过程如下：Ⅰ.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路．甲Ⅱ.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录．以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线．乙Ⅲ.断开开关，将R x改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤，得到另一条U－I图线，图线与横轴I的交点坐标为(I0,0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)．回答下列问题：(1)电流表应选用______，滑动变阻器应选用________.(2)由图乙的图线，得电源内阻r＝________Ω.(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式R x＝________，代入数值可得R x.(4)若电表为理想电表，R x接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围________，电压表示数变化范围________.(选填“相同”或“不同”)1.(2018·江苏高考)一同学测量某干电池的电动势和内阻。
2019版高考物理一轮复习： 第八章 恒定电流 微专题63 实验：测定电源的电动势和内阻
63 实验：测定电源的电动势和内阻[方法点拨] (1)图象法处理数据是本实验重点．根据闭合电路欧姆定律找出图象的函数关系式，从而确定图象斜率、截距等的意义．(2)明确实验中需要测量的量与实际测量的量的关系，进行误差分析．1．(2017·山东烟台模拟)在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，某同学利用两个理想电流表A1、A2和定值电阻R0＝2 000 Ω以及滑动变阻器，设计了如图1甲所示的电路来测量一个电池组的电动势和内阻，用I1和I2分别表示通过电流表A1和A2的电流，该同学测出的实验数据如下表所示：图1(1)根据实验测得的数据，在图乙的坐标纸上绘出I1－I2图线；(2)由I1－I2图线得出，被测电池组的电动势E＝____ V，内阻r＝________ Ω.(结果均保留两位有效数字)2．(2017·北京丰台区模拟)某物理兴趣小组的同学要测量一节干电池的电动势E和内电阻r.实验室提供如下器材：待测干电池电流表A1：量程0～0.6 A，内阻r1约为0.125 Ω电流表A2：量程0～300 μA，内阻r2为1 000 Ω滑动变阻器R：阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A电阻箱R′：阻值范围0～9 999 Ω，额定电流1 A开关S、导线若干小组中不同的同学选用了不同的器材和实验方案：(1)甲同学选用电流表A 1、电流表A 2和滑动变阻器R 、电阻箱R ′等来测量干电池的电动势和内电阻，电路如图2所示．图2①他将电流表A 2与电阻箱R ′串联，使其改装成一个量程为3.0 V 的电压表，此时电阻箱R ′的阻值应调到________ Ω；②在记录数据时，他没有记录第三组的电压值，请你根据图3电流表A 2的表盘示数写出对应的电压值U ＝______________________________________________V ；图3③请你根据他记录的数据，在图4的直角坐标系上画出U －I 图象；并由图象得到电池的电动势E ＝________ V ，内电阻r ＝________Ω.图4(2)乙同学选用电流表A 2、电阻箱R ′、开关和导线测量干电池的电动势和内阻，电路如图5所示．实验中他先将电阻箱R ′阻值调到最大，闭合开关S ；多次调节电阻箱阻值，分别记下电流表的示数I 和电阻箱对应的阻值R ′；以1I 为纵坐标，以(R ′＋r 2)为横坐标，作1I－(R ′＋r 2)图线，如图6所示，并根据图象求出图线的斜率k 和在纵轴上的截距b .图5图6请用斜率k 和截距b ，写出电动势E ＝________，内电阻r ＝________.(3)请你对两位同学的实验作出评价________________________________________ ________________________________________________________________________. 3．(2018·山东青岛二中模拟)某同学设计了如图7甲所示的电路来测量电源电动势E 、内阻r 和电阻R 1的阻值．实验器材有：待测电源(电动势为E ，内阻为r )；待测电阻R 1；电压表V(量程1.5 V ，内阻很大)；电阻箱R (0～99.99 Ω)；开关S 1；单刀双掷开关S 2；导线若干．图7(1)先测量电阻R 1的阻值，请将该同学的操作补充完整．①闭合S 1，将S 2切换到a ，调节电阻箱，读出其示数R 0和对应的电压表示数U 1； ②保持电阻箱示数不变，将S 2切换到b ，读出电压表的示数U 2； ③则电阻R 1表达式为R 1＝________________________________________.(2)该同学已经测得电阻R 1＝4.95 Ω，继续测量电源电动势E 和内阻r 做法是：闭合S 1，将S 2切换到a ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ，由测得的数据，绘出了如图乙所示的1U －1R图线，则电源电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.(保留三位有效数字)4．为测量某一电源的电动势和内阻，提供器材如下：待测电源：电动势约为4.5 V，内阻约为1.5 Ω；电压表：量程0～3 V，内阻R V＝3 kΩ；电流表：量程0～0.6 A，内阻R A约为0.1 Ω；定值电阻R1：阻值为3 Ω；定值电阻R2：阻值为1.5 kΩ；滑动变阻器R：最大阻值为10 Ω；开关、导线若干．甲同学采用如图8甲所示电路进行测量，乙同学采用如图乙所示电路进行测量．两同学通过实验获得电压表和电流表的多组读数，在U－I坐标系中分别进行描点连线，得到直线后，将直线向两侧延长，得到在两坐标轴上的截距如图丙所示．图8(1)甲同学实验获得数据为坐标系中的图线________(填写序号“①”或“②”)．(2)用图线①测得的电动势和内阻分别为________V和________Ω.(3)按照乙同学的实验电路，用细线替代导线，在图9中完成实物连接．图9答案精析1．(1)如图所示(2)3.0 1.02．(1)①9 000 ②1.20 ③如图所示 1.46(1.45～1.47均可) 0.73(0.71～0.74均可)(2)1k b k(3)乙同学的设计方案较好，实验器材简单，没有系统误差 3．(1)③U 2－U 1U 1R 0 (2)1.43 1.05(1.06也正确) 4．(1)② (2)4.47 1.49 (3)实物连线如图所示解析 (1)甲同学获得数据为题图丙坐标系中的图线②.(2)根据改装原理知，路端电压为电压表示数的3＋1.53＝1.5倍；则有1．5U ＝E －IrU ＝23E －23Ir ，故用题图丙图线①测得的电动势 E ＝2.98×1.5 V＝4.47 V ，内阻r ＝EI 0＝1.49 Ω.。
2019版高考物理一轮复习备考专题-第八章恒定电流专题63实验：测定电源的电动势和内阻2019高考备考
63 实验：测定电源的电动势和内阻
[方法点拨] (1)图象法处理数据是本实验重点．根据闭合电路欧姆定律找出图象的函数关系式，从而确定图象斜率、截距等的意义．(2)明确实验中需要测量的量与实际测量的量的关系，
进行误差分析．
1．(2017·山东烟台模拟)在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，某同学利用两个理想电流表A1、A2和定值电阻R0＝2 000 Ω以及滑动变阻器，设计了如图1甲所示的电路来测量一个电池组的电动势和内阻，用I1和I2分别表示通过电流表A1和A2的电流，该同学测出的实验数据如下表所示：
I1/mA I2/A
1 1.350.30
2 1.300.40
3 1.200.60
4 1.100.80
5 1.050.90
图1
(1)根据实验测得的数据，在图乙的坐标纸上绘出I1－I2图线；
(2)由I1－I2图线得出，被测电池组的电动势E＝____ V，内阻r＝________ Ω.(结果均保留两位有效数字)
2．(2017·北京丰台区模拟)某物理兴趣小组的同学要测量一节干电池的电动势E和内电阻r.实验室提供如下器材：
待测干电池
电流表A1：量程0～0.6 A，内阻r1约为0.125 Ω
电流表A2：量程0～300 μA，内阻r2为1 000 Ω
滑动变阻器R：阻值范围0～20 Ω，额定电流 2 A
电阻箱R′：阻值范围0～9 999 Ω，额定电流 1 A
开关S、导线若干
小组中不同的同学选用了不同的器材和实验方案：。
2019届高考物理一轮复习第八章恒定电流实验十测定电源
(2)排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变 阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图 像如图。由I1-I2图像得到电池的电动势E＝________V，内阻 r＝________Ω。
解析：(1)良好的同一根导线上任何两点都不会存在电势差，若一根
导线两端有电势差，则导线断开。a、b′间的电压不为零，说明a、
实验十 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。
突破点(一) 实验原理与操作
[例1] (2015·天津高考)用电流表和电压表测定由三节干电池串联 组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 Ω)的电动势和内电阻，除待 测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：
a′或b、b′间有一处导线断开，若a、a′间电压不为零，说明aa′
导线断开；若a、a′间电压为零，则一定是bb′导线断开。
(2)法一：将电流表A1和R1串联当成电压表使用，电压测量值U＝I1
(r1＋R1)，根据闭合电路欧姆定律有I1(r1＋R1)＝E－I2(r＋R0)，整理
备考2019年高考物理一轮复习：第八章实验十测定电源的电动势和内阻含解析
实验十 测定电源的电动势和内阻 板块一 主干梳理·夯实基础实验原理与操作◆ 实验目的1.测定电源的电动势和内阻。
2.掌握用图象法求电动势和内阻。
◆ 实验原理1、实验依据闭合电路欧姆定律。
2.实验电路：如图所示。
3.E 和r 的求解：由U ＝E －Ir得：⎩⎪⎨⎪⎧U 1＝E －I 1rU 2＝E －I 2r,解得：⎩⎪⎨⎪⎧E ＝I 1U 2－I 2U 1I 1－I 2r ＝U 2－U1I 1－I24、作图法数据处理,如图所示(1)图线与纵轴交点为电动势E 。
(2)图线与横轴交点为短路电流I 短＝Er 。
(3)图线的斜率的绝对值表示内阻r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI 。
◆ 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、铅笔。
◆ 实验步骤1.电流表用0.6 A 量程,电压表用3 V 量程,按实验原理图所示连接好电路。
2.把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值最大的一端。
3.闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I 1,U 1)。
用同样方法测量几组I 、U 值,填入表格中。
4.断开开关,拆除电路,整理好器材。
数据处理与分析◆ 数据处理 1.公式法取上表六组对应的U 、I 数据,数据满足关系式U 1＝E －I 1r 、U 2＝E －I 2r 、U 3＝E －I 3r …让第1式和第4式联立方程,第2式和第5式联立方程,第3式和第6式联立方程,这样解得三组E 、r ,分别取平均值作为电池的电动势E 和内阻r 的大小。
2.描点法以路端电压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(U ,I )值所对应的点,然后尽量多地通过这些点作一条直线,使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即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距),直线的斜率的绝对值即为电池的内阻r ,即r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI 。
高考物理总复习课件：第8章 实验10 测定电源的电动势和内阻
U R R 或U
R (横纵
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坐标互换亦可)
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用如图所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源(电动势约3 V，内阻约2 Ω)，保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω)，滑动变阻器R，电流 表A，电压表V，开关S，导线若干． 实验主要步骤： (ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关； (ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流 表的示数I；
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E．滑动变阻器：0～1 000 Ω，额定电流0.5 A F．滑动变阻器：0～20 Ω，额定电流2 A (1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用 ________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)． (2)图实104为正确选择仪器后，连好的部分电路．为了使测量误差尽可能 小，还需在电路中用导线将____________和________相连、________和 ________相连、__________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代 号)．
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104 图实-
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(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱 替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验．实验中读出几组电阻 箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图象法处理采集到的数据，为在直角坐 标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以 ________为横坐标．
根据以上三组方程分别求出E、r，再取其平均值作为电源的电动势E和内阻 r.
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2019版一轮物理教科版课件：第八章 实验十 测定电源的电动势和内阻 精品001
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热点一 伏安法测电源电动势和内阻 [典例1] 在测量电源电动势和内电阻的实验中，已知一节干电 池的电动势约为 1.5 V，内阻约为 0.30 Ω；电压表 V(量程为 3 V， 内阻约 3 kΩ)；电流表 A(量程为 0.6 A，内阻为 0.70 Ω)；滑动 变阻器 R(10 Ω，2 A)．为了更准确地测出电源电动势和内阻． (1)请在图甲方框中画出实验电路图． (2)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图乙所示的 UI 图 线 ， 由 图 可 得 该 电 源 电 动 势 E ＝ ________ V ， 内 阻 r ＝ ________Ω.(结果均保留两位小数)
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(2)若采用如图丙所示的电路，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.
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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．
-1-
[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．
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[实验原理] 1．如图甲所示，改变 R 的阻值，从电压表和电流表中读出几 组 I、U 值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组 E、r 值，最后 分别算出它们的平均值． 2．用图象法来处理数据，在坐标纸上以 I 为横坐标、U 为纵坐 标，用测出的几组 I、U 值画出 U I 图象，如图乙所示，直
线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源电动势 E 的值，图线的斜率 的绝对值即内阻 r 的值．
物理(新课标)高考总复习第一轮复习课件：第八章实验十测定电源的电动势和内阻
待测电源，电阻箱 R(最大阻值为 999.9 Ω)，电阻 R0(阻值为 3.0 Ω)，电阻 R1(阻值为 3.0 Ω)，电流表 A(量程为 200 mA， 内阻为 RA＝6.0 Ω)，开关 S. 实验步骤如下： ①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关 S； ②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； ③以1I为纵坐标，R 为横坐标，作 1I－R 图线(用直线拟合)； ④求出直线的斜率 k 和在纵轴上的截距 b.
[解析] (1)根据闭合电路欧姆定律可知：
E＝IRA＋I＋IRR1A(R＋R0＋r)
将 R0＝3.0 Ω，R1＝3.0 Ω，RA＝6.0 Ω 代入上式得 1I＝3E.0R＋3E.0(5.0＋r)． (2)从读数上，有效数字要一致，即读数是 0.110 A，倒数是 9.09 A－1.
(3)由1I－R 关系式可知 k＝3E.0，截距 b＝3E.0(5.0＋r)；由给出 的数据作出图象，连线时尽可能使多的点在同一直线上，不 在直线上的点要均匀分布在直线两侧． 由图象可知，k＝1.0 A－1·Ω－1，b＝6.0 A－1.
2．用作图法处理数据，如图所示． (1)图线与纵轴交点为 E. (2)图线与横轴交点为 I 短＝Er .
(3)图线的斜率的绝对值表示 r＝ΔΔUI .
二、误差分析 1．偶然误差 (1)电表读数不准引起误差． (2)图象法求 E 和 r 时作图不准确． 2．系统误差 (1)相对于电源内阻而言，采取电流表外接法，由于电压表分 流造成电动势和内阻的测量值均偏小． (2)相对于电源内阻而言，采取电流表内接法，由于电流表分 压，造成内阻的测量值偏大．
2．电源的电动势和内阻测量方法一般为伏安法，另外还有以 下几种方法 (1)安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示， 测量原理为：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出 E 和 r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大．
2019届高考一轮复习备考资料之物理人教版课件：第八章 实验十 测定电源的电动势和内阻
解析 答案
位有效数字) 答案 见解析图
变式2
利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻 .要求尽量
减小实验误差.
(1)应该选择的实验电路是图6中的 甲 (选填“甲”或“乙”).
图6 解析 干电池内阻相对一般电流表内阻而言较小，为减小电流表分压带 来的系统误差，故应选甲.
第八章 恒定电流
实验十 测定电源的电动势和内阻
内容索引
过好双基关
回扣基础知识 训练基础题目
研透命题点
细研考纲和真题 分析突破命题点
过好双基关
基本实验要求
1.实验原理 闭合电路欧姆定律. 2.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.
3.基本操作
(1)电流表用 0.6 A的量程，电压表用 3 V的量程，按图1连接好电路.
(2)用作图法处理数据，如图2所示. ①图线与纵轴交点为 E ；
E ②图线与横轴交点为I短＝ r ； ΔU | ΔI | ③图线的斜率表示r＝ .
图2
2.注意事项
(1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较 大 的旧电池.
(2)电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快.
(3)要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些.
右端接线柱
解析 由电路分析可知，若滑动变阻器的滑片右移电压表示数变大，则
解析 答案
滑动变阻器接入电路部分阻值增大，选项C符合题意.
(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝ ka ，
r＝ k－R2 ，代入数值可得E和r的测量值.
解析 由E＝U＋I(r＋R2)，得U＝－I(r＋R2)＋E，对比伏安特性曲线可
2019高三物理人教版一轮教师用书：第8章 实验10 测定电源的电动势和内阻 Word版含解析
实验十 测定电源的电动势和内阻(对应学生用书第152页)一、实验目的1．测定电源的电动势和内阻． 2．掌握用图象法求电动势和内阻． 二、实验原理1．实验依据：闭合电路欧姆定律． 2．实验电路：如图实-10-1图实-10-1 3．E 和r 的求解由U ＝E －Ir得：⎩⎨⎧U 1＝E －I 1rU 2＝E －I 2r，解得：⎩⎪⎨⎪⎧E ＝I 1U 2－I 2U 1I 1－I 2r ＝U 2－U 1I 1－I 24．作图法处理数据，如图实-10-2所示(1)图线与纵轴交点为E . (2)图线与横轴交点为I 短＝Er . (3)图线的斜率绝对值表示：r ＝|ΔUΔI |.图实-10-2 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、铅笔． 四、实验步骤1．电流表用0.6 A 量程，电压表用3 V 量程，按实验电路图连接好电路． 2．把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端．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，U 1)．用同样方法测量几组I 、U 值．填入表格中．锦囊妙诀：滑动变阻为外电阻，列表记录两表读数，电压变化便于作图，U 轴起点要看清楚，求解E 、r 要用U -I 图． 4．断开开关，拆除电路，整理好器材． 五、数据处理1．数据记录：设计表格，将测得的几组U 、I 值填入表格中．2．数据处理方法一：列方程组求解电动势和内阻的大小． ①⎩⎨⎧ U 1＝E －I 1r U 4＝E －I 4r ②⎩⎨⎧ U 2＝E －I 2r U 5＝E －I 5r ③⎩⎨⎧U 3＝E －I 3rU 6＝E －I 6r 根据以上三组方程分别求出E 、r ，再取其平均值作为电源的电动势E 和内阻r .方法二：用图象法处理数据．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，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)，直线斜率的绝对值即为电池的内阻r ，即r ＝|ΔUΔI |. 六、误差分析 1．偶然误差(1)读数不准引起误差．(2)用图象法求E 和r 时，由于作图不准确造成误差． 2．系统误差由于电压表的分流作用造成误差．甲 乙图实-10-3 结论：①E 测<E 真． ②r 测<r 真． 七、注意事项1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些(选用已使用过一段时间的干电池)．2．要测出不少于6组的(I ，U )数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值．3．为了使所画直线的斜率不太小，U -I 图线纵轴刻度可以不从零开始，但要注意此时图线和横轴的交点不再是短路电流，电源的内阻不能用r ＝EI 短确定，应根据r ＝|ΔUΔI |确定.(对应学生用书第153页) 考点一| 实验原理与操作用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V ，内电阻约1 Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、开关、导线外，还有下列器材供选用： A ．电流表：量程0.6 A ，内电阻约1 Ω B ．电流表：量程3 A ，内电阻约0.2 Ω C ．电压表：量程3 V ，内电阻约30 kΩ D ．电压表：量程6 V ，内电阻约60 kΩ E ．滑动变阻器：0～1 000 Ω，额定电流0.5 A F ．滑动变阻器：0～20 Ω，额定电流2 A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)． (2)图实-10-4为正确选择仪器后，连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将____________和________相连、________和________相连、__________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)．图实-10-4 (3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R 和对应电压表的示数U .用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标．[解析](1)为了使测量更准确，电流表选量程为0.6 A 的电流表A ，电池组的电动势约4.5 V ，故电压表选D ，为了便于调节滑动变阻器应选F. (2)为了使测量误差尽可能小，测量电源电动势和内电阻的原理图如图甲所示，因此将a 、d 相连，c 、g 相连，f 、h 相连．甲 乙(3)用电阻箱和电压表测量电源电动势和内电阻的实验原理图如图乙所示，根据闭合电路欧姆定律，得 E ＝U ＋UR r ， 所以1U ＝1E ＋r E ·1R⎝ ⎛⎭⎪⎫或U ＝E －U R r 或R U ＝r E ＋1E R ， 因此可作出1U - 1R ⎝ ⎛⎭⎪⎫或U -U R 或R U -R 图象处理数据．[答案](1)A D F (2)a d c g f h (3)1U 1R ⎝ ⎛⎭⎪⎫或U U R 或R U R (横纵坐标互换亦可)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源(电动势约3 V，内阻约2 Ω)，保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干．实验主要步骤：(ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；(ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；(ⅲ)以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线(U、I都用国际单位)；(ⅳ)求出U-I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.回答下列问题：(1)电压表最好选用________；电流表最好选用________．A．电压表(0～3 V，内阻约15 kΩ)B．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)C．电流表(0～200 mA，内阻约2 Ω)D．电流表(0～30 mA，内阻约2 Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大．两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________．A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式，E＝________，r＝________，代入数值可得E和r的测量值．[解析](1)由于待测电源的电动势为3 V，故电压表应选0～3 V量程，而该电路中电压表分流越小，实验误差越小，故选大内阻的电压表，故电压表选A.回路中电流的最大值I max＝ER1＋R2＋r＋r A≈158 mA，故电流表选C.(2)当电压表示数变大时，说明外电路电阻变大，即滑片从左向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，对于A、B两选项，在滑片移动的过程中回路电阻不变，选项C中滑片向右移动时回路电阻变大，选项D中，滑片向右移动时回路电阻变小，故选项C正确．(3)根据闭合电路欧姆定律，得E＝U＋I(R2＋r)，即U＝E－I(R2＋r)，所以k＝R2＋r，所以r＝k－R2，横截距为U＝0时，I＝a，即0＝E－ak，所以E＝ak.[答案](1)A C(2)C(3)ak k－R2考点二| 数据处理和误差分析小明利用如图实-10-5所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻．图实-10-5(1)图实-10-5中电流表的示数为________A.(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：-I图线．图实-10-6由图线求得：电动势E＝______V；内阻r＝______Ω.(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合．其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_______________________________________________________________．【导学号：84370327】[解析](1)电流表选用量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，则其读数为0.44 A.(2)坐标系选择合适的标度，根据表中数据描点作出的U-I图线如图所示．图线与纵轴交点为“1.61 V”，故E＝1.61 V，由图线的斜率ΔUΔI＝1.24知，电池内阻为1.24 Ω.注意此处不要用图象与纵轴交点值除以与横轴交点值．(3)长时间保持电路闭合，电池会发热，电池内阻会发生变化，干电池长时间放电，也会引起电动势变化，导致实验误差增大．[答案](1)0.44(2)U-I图线见解析 1.61(1.59～1.63都算对) 1.24(1.22～1.26都算对)(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大某同学利用电压表和定值电阻测蓄电池电源的电动势和内阻.(1)实验室有以下三个电压表，需要将它们改装成量程为6 V的电压表，以下措施正确的是________．A．将电压表V1(0～1 V，内阻约为1 kΩ)与5 kΩ的定值电阻R串联B．将电压表V2(0～2 V，内阻约为2 kΩ)与4 kΩ的定值电阻R串联C．将电压表V3(0～3 V，内阻为3 kΩ)与3 kΩ的定值电阻R串联D．以上三项都可以(2)利用(1)中改装后的电压表，测蓄电池的电动势和内阻，图甲为实验电路图，根据给出的电路图，将图乙的实物图补充完整．(3)请完成下列主要实验步骤：A．选择正确的实验仪器连接电路；B．将开关S2闭合，开关S1断开，测得电压表的示数是U1；C．再将开关S1闭合，测得电压表的示数是U2；D．断开开关S2；E．若改装后的电压表可视为理想电压表，则电源的内阻r＝________(用字母U1、U2、R0表示)；(4)由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________(填“大”或“小”)．[解析](1)将电压表V3(0～3 V，内阻为3 kΩ)与3 kΩ的定值电阻R串联，根据欧姆定律可得两端电压为：U＝U g＋U gr g R＝3 V＋33×3 V＝6 V；而A、B选项中的电压表内阻都是不确定的值，故选项C中的改装合适；(2)实物连接图如图；(3)根据欧姆定律：E ＝U 1＋U 12R 0r ，E ＝U 2＋U 2R 0r ， 联立解得：r ＝2(U 1－U 2)2U 2－U 1R 0；(4)由于所用电压表不是理想电压表，所以通过电源的电流大于通过电阻R 0的电流，即E ＝U 1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫U 12R 0＋I 1r ，E ＝U 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫U 2R 0＋I 2r ，I 1>I 2，解得r ＝U 1－U 2U 2R 0－U 12R 0－(I 1－I 2)＞U 1－U 2U 2R 0－U 12R 0＝2(U 1－U 2)2U 2－U 1R 0，即测得的电动势比实际值偏小． [答案](1)C (2)如图(3)2(U 1－U 2)2U 2－U 1R 0 (4)小考点三| 实验拓展与创新视角1：实验方法、方案的拓展(一电表，一电阻箱法)R ＝E ·1I －r：实验器材的灵活选用如：①定值电阻可以作为保护电阻②定值电阻可以当电压表使用③定值电阻可以当电流表使用④内阻已知的电压表可以当小量程的电流表使用创新点1 测量水果电池的电动势和内阻1．(2018·宁波模拟)众所周知，将两个金属电极铜、锌插入一个水果中就可以做成一个水果电池(如图实-10-7甲所示)．水果电池的电动势大约为1 V ，但由于内阻偏大，日常生活中我们很少用水果电池．那么水果电池的电动势和内阻到底有多大呢？某学习小组的同学就此进行探究．(1)A同学用量程为0～1 V、内阻约10 kΩ的电压表测其两极时读数为0.74V，用灵敏电流表直接接水果电池的两极，测得电流为0.55 mA，由闭合电路欧姆定律得电池的内阻r＝EI＝0.740.55×10－3Ω＝1.3 kΩ.B同学把欧姆表直接接到水果电池的两极上，读得欧姆表的读数为84 Ω.因而A同学说水果电池的内阻为1.3 kΩ，而乙同学则说是84 Ω.请你判断A、B两位同学测得的水果电池的内阻是否准确，为什么？请选一位同学进行说明．______________________________________.(2)C同学利用课本上介绍的伏安法测水果电池的电动势和内阻，电路图如图乙所示．图丙是C同学根据测量数据在坐标纸上作出的U随I变化的关系图象．由图象可得水果电池的电动势为________V(计算结果保留两位小数)，内阻为________Ω(计算结果保留两位有效数字)．C同学在某次实验时发现电压表坏了，但他利用现有器材采用图象法同样测出了水果电池的电动势和内阻，则C同学在利用图象法处理数据时作出的是________随________变化的关系图象.【导学号：84370328】图实-10-7[解析](1)A同学测量结果不准确，因电压表内阻不是无穷大，测量结果不是水果电池的电动势，要小于真实电动势，同时由于电流表内阻不能忽略，所测短路电流也不准确；B同学的测量结果也不准确，因水果电池本身有电动势，与欧姆表里的电源相互影响使所测的内阻值不准确．(2)由作出的U随I变化的关系图象可知，水果电池的电动势为E＝0.72 V，内阻为r＝0.72－0.40.3×10－3Ω＝1.1×103Ω；电压表坏了，可以借助电流表和电阻箱完成实验，由E＝IR＋Ir得1I＝1E R＋rE，故可以作出1I随R变化的关系图象进行分析．[答案](1)A同学：不准确．因水果电池内阻较大，电压表测量值小于水果电池的电动势(或B同学：不准确．因水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接接水果电池的两极时，欧姆表内部的电源和水果电池串联，影响测量的结果)(2)0.72 1.1×1031I R创新点2利用1U-R图象处理数据2．(2018·温州模拟)小明利用如图实-10-8甲所示的电路，完成了对电动势约为1.5 V、内阻约为几欧姆的电源的电动势和内阻的测定．其中R为电阻箱，R0为阻值为150 Ω的定值电阻．小明连接好电路后，通过调节电阻箱的阻值，读出了8组电压表的读数以及相对应的电阻箱的阻值，并以电压的倒数1U为纵坐标、电阻箱的阻值R为横坐标，把记录的数据描绘在了坐标系中，如图乙所示．图实-10-8(1)如果电源的电动势用E 表示、电源的内阻用r 表示，则1U 关于R 的表达式应为________．(用E 、r 、R 0表示)(2)请在图乙所示的坐标系中画出图线，并根据画出的图线求出该图线的斜率k ＝________V －1·Ω－1，图线与纵轴交点的纵坐标为b ＝________V －1.(结果保留两位有效数字)(3)结合写出的函数表达式以及图线可知该电源的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.(结果保留三位有效数字)[解析](1)由闭合电路欧姆定律得U R 0＝E R 0＋R ＋r ，解得1U ＝1ER 0R ＋R 0＋r ER 0. (2)将明显错误的点舍掉，画线时应使尽可能多的点落在直线上，不能落在直线上的点均匀地分布在直线的两侧，如图所示；由图可知，斜率k ＝0.004 4 V －1·Ω－1，图线与纵轴交点的纵坐标为b ＝0.70 V －1.(3)由1U ＝1ER 0R ＋R 0＋r ER 0得，k ＝1ER 0，b ＝R 0＋r ER 0，又R 0＝150 Ω，解得E ＝1.52V ，r ＝9.60 Ω.[答案](1)1U ＝1ER 0R ＋R 0＋r ER 0 (2)见解析 0.004 4 0.70 (3)1.52 9.60创新点3 先电表改装再测电动势和内阻3．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-10-9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 Ω的定值电阻．(1)已知灵敏电流计的满偏电流I g＝100 μA、内阻r g＝2.0 kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200 mA，应并联一只________Ω(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-10-9(3)某次实验的数据如下表所示：改装表计算出电池组的内阻r＝________Ω(保留两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是_______________________________．(4)该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大．若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是___________________________________.(填选项前的字母)A．电压表内阻的影响B．滑动变阻器的最大阻值偏小C ．R 1的实际阻值比计算值偏小D ．R 0的实际阻值比标称值偏大[解析](1)由电流表的改装知识可知，R 1＝I g r g I m －I g＝100×10－6×2.0×103200×10－3－100×10－6 Ω≈1.0 Ω.(2)见答案图(3)根据闭合电路欧姆定律结合逐差法可知r 1＝U 1－U 5I 5－I 1－R 0，r 2＝U 2－U 6I 6－I 2－R 0， r 3＝U 3－U 7I 7－I 3－R 0，r 4＝U 4－U 8I 8－I 4－R 0. 故r ＝r 1＋r 2＋r 3＋r 44＝(U 1＋U 2＋U 3＋U 4)－(U 5＋U 6＋U 7＋U 8)4×80×10－3－R 0 ＝[(5.26＋5.16＋5.04＋4.94)－(4.83＋4.71＋4.59＋4.46)4×80×10－3－4.0]Ω≈1.66 Ω.逐差法在计算中体现的主要优点是：充分利用已测得的数据．(4)根据题意可知，内阻的测量值为r 测＝ΔU ΔI －R 0，因此，电压表的内阻、滑动变阻器的阻值对测量结果无影响．若R 1的实际值比计算值偏小，则改装后的电流表示数偏小，导致内阻测量值偏大．根据内阻测量值的表达式可知，R 0的实际值比标称值偏大，也会导致内阻测量值偏大．故选C 、D.[答案](1)1.0(2)如图所示(3)1.66充分利用已测得的数据(4)CD[随堂训练]1．用电流表和电压表测电源的电动势和内阻．(1)画出实验电路图．(电源内阻很小)图实-10-10(2)如图实-10-10所示是根据两个电源的测量数据绘制的图线．由图可知：图线与U轴的交点表示________，电源Ⅰ的内阻________(填“大于”、“等于”或“小于”)电源Ⅱ的内阻．(3)图中两直线Ⅰ、Ⅱ的交点表示两个电路中________相等.【导学号：84370329】[解析](1)如图所示(2)纵轴截距表示电源的电动势，直线斜率的绝对值表示电源内阻，图线Ⅱ比图线Ⅰ陡一些，故电源Ⅰ的内阻小于电源Ⅱ的内阻．(3)Ⅰ、Ⅱ的交点表示外电路电压、电流都相同，说明外电路的电阻、消耗的电功率相同．[答案]见解析2．在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材．图实-10-11(1)甲同学按图实-10-11a中的实线连接电路进行实验，其中定值电阻的作用是________．由电压表读数U和电流表读数I，画出U-I图线如图b所示，可得电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(结果保留两位有效数字)(2)乙同学因为粗心，多连接了一根导线，如图a中的虚线所示．由电压表的读数U和电流表的读数I，画出U-I图线如图c所示．乙同学分析了图象出现异常的原因后，认为由图c也可以达到实验目的，则由图c可得电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(结果保留两位有效数字)[解析](1)定值电阻在电路中主要起到保护电路的作用；根据U＝E－Ir可知，图象与纵轴的交点表示电动势，故E＝2.8 V；图象的斜率表示内电阻：r＝2.8－1.62.0Ω＝0.60 Ω.(2)由乙同学的电路接法可知，滑动变阻器左右两部分并联后与定值电阻R2串联，则可知，在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现图c所示的图象，则由图象可知，当电压为2.5 V时，电流为0.5 A，此时两部分电阻相等，则总电流为I1＝1.0 A；而当电压为2.4 V时，电流分别对应0.33 A和0.87 A，则说明当电压为2.4 V时，干路电流为I2＝(0.33＋0.87) A＝1.2 A；则根据闭合电路欧姆定律可得：2.5＝E－1.0r,2.4＝E－1.2r，解得：E＝3.0，r＝0.50.[答案](1)保护电路 2.80.60(2)3.00.503．用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值R x.已知电池的电动势约6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有：电流表A1(量程0～30 mA)电流表A2(量程0～100 mA)电压表V (量程0～6 V)滑动变阻器R1(阻值0～5 Ω)滑动变阻器R2(阻值0～300 Ω)开关S一个，导线若干条甲乙图实-10-12某同学的实验过程如下：Ⅰ.设计如图实-10-12甲所示的电路图，正确连接电路．Ⅱ.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录．以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线．Ⅲ.断开开关，将R x改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤，得到另一条U-I图线，图线与横轴I的交点坐标为(I0,0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)．回答下列问题：(1)电流表应选用______，滑动变阻器应选用______．(2)由图乙的图线，得电源内阻r＝________Ω.(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式R x＝________，代入数值可得R x.(4)若电表为理想电表，R x接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围________，电压表示数变化范围________．(选填“相同”或“不同”)【导学号：84370330】[解析](1)由题U-I图线可知电流表量程应为0～100 mA，故选A2.路端电压大于5.5 V，而电源电动势E＝6 V，故R外≫r，则滑动变阻器选R2.(2)由题图得：r＝ΔUΔI＝25 Ω.(3)R x＋r＝U0I0，R x＝U0I0－r.(4)电流I＝ER＋r＋R x，r＋R x一定，R从300 Ω变到某同一阻值，电流变化范围相同．R x接AB间时，U＝ER＋R x＋r(R＋R x)，R x接BC间时，U′＝ER＋R x＋r R，故两种情况下电压变化不同．[答案](1)A2R2(2)25(3)U0I0－r(4)相同不同。
2019高三物理第一轮复习课时跟踪练：第八章第五讲实验十：测定电源的电动势和内阻 Word版含解析
第八章恒定电流第五讲实验十：测定电源的电动势和内阻课时跟踪练1. (2018·秦皇岛模拟)用如图所示电路，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：(a)电流表(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 Ω，额定功率5 W)；(d)定值电阻(阻值10 Ω，额定功率10 W)；(e)滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A)；(f)滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω，额定电流1 A)．(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________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器．(2)引起该实验系统误差的主要原因是__________________________________________________________________________.解析：(1)由于电源是一节干电池(约1.5 V)，所以选量程为3 V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般为几欧，加上保护电阻，最大电流也在1.0 A以下，小于量程3 A的13，所以选量程为0.6 A的电流表；由于电池内阻较小，保护电阻不宜太大，选1 Ω的即可，否则会使电流表、电压表读数范围较小，造成较大的误差；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就能很好地控制电路中的电流和电压，因此取0～10 Ω范围．(2)由于电压表的分流作用，使电流表读数总是比干路电流小，造成E测<E真，r测<r真．答案：(1)3 0.6 1 0～10 (2)电压表的分流2. (2018·临汾模拟)实验室有量程是0～3 A(内阻较小)的电流表和0～3 V(内阻很大)的电压表，电阻箱R(最大值999.9 Ω)，滑动变阻器R′(0～2 kΩ)，固定电阻R1＝5 Ω，开关S，导线若干，欲测量某一电源的电动势E和内阻r(E略小于3 V，内阻较小)．(1)由于电源内阻较小，要求固定电阻R1作为等效内阻的一部分，设计电路要求误差尽量小，且便于操作，能达到这一要求的电路是( )(2)用正确的实验电路图得到的实验数据，作出的图象是一条倾斜的直线，其纵截距为b，斜率为k，则电动势E＝________，内阻r ＝________(用b、k、R1表示)．解析：(1)由欧姆定律可知，电路中最大电流为ER1＝0.6 A，电流表量程3 A太大，所以不能采用图A、B、C测量电源输出电流．欲测量电源的电动势E和内阻r，能达到这一要求的电路是D.(2)由闭合电路欧姆定律，E＝U＋UR(R1＋r)，变形为1U＝1E＋1E(R1＋r)1R，图象在纵轴截距b＝1E；图象斜率k＝1E(R1＋r)，解得E＝1b，r＝kb－R1.答案：(1)D (2)1b kb－R13. (2018·濮阳模拟)在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材：A．电源为干电池(电动势为E，内阻为r)B．电流表(0～0.6 A，内阻约0.1 Ω)C．灵敏电流计G(满偏电流I g＝200 μA，内阻r g＝500 Ω)D．滑动变阻器(0～20 Ω，2.0 A)E．电阻箱R(0～9 999.9 Ω)F．开关、导线若干实验电路如图甲．(1)由于没有电压表，需要把灵敏电流计G改装成量程为2 V的电压表，需串联一个阻值为R＝________ Ω的电阻．(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移动至______(选填“a 端”“中央”或“b端”)．(3)图乙为该实验绘出的I1-I2图线(I1为灵敏电流计G的示数，I2为电流表A的示数)，由图线可求得被测电源的电动势E＝__________V(保留三位有效数字)，内电阻r＝________Ω(保留两位有效数字)．解析：(1)灵敏电流计满偏电流I g＝200 μA、内阻r g＝500 Ω，根据U＝I g(r g＋R)，所以需串联一个阻值为9 500 Ω的电阻．(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移动至a端，保护电表．(3)直线与纵轴的交点乘以10－2等于电源电动势，斜率乘以10－2等于电源内阻．答案：(1)9 500 Ω(或者9.5 kΩ) (2)a端(3)1.46 0.794. (2018·济宁模拟)(1)用电压表、电流表测定电源的电动势和内阻实验，采用的是下列________电路图．(2)某同学将V和A测得的数值逐一描绘在坐标纸上，再根据这些点分别画出了图线a与b，如图所示，你认为比较合理的是图线________(选填“a”或“b”)．(3)根据该图线得到电源电动势的大小是________ V；内阻是________ Ω(结果保留两位小数)．解析：(1)测定电源的电动势及内阻的实验中，原理是闭合电路的欧姆定律，电压表要测量路端电压，电流表要测量电路中的总电流，所以A、B项错误；为了使内阻测量准确，电流表要采用内接法，所以C项错误，D项正确．(2)描出点后应用直线把各点连接起来，所以选a.(3)利用图象纵轴上的截距求得电动势为1.44 V，曲线的斜率绝对值为电源的内阻，约为0.92 Ω.答案：(1)D (2)a(3)1.44 0.925. (2018·郑州模拟)用如图所示的电路测定一种特殊电池的电动势和内阻，它的电动势E约为8 V，内阻r约为30 Ω，已知该电池允许输出的最大电流为40 mA.为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个定值电阻充当保护电阻，除待测电池外，可供使用的实验器材还有：A．电流表A(量程为0.05 A，内阻约为0.2 Ω)B．电压表V(量程为6 V，内阻为20 kΩ)C．定值电阻R1(阻值为100 Ω，额定功率为1 W)D．定值电阻R2(阻值为200 Ω，额定功率为1 W)E．滑动变阻器R3(阻值范围为0～10 Ω，额定电流为2 A)F．滑动变阻器R4(阻值范围为0～750 Ω，额定电流为1 A)G．导线和单刀单掷开关若干(1)为了电路安全及便于操作，定值电阻应该选______；滑动变阻器应该选__________(填写器材名称)．(2)接入符合要求的用电器后，闭合开关S，调节滑动变阻器的阻值，读取电压表和电流表的示数．取得多组数据，作出了如图所示的图线．根据图线得出该电池的电动势E为______V，内阻r为______Ω(结果保留两位有效数字)．(3)若所给的电压表已被损坏，其他器材均可使用．重新选择器材，设计电路测定该电池的电动势和内阻．请在虚线框中画出设计的电路图并在上面标明选定器材的名称．解析：(1)电压表量程为6 V，电池允许输出的最大电流为40 mA，故滑动变阻器接入电路电阻必大于150 Ω，所以滑动变阻器应选R4，保护电阻至少要分压2 V，当电压表示数为零时，保护电阻要分压8 V，所以保护电阻应选阻值为200 Ω的R2.(2)图线纵轴截距为电池电动势，可得E＝7.8 V.图线的斜率k＝R2＋r＝7.80－0.000.034－0.00Ω≈229 Ω，得r＝29 Ω.(3)电压表损坏，至少要测量2次，根据所提供器材，可以考虑用2个单刀单掷开关改变电路总电阻，测出对应电流，得出电池内阻和电动势，所以设计如图所示电路．答案：(1)R2R4(2)7.8(7.7～7.9均对) 29(26～32均对) (3)见解析图6. (2018·淄博模拟)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．该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据．(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______(选填“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______Ω.解析：(1)根据闭合电路欧姆定律，该同学设计实验的原理表达式是E＝I(R＋r)．(2)根据实验的安全性原则，在闭合开关之前，应先将电阻箱调到最大值．根据电阻箱的读数规则可知，电阻箱接入电路的阻值为2×10 Ω＋1×1 Ω＝21 Ω.答案：(1)I(R＋r) (2)最大值217. (2015·江苏卷)小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻．(1)图中电流表的示数为________A.(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：由图线求得：电动势E＝______V；内阻r＝______ Ω.(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为__________________________________________________________．解析：(1)由题目表格测量数据知，电流表使用0.6 A量程，所以读数为0.44 A.(2)描点画图，如图所示：根据U＝－Ir＋E可得：电动势为E＝1.6 V；图线的斜率等于内阻r＝1.2 Ω.(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大．答案：(1)0.44 (2)U-I图象见解析1．60(1.58～1.62都对) 1.2(1.18～1.26都对) (3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大。
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• 答案 ①U＝E－Ir ②如图所示 ③不变 增大
• 0．975 478 0.268
• 电源的电动势和内阻测量方法一般为伏安 法，另外还有
• 以下几种方法： • 1．安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，
电路如图7-5-5甲所示，测量原理为：E＝ I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r， 此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻 偏大．
图7-5-5
2．伏阻法：用一个电压表和电阻箱测量，电路如图7-5-5乙所
示，测量原理为：E＝U1＋UR11r，E＝U2＋UR22r，由此可求出 r和E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小．
3．粗测法：用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电
源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时U＝ ≈E，需满足RV≫r.
2019届高三物理第一轮复习 课件制作讲授：邵阳市二中 谭伟卿
(1)掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内 阻的方法；进一步理解闭合电路欧姆定律。
(2)掌握用图象法求电动势和内阻的方法。
Байду номын сангаас
(1)实验依据：闭合电路欧姆定律。
(2)实验电路：如图所示。
(3)E和r的求解：由U＝E－Ir
得：UU12＝ ＝EE－ －II12rr， ，
ERV RV＋r
4．双伏法：用两个电压表可测得电源的电动
势，电路如图7-5-6所示．测量方法为：断
开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此
时，E＝U1＋U2＋
U1 RV
r，RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示
数为U1′，此时E＝U1′＋UR1′V r，解方程组可求得E和r.
• 【变式跟踪1】 (2013·长春一调)用DIS测 量干电池的电动势和内电阻的实验电路如 图7-5-7甲所示，已知干电池允许的最大 供电电流为0.5 A.
解得：Er＝＝UII121U－ －I12－ －IU21II。22U1，
(4)作图法数据处理，如图所示： ①图线与纵轴交点为电动势 E。 ②图线与横轴交点为短路电流 I 短＝Er 。 ③图线的斜率的大小表示内阻 r＝|ΔΔUI |。
电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、 开关、导线、坐标纸、铅笔。
注意事项
1．可选用旧电池：为了使电路的路端电 压变化明显，电池的内阻宜大些，可 选用已使用过一段时间的1号干电池．
2．电流不要过大，读数要快：干电池在 大电流放电时，电动势E会明显下降， 内阻r会明显增大，故长时间放电不宜 超过0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A．因此，实验中不要将I调得过大， 读电表要快，每次读完立即断电．
3．计算法求E、r：要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要 大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第 4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出 E、r值再求平均值．
4．合理选择标度：为使图线分布空间大，如图7-5-2所示，纵 坐标可以不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电
(1)电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图 实－9－1所示连接好电路。
(2)把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值 最大的一端。
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显 示数并记录一组数据(I1，U1)。用同样方法测量几组I、 U值，填入表格中。
第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 U/V I/A (4)断开开关，拆除电路，整理好器材。
1．公式法 取上表六组对应的U、I数据，数据满足关系式U1 ＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r…让第1式和第4式 联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联 立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的 电动势E和内阻r的大小。
2．描点法 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(U，I)值所对应的点，然后尽 量多地通过这些点作一条直线，使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即是电池电动 势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率大小即为电池 的内阻 r，即 r＝|ΔΔUI |。
生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家 乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量 这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极 间距对E和r的影响．实验器材如图7-5-3 所示．
•①测量E和r的 实验方案为：调 节滑动变阻器， 改变电源两端的 电压U和流过电 源的电流I，依 据公式 ________，利 用测量数据作出 UI图象，得出E 和r.
•②将电压表视为理想表，要求避免电流表分 压作用对测量结果的影响，请在图753中用笔 画线代替导线连接电路．
•③实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别 得到相应果汁电池的UI图象如图754中(a)、 (b)、(c)、(d)所示，由此可知：
•在该实验中，随电极间距的减小，电源电动 势________(填“增大”、“减小”或“不 变”)，电源内阻________(填“增大”、 “减小”或“不变”)．
流，电源的内阻不能用r＝IE短确定，应根据r＝ΔΔUI 确定．
• 误差分析
•
①用图象法求E和r时作图不准确．
•
②由于电流表或电压表的分压或分
流存在系统误差．
• •本实验中测量结果是：E测<E真，r测<r真.
• 热点一 伏安法测电源电动势和内阻
• 【典例1】 (2012·重庆卷，22(2))某中学
• 曲线(c)对应的电源电动势E＝________V， 内阻r＝________Ω.当外电路总电阻为2 500 Ω时，该电源的输出功率P＝ ________mW.(均保留三位有效数字)
图7-5-4
解析 ①本题是利用伏安法测电源电动势和内阻，由E＝U＋ Ir得U＝E－Ir. ②连图要从电源正极出发，先连接串联部分，最后再进行并 联，并注意电压表、电流表的正、负接线柱，以防接反． ③在电源的UI图象中，纵轴截距表示电源电动势，斜率绝对值 表示电源的内阻，由图象可得，电极间距减小时，电源电动势 不变，内阻增大．对图线(c)，由图得：E＝0.975 V，内阻r＝ |k|＝ΔΔUI ＝478 Ω.当R＝2 500 Ω时，P＝I2R＝R＋E2r2R，代入数 据可得：P≈0.268 mW.