__用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻正式版
测定电池电动势和内阻的六种方法.
测定电池电动势和内阻的六种方法一.利用电压表和电流表测定电池电动势和内阻(伏安法)实验原理:由闭合电路欧姆定律E=U+Ir ,设计如图1所示的电路,改变滑动变阻器R的阻值,测几组不同的I、U值,获得实验数据。
数据处理:可以联立方程组,利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。
也可以画出U-I关系图象,如图2所示,据E=U+Ir的变形得:U=-rI+E。
由图象可得,图线纵截距为电源的电动势E、斜率的绝对值为电源的内阻r,图线横截距为短路电流IE短=r。
例1.在“测定电池电动势和内阻”的实验中,(1)第一组同学利用如图3实验电路进行测量,电压表应选择量程(填“3V”或“15V”),实验后得到了如图4所示的U-I图象,则电池内阻为Ω.(2)第二组同学也利用图3的电路连接测量另一节干电池,初始时滑片P在最右端,但由于滑动变阻器某处发生断路,合上电键后发现滑片P向左滑动一段距离x后电流表才有读数,于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图,如图5所示,则根据图象可知,电池的电动势为 V,内阻为Ω.解析:(1)当用图3的实验装置进行测量时,由于一节干电池的电动势为1.5V,所以电压表量程应选3V;从图4中的U-I图象可知,图线的斜率表示干电池的内阻,即为r=∆U1.∆I=45-1.000.30Ω=1.5Ω.(2)由图5可知当电路中电流表的示数为零时,电压表示数为1.5V,即干电池的电动势为1.5V;当路端电压为1.35V时,电路中电流为0.15A,则电池内阻为r=U内-1.35I=1.50.15Ω=1Ω.点评:本题考查了利用伏安法测电池电动势和内阻实验原理和图象法、公式法处理实验数据,还考查了学生利用图象分析实验现象和处理数据的能力。
解本题的关键是识别并利用图象,明确图象所反映的物理意义。
二.利用电压表和电阻箱测定电池电动势和内阻(伏阻法)实验原理:由闭合电路欧姆定律E=U+Ir=U+URr,设计如图9所示电路,改变电阻箱R的阻值,测得几组不同的R、U值,获得实验数据。
实验:电池电动势和内阻的测量+导学案 高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
高二物理必修三12.3《实验:电池电动势和内阻的测量》导学案学习目标1.掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法.2.掌握用图象法求电动势和内阻的方法;理解U -I 图象的意义.学习过程:一:伏安法测电源电动势和内阻1.原理:闭合电路的欧姆定律 实验电路:2.E 和r 的求解:{E = r =由U =E -Ir 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 2 3.实验步骤:(1)连接电路(2)电流表用 A 的量程,电压表用 V 的量程;(3)把滑动变阻器调到 处(4)闭合开关,调节变阻器,使表有明显的示数,记下一组数据,同理记录多组数据.3.作图法数据处理,如图所示.(1)图线与纵轴交点为 .(2)图线与横轴交点为I 短= .(3)图线的斜率表示r = ..4. 系统误差分析由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差.(1)如图甲所示,在理论上E =U +(I V +I A )r ,其中电压表示数U 是准确的电源两端电压,而实验中忽略了通过电压表的电流I V 而形成误差,而且电压表示数越大,I V 越 .①当电压表示数为零时,I V =0,I A =I 短,短路电流测量值=真实值.②E 测<E 真.因为r 测=E 测I 短,所以r 测<r 真.从电路的角度看,电压表应看成内电路的一部分,故实际测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势(r 测和E 测),如图乙所示,因为电压表和电池并联,所以r 测小于电池内阻r 真,因为外电阻R 断开时,a 、b 两点间电压U ab 等于电动势E 测,此时电源与电压表构成回路,所以U ab <E 真,即E 测<E 真.(2)若采用下图甲所示的电路,I A 为电源电流真实值,理论上有E =U +U A +I A r ,其中U A 不可知,而造成误差,而且电流表示数越大,U A 越大,当电流为零时,U A =0,电压为准确值,等于E ,如图乙所示.甲 乙①E 为真实值. ②I 短测<I 短真.③因为r 测=E I 短测,所以r 测>r 真,r 测为r 真和R A 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.例1: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,接电路的实物图如图所示。
2021高考物理实验复习过关检测题29—用电压表和电流表测电源电动势和内阻
2021年高考物理实验复习考点过关检测题29用电压表和电流表测电源电动势和内阻1.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中的___________(填“甲”或“乙”),电池的内阻测量值与真实值比较r测___________r真(填“>”“<”或“=”)。
(2)实验后得到U I-图像如图,由图像可知,测得的电动势E=___________V,内电阻r=___________Ω。
2.用如图甲所示的电路,测定一节旧干电池的电动势和内阻(小于1Ω)。
除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:双量程电流表A:(量程0~0.6A,0~3A);双量程电压表V:(量程0~3V,0~15V);滑动变阻器:R1(阻值范围0~10Ω,额定电流2A);R2(阻值范围0~100Ω,额定电流1A)。
(1)为了调节方便,测量精度更高,实验中应选用滑动变阻器__________(填“R1”或“R2”);(2)根据图甲将图乙中的实物正确连接,注意闭合开关时滑动变阻器的滑片P应处于正确的位置,并选择正确的电表量程进行连线;(3)通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U,利用这些数据在图丙中画出了U I-图线。
由图线可以得出此干电池的电动势E=__________V(结果保留三位有效数字)、内阻r=__________Ω(结果保留两位有效数字)。
3.某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果尽量准确。
电压表(量程0~3V,内阻约为3kΩ)电流表(量程0~0.6A,内阻约为1Ω)定值电阻R0(阻值为4Ω)滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流1A)∶待测电池组(电动势约为3V)开关,导线若干(1)该小组连接的实物电路如图甲所示,请在图乙的方框中画出电路图;(2)调节滑动变阻器的滑片P ,得到几组电压表读数U 和对应的电流表读数I ,并作出U -I 图像,如图丙所示。
用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻
用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻实验目的掌握测定电池的电动势和内电阻的方法。
实验原理用电流表和电压表测出电流和路端电压,再闭合电路欧姆定律来求出电池的电动势和内阻。
实验器材被测电池(干电池)、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和导线等。
实验步骤1.确定电流表、电压表的量程,按图所示电路把器材连接好;2.把变阻器的滑动片移到一端使连入电路和阻值最大;3.闭合电键、调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数;4.用同样方法测量并记录几组I、U值;5.断开电键,整理好器材;6.根据测得的数据绘制U-I图线,所得图线的延长线与轴交点即为电动势,图线斜率的绝对值即为电池的内阻,也可用解方程组的方法计算出的值。
实验结论通过设计电路,分别用电流表和电压表测出电路电流和路端电压,根据闭合电路欧姆定律即可求出电池的电动势和内电阻。
由实验的电路图通过两次测量可解得电池内阻:,电动势:。
也可以多测几组数据,通过U-I图像求解。
所得图线的延长线与U轴交点即为电动势,图线斜率的绝对值即为电池的内阻。
实验考点本实验是电学中的重要实验之一,涉及到电路的设计和连接、器材的选择、数据的处理、误差的分析等问题,这些都是电学实验中常考的内容。
此外,本实验还会有多种变式,如除了用伏安法测定电池的电动势和内电阻外,还可以用电阻箱代替安培表与滑线变阻器或用电阻箱代替伏特表和滑线变阻器完成该实验。
经典考题1、在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,一位同学记录了6组数据(如下表)。
(1)根据数据选定下列供选用仪器,并按本实验要求:电流表量程选_____A,电压表量程选______V。
滑动变阻器选___________Ω。
①干电池(U=1.5V);②直流电流表(0~0.60A挡,内阻0.1Ω),(0~3.00A挡,内阻为0.02Ω);③直流电压表(0~3.00V挡,内阻5kΩ),(0~15.0V挡,内阻为25kΩ);④滑动变阻器(0~10Ω,允许最大电流为1.00A);⑤滑动变阻器(0~1000Ω,允许最大电流0.60A);⑥开关一个,导线若干。
高中物理测电源电动势和内阻实验练习题(含答案)
高中物理测电源电动势和内阻实验练习题(含答案)一、实验题1.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中。
(1)备有如下器材:干电池1节,量程合适的电压表和电流表,开关、导线若干,另外还有可供选择的滑动变阻器:A.滑动变阻器(0~1kΩ,额定电流2A)B.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流2A)某同学按甲图原理进行实验,其中滑动变阻器应选;(只填器材前的序号)-图象如图乙所示,由图象可得电池的电动势为(2)根据实验数据画出的U IV,内电阻为Ω;2.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中的(填“甲”或“乙”),电池的内阻测量值与真实值比较r测r真(填“>”“<”或“=”)。
-图像如图,由图像可知,测得的电动势E=V,内电阻(2)实验后得到U Ir=Ω。
3.某实验小组利用如图1所示电路测定一节干电池的电动势和内电阻,备有下列器材: ①待测干电池①电压表,量程1.5V①电流表,量程3mA ①电流表,量程0.6A①滑动变阻器10Ω①滑动变阻器20Ω①开关一个,导线若干(1)电流表选,滑动变阻器选 .(填标号).(2)小组由实验数据作出的U-I图象如图2所示,由图象可求得电源电动势为V,内电阻为Ω.(3)测得的电动势真实值,测得的内电阻真实值.(填“>”、“<”或“=”)4.在测量电源电动势和内电阻的实验中,已知干电池的电动势约为1.5V,内阻约为0.30Ω;电压表V(0-3V,内阻约3kΩ);电流表A(内阻为0.80Ω,量程为0.6A);滑动变阻器R(10Ω,2A)。
为了更准确地测出电源电动势和内阻。
请在图1方框中画出实验电路图。
在实验中测得多组电压和电流值,得到如图2所示的U-I图线,由图可得出该电源电动势E= V,内阻r= Ω。
(结果保留两位小数)参考答案:4. 1.50 0.20。
(完整)测定电池电动势和内阻的七种方法
测定电池电动势和内阻的七种方法一.利用电压表和电流表测定电池电动势和内阻(伏安法)①实验原理:由闭合电路欧姆定律Ir U E += ,设计如图1所示的电路,改变滑动变阻器R 的阻值,测几组不同的I 、U 值,获得实验数据。
②数据处理:联立方程组用公式法(逐差法)求出电池电动势和内阻.也可以画出I U -关系图象,图线纵截距为电源的电动势E 、斜率的绝对值为电源的内阻r ,图线横截距为短路电流E I r =短。
二.利用电压表和电阻箱测定电池电动势和内阻(伏阻法) 实验原理:由闭合电路欧姆定律r R U U Ir U E +=+=,设计如图9所示电路,改变电阻箱R 的阻值,测得几组不同的R 、U 值,获得实验数据。
数据处理:可以联立方程组,利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。
也可以画出11U R -图象,如图10所示,据r R U U E +=变形得:111r U E R E=+。
由图象可得:图线纵截距的倒数为电源的电动势,图线横截距倒数的绝对值为电源的内阻,图象的斜率r k E =,即r kE =。
三.利用电流表和电阻箱测定电池电动势和内阻(安阻法)实验原理:由闭合电路欧姆定律)(r R I Ir IR Ir U E +=+=+=,设计如图13所示电路,改变电阻箱R 的阻值,测得几组不同的R 、I 值,获得实验数据。
数据处理:可以联立方程组,利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。
也可以画出1R I -图象,如图14所示,据)(r R I E +=变形得:r E IR -=1.由图象可得:图线斜率为电源的电动势E ,纵截距的绝对为电源的内阻r (不计电流表内阻),图线横截距为r E。
还可以画出1R I -图象,如图15所示,由E =I (R+r )变形得:11r R I E E=+。
由图象可得:图线斜率为电源的电动势E 的倒数,纵截距为b =r E , 则r =bE ,横截距的绝对值为电源的内阻。
《实验_测定电源的电动势和内阻》学案 答案《实验_测定电源的电动势和内阻》学案 答案
第4讲 实验:测定电源的电动势和电阻★考情直播 1、 考纲要求 考纲内容 能力要求 考向定位 实验:测定电源的电动势和内阻 能够根据实验要求正确选择实验器材和实验电路,并能熟练测定电源电动势和内阻。
用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻实验是中学需重点掌握的实验,利用U-I 图象处理实验数据是这个实验的重点,也是高考考查实验的重点题型之一。
2、 考点整合实验电路如图所示,根据闭合电路欧姆定律:E=U+Ir ,本实验电路中电压表的示数是准确的,电流表的示数比通过电源的实际电流小,所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。
为了减小这个系统误差, 电阻R 的取值应该小一些,所选用的电压表的内阻应该大一些。
为了减小偶然误差,要多做几次实验,多取几组数据,然后利用U-I 图象处理实验数据:将点描好后,用直尺画一条直线,使尽量多的点在这条直线上,而且在直线两侧的点数大致相等。
这条直线代表的U-I 关系的误差是很小的。
它在U 轴上的截距就是电动势E (对应的I =0),它的斜率的绝对值就是内阻r 。
(特别要注意:有时纵坐标的起始点不是0,求内阻的一般式应该是r =|ΔU /ΔI |)。
为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些(选用使用过一段时间的1号电池)例题1.利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键,测量一个电池组的电动势和内电阻。
画出实验电路图,并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。
用记录的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。
[解析]:与学生实验相比,用电阻箱代替了电流表。
由于电压可测,由电压、电阻就可以算出电流。
电路图如右。
实验方法有两种:⑴改变电阻箱阻值,读出两组外电阻和对应的路端电压值R 1、U 1、R 2、U 2,根据闭合电路欧姆定律列出两种情况下的方程,r R U U E r R U U E 222111,+=+=。
解这个方程组可得E 和r :()()2112212121122121,R U R U R R U U r R U R U U U R R E --=--=。
测电源电动势和内阻的几种方法
测电源电动势和内阻的几种方法、伏安法一一用电压表和电流表测量电源的电动势和内阻原理:用电流表和电压表分别测出电源的电流和电压,然后由闭合电路的欧姆定律列方程组求现电源的电动势和内阻;或者通过描点作出电源的U―― I图象,再根据图象来求电源的电动势和内电阻。
误差分析:用图象法,如图所示,第一种方法:E测VE真,r测<r真第二种方法:E测=E真,r测>「真例1 (2005年全国卷I)测量电源B的电动势E及内阻r (E约为4. 5V, r约为1. 5Q)。
器材:量程3V 的理想电压表V,量程0. 5A的电流表A (具有一定内阻),固定电阻R=4 Q,滑线变阻器R ',电键K,导线若干。
①画出实验电路原理图。
图中各无件需用题目中给出的符号或字母标出。
②实验中,当电流表读数为11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11 , I2 , U1, U2及R表示)例2 (2007宁夏卷)禾U用伏安法测量干电池的电动势和内阻,现有的器材为:干电池:电动势约为1.5 V,符号电压表:量程1 V,内阻998.3 Q ,符号电流表:量程1 A,符号滑动变阻器:最大阻值99999.9 Q,符号单刀单掷开关1个,符号导线若干①设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内,要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。
②为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程应扩大为原量程的()倍,电阻箱的阻值应为()。
、伏阻法一一用电压表和电阻箱来测量电源的电动势和内阻原理:如图所示,通过改变电阻箱的阻值来改变电源的端电压,将电压和电阻值代入闭合电路欧姆定律表达式,列方程组来求得电源的电动势和内电阻。
当然也可以通过欧姆定律求出电路中的电流,然后通过描点作出电源的U――I图象来求出电源的电动势和内阻。
人教版高中物理选修31 第2章第10节实验:测定电池的电动势和内阻
②电流表G(I =3mA,内阻R =10Ω) E真=I1(R1+ RA+ r真) ③
请完成课堂检测1-3题。
g 由于电压表的分流作用,使r测<r真
g
(2)使用旧电池或保护电阻。
③电流表A(0~0.6A) ②电流表G(Ig=3mA,内阻Rg=10Ω)
确认后再用签字笔描好。
器材:量程3V的理想电压表、量程0.5A的电流表(具有一定内 阻)、
固定电阻R=4Ω、电键K、滑线变阻器R′、导线若干 要求:① 画出实验电路原理图(图中各元件需用题目中给出的符
号或字母标出) ② 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= ______________
如图是测量电源电动V势和内电阻的电路,下列关于系统误差说法,正确的是
A.
( 1.4 ) 1.3
5号A或的字电母流标表出(A)具有一定内阻)、
1.2
固定电阻R=4Ω、电键K、滑线变阻器R′、导线若干
1.1
(如这图时是图测线量与电横源轴电的动交势甲点和不内再电是阻短的路电电路流,) 下列关于系统误乙差说法,正确的是
的点,使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧, 偏离直线太远的点可舍去。 (5)画U--I 图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,
横坐标必须从0开始 (这时图线与横轴的交点不再是短路电流)
例3.下图为测电源电动势和内阻电路,备有器材:一节待测
最确由干变大定于阻 电 系阻电值流统:表误2和差器池0电导Ω,压致5有,0表ΩE测的,电R量1K1程Ω(,压E1按真图0表,示Ωr电测(路,把2器0材-r连A真3好?V。))和,电R2流(1表00(Ω0-,0.06.A1A. ,).r各.A=一1Ω只)。,滑动
高中物理 第2章 第10节 实验:测定电池的电动势和内阻
10.实验:测定电池的电动势和内阻三维目标 知识与技能1.了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。
2.学习用图象法处理实验数据。
过程与方法1.通过设计电路和选择仪器,开阔思路,激发兴趣; 2.养成规范操作实验并能科学、合理地处理数据的习惯。
情感、态度与价值观1.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;2.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; 3.培养学生合作探究的团队意识。
教学重点掌握实验原理和方法,学会处理实验数据。
教学难点如何利用图线得到结论以及实验误差的分析。
教学方法讨论法、启发法、分析归纳法,分组实验。
教具准备电流表、电压表、滑动变阻器、开关、旧两节电池、导线若干。
教学过程 [新课导入]在闭合电路欧姆定律一节的例题中我们学习过一种利用闭合电路欧姆定律求电池电动势和内电阻的方法。
利用闭合电路欧姆,用哪些仪器、方法都可以测定电池的电动势和内阻呢?这节课我们就根据闭合电路的欧姆定律,来测量电池的电动势和内阻。
[新课教学] 一、实验原理要测出干电池的电动势和内电阻,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,可以得到多种实验方案。
主要有下面的四种方案。
1.伏安法用电压表、电流表、可变电阻(如滑动变阻器)测量。
根据电压表和电流表所接位置的不同,原理电路有两种,如下图。
设电源电动势为E ,内阻为r ,路端电压为U ,回路中的总电流为I ,根据闭合电路欧姆定律有 原理公式:E =U +Ir 从理论上讲,如果能测出U 、I 的两组数据,就可以列出两个关于E 、r 的方程,于是能够从中解出E 和r 。
E =U 1+I 1r E =U 2+I 2r解得:211221I U I U E I I -=-,1221U U r I I -=-。
VAE r S RVAE r S R2.欧安法用电流表、电阻箱测量。
实验:电池电动势和内阻的测量(课件)-2022-2023学年高二物理(人教版2019必修第三册)
U 2 U1
r
I1 I 2
5、数据处理:
方法二:图象法
在坐标纸上以I为横
坐标,U为纵坐标,
U轴
用测出几组的U、I值
E
E
画出U-I图像.
截距
等于
r等于直线的斜率的绝对值
电动
势E
E
I 短 =I短
r
U
rk
I
6、电路选择:
R
R
A
V
S
甲
V
乙
S
A
甲图:误差来源于电
乙图:误差来源于电
压表的分流作用
(1)本实验在电键闭合前,变阻器滑片应置于阻值最大位置处.
(2)使用内阻较大一些的旧电池.从而使得路端电压变化较为明显。 在
实验中不要将电流调得太大,每次读完数后立即断电,以免使电动势和
内阻发生变化.
(3)要测出6组I、U数据,且变化范围要大一些.
(4)画U-I图线时,应使图线通过尽可能多的点,并使不在直线上的点
为 R 的定值电阻,将它们并联组成的系统视为一个新的等效电源,如图中虚线框
所示,设新的等效电源的电动势为 E ' ,内电阻为 r ' ,则 E ' =
Rr
R
E
'
____
R+r 。
R +r , r = ____
【答案】
甲
B
C
R
E
R +r
Rr
R +r
【详解】(1)[1]干电池内阻较小,为减小实验误差,应选题甲所示电路图。
1.00
21.7
图丙所示。由图像求得水果电池的电动势E = _______V,内阻r
2023年人教版高中物理复习实验十一 测量电源的电动势和内阻
实验十一测量电源的电动势和内阻实验目的和器材实验原理实验目的1.会用电流表和电压表测量电源的电动势和内电阻。
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。
1.闭合电路欧姆定律:E=U 外+U内。
2.如果电表器材是电压表和电流表,可用U-I法,即E=U+Ir。
3.原理图如图甲,实物连接图如图乙。
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、刻度尺、铅笔等。
1.连接电路电流表用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.测量与记录(1)把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端。
(2)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(I1,U1)。
(3)用同样方法测量出多组I、U值,填入数据记录表格中。
(4)断开开关,拆除电路,整理好器材。
设计表格,将测得的六组U、I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/VI/A(1)联立六组对应的U、I数据,数据满足关系式:U1=E-I1r、U2=E-I2r、U3=E-I3r…(2)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。
方法二:图像法(1)在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立UI坐标系。
(2)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。
(3)直线与纵轴交点的纵坐标值即为电池电动势的大小(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 的大小,即r =|ΔUΔI|。
1.偶然误差(1)仪表读数不准引起误差。
(2)用图像法求E 和r 时,由于作图不准确造成误差。
2.系统误差(1)若采用甲图电路,由于电压表的分流作用造成误差,电压值越大,电压表的分流越多,对应的I 真与I 测的差越大。
实验_电池电动势和内阻的测量课件-高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
大
内阻越___。
小,电极间距越大,水果电池
5.3p10821.反复考(2022 湖北卷)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后,为
测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率,进行了如下实验探究。
(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,示数如图甲,其读数为
再用游标卡尺测得其长度L。
mm。
将实验数据输入电子表格,根据实验数据作出的 −R图像如图戊,则从图像中得出
1.2 V,
水果电池组的电动势E=
内阻为r=
1.1 kΩ(均保留两位有效数字)。
5.3p10719.(2022 湖北新高考模拟)某实验小组准备用铜片和锌片作为2个电极插入苹果制成
水果电池,探究电极间距、电极插入深度对水果电池的电动势和内阻的影响。实验小组在
铜极应与多用电表的
红 表笔相接。指针位置如图乙,其示数为
V;
0.65
(2)将两个水果电池串联起来组成电池组给“1.5V、0.3A”的小灯泡供电,小灯泡不能发
光,检查电路无故障。再将多用电表串联在电路中测量电流,发现读数不足3mA。由此
可推测小灯泡不发光的原因是
;
A. 水果电池的电动势太大
B. 水果电池的电动势太小
些点作出 − 图线并由图线求出:E=
Ω。
V,r=
1.46
0.72
拓展创新
安阻法
= R+
纵轴截距为 ,斜率为
伏阻法
=
· +
纵轴截距为 ,斜率为
大本123【例3】 为了响应“地球一小时”的活动,某校学生组织了一次自制水果灯比赛,
小明同学自制的“橙子电池”成功点亮了一个LED小灯泡。在实验成功前,小明为了测量
关于电源电动势和内阻测定的几种方法解读
关于《电源电动势和内阻测定的几种方法》平原一中 于光鹏一.用一只电压表和一只电流表测量——伏安法测电源的电动势与内阻 例1.测量电源的电动势E 及内阻r (E 约为4.5V ,r 约为1.5Ω)。
器材:量程为3V 的理想电压表V ,量程为0.5A 的电流表A (具有一定内阻),固定电阻4R =Ω,滑动变阻器R ',开关K ,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)实验中,当电流表读数为1I 时,电压表读数为1U ;当电流表读数为2I 时,电压表读数为2U ,则可以求出E =___________,r =___________。
(用1I 、2I 、1U 、2U 及R 表示) 解析:由闭合电路欧姆定律可知,只要能测出两组路端电压和电流即可,由11E U I r =+ 22E U I r =+可得:211221I U I U E I I -=- ————①1221U U E I I -=- ————② 我们可以用电压表测电压,电流表测电流,但需注意的是题给电压表的量程只有3V ,而路端电压的最小值约为:4.50.5 1.5 3.75U E Ir V V V =-=-⨯=,显然不能直接把电压表接在电源的两端测路端电压。
依题给器材,可以利用固定电阻R 分压(即可以把它和电源本身的内阻r 共同作为电源的等效内阻“”),这样此电源的“路端电压”的最小值约为() 4.50.5 5.5 1.753U E I R r V V V V =-+=-⨯=<,就可直接用电压表测“路端电压”了,设计实验电路原理图如图1所示。
调节滑动变阻器测两组电压和电流分别代入①②两式,得:说明:此种方法所测E 偏小,r 偏小。
●注:以上处理数据的方法,由于仅使用两组原始数据,实验误差必然较大,为了尽量减小实验的偶然误差,应该尽量使用更多的原始数据,所以,处理数据的方法用图象法。
4实验-测定电源的电动势和内阻
4 实验-测定电源的电动势和内阻,(用电流表和电压表测)[实验目的]:测定电池的电动势和内电阻。
[实验原理]如图1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、r值,最后分别算出它们的平均值。
此外,还可以用作图法来处理数据。
即在坐标纸上以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2)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电阻r的值。
[实验器材]待测电池,电压表(0-3V),电流表(0-0.6A),滑动变阻器(10Ω),电键,导线。
[实验步骤]1.电流表用0.6A量程,电压表用3V量程,按电路图连接好电路。
2.把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。
3.闭合电键,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组数据(I1、U1),用同样方法测量几组I、U的值。
4.打开电键,整理好器材。
5.处理数据,用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。
[注意事项]1.为了使电池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.干电池在大电流放电时,电动势会明显下降,内阻r会明显增大,故长时间放电不宜超过0.3A,短时间放电不宜超过0.5A。
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.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、r值再平均。
4.在画U-I图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。
个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。
这样,就可使偶然误差得到部分的抵消,从而提高精确度。
5.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图线时,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)。
但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。
教师版-人教版(新课程标准)高中物理选修3-1《测定电池的电动势和内阻》期末复习实验题
绝密★启用前人教版(新课程标准)高中物理选修3-1《测定电池的电动势和内阻》期末复习实验题1.用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内电阻分别为0.1 Ω和1 kΩ,如图为所需的器材.(1)请完成它们的实验电路,注意两个电表要选用适当量程,并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大.(2)(4分)一位同学记录的6组数据见下表,试根据这些数据在图中画出U-I图线,根据图线求出电池的电动势E=_________V,内阻r=________Ω.(3)上述实验的测量结果为E测__________E真(填“>”“<”或“=”)【答案】(1)见解析图(2)U-I图象见解析 1.460.72(3) <【解析】(1)根据要求,变阻器的滑动触头滑至最左端时,其使用电阻值最大,电源的内阻是比较小的,为了减小误差,采用电流表的内接法,按要求连实验实物图,如图(2)根据这些数据作出U-I图象如图.在U-I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势,所以由图可以读出电源的电动势为1.46 V,图象中的斜率表示电源的内阻,所以电源的内阻为0.72 Ω.(3)由图所示电路可知,相对于电源来说,电流表采用内接法,由于电压表的分流作用,使所测电源电动势小于电动势真实值.2.为了测定一节干电池的电动势和内电阻,现准备了下列器材:①待测干电池E(电动势约1.5 V,内阻约1.0 Ω)②电流表G(满偏电流3.0 mA,内阻为10 Ω)③安培表A(量程0~0.60 A,内阻约为0.1 Ω)④滑动变阻器R1(0~20 Ω,2 A)⑤滑动变阻器R2(0~1000 Ω,1 A)⑥定值电阻R3=990 Ω⑦开关和导线若干(1)为了能尽量准确地进行测量,也为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是.(2)在图甲所示的方框中画出实验电路原理图,并注明器材代号;(3)图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的I1﹣I2图线(I1为电流表G的示数,I2为安培表A 的示数),由该图线可求出被测干电池的电动势E=V,内电阻r=Ω.(结果均保留两位有效数字)【答案】①R1②如图所示③1.5 0.78【解析】①电源电动势为1.5 V较小,电源的内阻较小,为多次几组实验数据,方便实验操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器,因此滑动变阻器应选R1,即选4.②上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,将电流表G与定值电阻R3串联,改装成电压表,用电流表A测电路电流,滑动变阻器R1串联接入电路,实验电路图如图所示.③将I1﹣I2图线延长,与两坐标轴有交点.根据欧姆定律和串联的知识得电源两端电压为:U=I1=1009I1,根据图象与纵轴的交点得电动势为:E=1.47 mA×1009 Ω≈1.5 V,与横轴的交点可得出路端电压为1.0 V时电流是0.62 A,由闭合电路欧姆定律E=U+Ir可得,电源内阻:r=Ω≈0.78 Ω3.在测量一节干电池的电动势和内电阻的实验中,实验电路图如图所示.(1) 实验过程中,应选用哪个电流表和滑动变阻器(请填写选项前对应的字母)A.电流表A1(量程0.6 A,内阻约0.8 Ω)B.电流表A2(量程3 A,内阻约0.5 Ω)C.滑动变阻器R1(0~10 Ω)D.滑动变阻器R2(0~2000 Ω)(2) 实验中要求电流表测量通过电池的电流,电压表测量电池两极的电压.根据图示的电路,电流表测量值真实值(选填“大于”或“小于”).(3) 若测量的是新干电池,其内电阻比较小.在较大范围内调节滑动变阻器,电压表读数变化(选填“明显”或“不明显”).(4)闭合开关,调节滑动变阻器,读取电压表和电流表的示数.用同样方法测量多组数据,将实验测得的数据标在如图所示的坐标图中,请作出U-I图线,由此求得待测电池的电动势E=V,内电阻r=Ω(结果均保留两位有效数字).所得内阻的测量值与真实值相比(填“偏大”、“偏小”或“相等”).【答案】(1)AC(2)小于(3)不明显(4)U-I图线见解析 1.5 1.9 偏小【解析】(1)一节干电池的电动势约为1.5 V,内阻为几欧姆,所以电流表选择量程0.6 A的,因为干电池的内阻较小,为了方便条件选择最大阻值较小的滑动变阻器,所以选择滑动变阻器,故选A、C.(2)图中电流表测量的是通过滑动变阻器的电流,而通过电池的电流等于通过滑动变阻器的电流加上通过电压表的电流,所以图示的电路电流表测量值小于真实值;(3)作出电源的图象,根据闭合电路欧姆定律分析可知,图象的斜率等于电源的内阻,如图,图线1的斜率小于图线2的斜率,则对应的电源的内阻图线1的较小,由图可以看出,图线1电压随电流变化较慢,所以电源内阻很小时,电压表读数变化不明显.(4)根据坐标系内描出的点作出电源的U-I图象,图象如图所示,由图示电源U-I图象可知,图象与纵轴交点坐标值为1.5,电源电动势E=1.5 V,电源内阻:.相对于电源来说,电流表采用内接法,电流表的测量值小于通过电源的电流,电动势和内阻的测量值均小于真实值.4.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10 mA,内阻10 Ω)B.电流表A(0~0.6 A~3 A,内阻未知)C.滑动变阻器R0(0~100 Ω,1 A)D.定值电阻R(阻值990 Ω)E.多用电表F.开关与导线若干(1)该同学再用提供的其他实验器材,设计了如图甲所示的电路,请你按照电路图在图乙上完成实物连线.(2)图丙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I1﹣I2图线(I1为电流表G的示数,I2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(保留2位有效数字).【答案】(1)实物图如图(2)7.6 5.0【解析】解:(1)在实物图的连接中,应注意导线在接在接线柱上,电表要保证红进黑出;实物连接如答图所示;(2)由电路图可知,电流表G与定值电阻串联充当电压表,则由闭合电路欧姆定律可得:1000I1=E﹣I2r;I1=-r;由数学知识可知,将图线延长,图象与纵坐标的交点为:7.6 mA,故电源的电动势为:E=1000×7.6×10﹣3V=7.6 V;图象的斜率为:k==5×10﹣3;故内电阻为:r=1000×5×10﹣3Ω=5.0 Ω;5.在实验室中测量电源的电动势和内电阻,可以提供的器材有:(a)待测电池:电动势E、内电阻r(b)电流表A1:量程0.6 A,内阻r1=0.5 Ω(c)电流表A2:量程1 mA,内阻r2=200 Ω(d)滑动变阻器R1:阻值0~20 Ω,额定电流2.5 A(e)电阻箱R2:9999 Ω以及开关、导线、坐标纸等.为了测量待测电池的电动势和内电阻,请解答以下问题:(1)由于没有电压表,需将电流表A2和电阻箱R2改装成量程为2 V的电压表,R2的电阻值应为Ω.(2)根据下图中设计的测量该电池电动势和内电阻的电路图,利用笔画线代替导线,将实物图连接好.(3)根据实验所测数据画出I2—I1图象如图所示,由此图象可求得该电源电动势E=,内阻r=.【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)根据串联电路规律可知,串联电阻阻值.(2)根据电路图可得出对应的实物图,如图所示:(3)由图乙所示图象可知,图象纵轴截距是,电源电动势:;路端电压,当纵轴表示路端电压时,图象斜率的绝对值等于电源内阻,则电源内阻6.某同学采用如图甲所示的电路测定一节干电池的电动势和内电阻.提供的器材有,电压表(0~3 V;)、电流表(0~0.6 A)、滑动变阻器有R1(10 Ω,2 A)各一只.(1)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的U﹣I图线,由图可求出该电源电动势E=V;内阻r=Ω.(保留三位有效数字)(2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路.(3)电动势测量值真实值,内电阻测量值真实值.(填大于、小于或等于)【答案】①1.46 1.78 ②如图所示③等于大于【解析】解:(1)由闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir得知,当I=0时,U=E,U﹣I图象斜率的绝对值等于电源的内阻,纵截距即为电动势E=1.46 Vr=Ω≈1.78 Ω.(2)对照电路图,按电流方向连接电路,如答图所示.(3)图中由于电压表测量值小于电源真实的路端电压;但当外电路断开时,电流表的分压可以忽略,故本接法中电动势是准确的;而测量的电压小于真实值,故由图象可知测量的内阻大于真实值;7.某实验小组用如图1所示实验电路测三节干电池组成的电池组的电动势和内阻,定值电阻3 Ω.(1)滑动变阻器的滑片应移动到最左端,闭合电键后,在连续调节滑动变阻器滑片的过程中,电压表V2的示数(填“增大”、“减小”或“不变”).(2)根据实验测得的两个电压表的多组示数,作出U1一U2图象,如图2所示,由此得到电池组的电动势E=,内阻r=;(3)本实验引起系统误差的主要原因有.【答案】(1)增大(2)4.5 V 3 Ω (3)电压表的分流作用【解析】(1)移动滑片过程,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律可知,电路电流增大,定值电阻两端电压增大,电压表V2的示数增大.(2)由图示电路图可知,电源电动势:E=U1+Ir=U1+r,整理得:U1=E-U2,则:U1﹣U2图象图象的截距:b=E=4.5 V,图象斜率:k==1,解得:r=kR0=3.0 Ω.(3)由于电压表的分流作用,流过电源的电流大于,这是造成实验误差的原因.8.两位同学在实验室利用如图(a)所示的电路测定定值电阻R0,电源的电动势E和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表和A和电压表V1的测量数据,另一同学记录的是电流表和A和电压表V2的测量数据.并根据数据描绘了如图(b)所示的两条U﹣I直线,回答下列问题:(1)根据甲、乙两同学描绘的直线,可知A.甲同学是根据电压表 V1和电流表A的数据B.甲同学是根据电压表 V2和电流表A的数据C.乙同学是根据电压表 V1和电流表A的数据D.乙同学是根据电压表 V2和电流表A的数据(2)根据图(b),可求出可以求出定值电阻R0=Ω,电源电动势E=V,内电阻r=Ω.(保留2位有效数字)【答案】(1)AD(2)2.0 1.50 1.0【解析】(1)从电路连接可以看出,电流表A的读数增大时,电压表V1的读数减小,电压表V2的读数增大.甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据绘制图象的,故B错误,A正确;乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据绘制图象的,故C错误,D正确.(2)从图象可以得出定值电阻R0的阻值为:R0==2.0 Ω;从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.50 V,即电源的电动势为1.50 V,图象斜率的绝对值为:k==1.0,即电源的内阻为r=1.0 Ω.9.随着全世界开始倡导低碳经济的发展,电动自行车产品已越来越受到大家的青睐.某同学为了测定某电动车电池的电动势和内阻,设计了如图所示电路,提供的实验器材有:A.电动车电池一组,电动势约为12 V,内阻未知B.直流电流表A,量程300 mA,内阻很小C.电阻箱R,阻值范围为0~999.9 ΩD.定值电阻R0,标称阻值10 ΩE.导线和开关(1)当他闭合开关时发现,无论怎样调节电阻箱,电流表都没有示数,反复检查后发现电路连接完好,估计是某一元件损坏,因此他拿来多用电表检查故障,他的操作如下:①断开电源开关S,②将多用电表选择开关置于×1 Ω挡,调零后,红、黑表笔分别接R0两端,读数为10 Ω,③将多用电表选择开关置于×10 Ω挡,调零后,将红、黑表笔分别接电阻箱两端,发现指针读数如图所示,则所测阻值为____________ Ω,然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测,发现电源和开关均完好.由以上操作可知,发生故障的元件是______________.(2)在更换规格相同的元件后重新连接好电路.改变电阻箱的阻值R,分别测出通过阻值为R0=10 Ω的定值电阻的电流I,下列三组关于R的取值方案中,比较合理的方案是________(选填方案编号1、2或3).(3)根据实验数据描点,绘出的-R图象是一条直线.若直线的斜率为k,在坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E=________,内阻r=________.(用k、b和R0表示)【答案】(1)70电流表(2)2(3)-R0【解析】(1)示数7乘以倍率,即7×10 Ω=70 Ω;发生故障的元件为电流表;(2)电阻箱的阻值应保证电路电流不大于电流表的量程及便于测量,应选2组;(3)根据欧姆定律E=I(R0+R+r),=R+(R0+r),则E=,r=-R0.10.小明要测定一电池的电动势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.该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据.(1)小明设计该实验的原理表达式是______________(用E、r、I、R表示).(2)小明在闭合开关之前,应先将电阻箱阻值调至________.(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)在实验过程中,将电阻箱调至图乙所示,则此时电阻箱接入电路的阻值为________ Ω.(3)小明根据实验采集到的数据作出如图丙所示的-R图象,则由图象求得该电池的电动势E=________________ V,内阻r=____________ Ω(结果均保留两位有效数字).【答案】(1)E=I(R+r)(2)最大值25(3)6.0(5.8~6.2) 2.4(2.3~2.5)11.现有一特殊电池,它的电动势E约为9 V,内阻r约为40 Ω,已知该电池允许输出的最大电流为50 mA.为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示的电路进行实验,图中电流表的内阻R A已经测出,阻值为5 Ω,R为电阻箱,阻值范围为0~999.9 Ω,R0为定值电阻,对电路起保护作用.(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格,本实验选用哪一种规格的定值电阻最合适()A.10 Ω B.50 ΩC.150 Ω D.500 Ω(2)该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电流表的示数,记录多组数据,作出了如图乙所示的图线,则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E=________ V,内阻r=________ Ω.【答案】(1)C(2)1045【解析】(1)回路中的最小电阻R总==Ω=180 Ω,R0为保护电阻,当R=0时,电源电流也不会超出50 mA,此时R0=R总-r-R A=135 Ω,C最合适,A、B太小起不到保护作用,D太大会使电路中的电流测量范围太小.(2)由闭合电路的欧姆定律有E=I(r+R0+R A+R)得==+(R+R0)=+(R+R0),图线的斜率为,由图线知斜率k=V=,得E=10 V,与纵轴截距为=5 A-1,解得r=45 Ω.12.某研究性学习小组利用如图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-图线,其中R为电阻箱读数,I为电流表读数,由此可以得到E=________,r=________.【答案】3.0 V 1.0 Ω【解析】由欧姆定律有,E=I(R+r),R=-r.由此知题图乙中图线的斜率为电动势E,纵轴截距大小为内阻rE=V=3.0 V,r=1.0 Ω.13.在测电源电动势和内阻的实验中,用电源、电阻箱、电压表连成如图所示的电路.一位同学记录的6组数据见下表:根据这些数据选取适当的坐标轴,并在下图所示的方格纸上画出图线,根据图线读出电源的电动势E=________ V,求得电源的内阻r=________ Ω.【答案】1.530.35【解析】由记录的六组数据可求出各电阻值时的电流,由题表可得下表U-I值:用纵轴表示U,横轴表示电流I.用描点法描出U-I图线(如下图所示),纵坐标上截距为1.53 V,所以E=1.53 V.r=||≈0.35 Ω.14.用图甲所示的电路测定某电源的电动势和内阻,R为电阻箱,阻值范围0~9 999 Ω,R0是保护电阻,电压表内阻对电路的影响可忽略不计.该同学连接好电路后,闭合开关S,改变电阻箱接入电路的电阻值,读取电压表的示数.根据读取的多组数据,他画出了图乙所示的图象.(1)在图乙所示图象中,当=0.10 V-1时,外电路处于________状态.(选填“通路”、“断路”或“短路”).(2)根据该图象可求得该电池的电动势E=________ V,内阻r=________ Ω.【答案】(1)断路(2)105015.某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势(电动势E大约在9 V左右,内阻r约为50 Ω),已知该电池允许输出的最大电流为150 mA.该同学利用如图(a)所示的电路进行实验,图中电压表的内阻约为2 kΩ,R为电阻箱.阻值范围0~9 999 Ω,R0是定值电阻,起保护电路的作用.(1)实验室备有的定值电阻有以下几种规格:A.2 Ω B.20 Ω C.200 Ω D.2 000 Ω本实验应选________(填入相应的字母)作为保护电阻.(2)在图(b)的实物图中,已正确地连接了部分电路,请完成余下电路的连接.(3)该同学完成电路的连接后,闭合开关S,调节电阻箱的阻值;读取电压表的示数,其中电压表的某一次偏转如图(c)所示,其读数为________.【答案】(1)B(2)如图所示(3)6.5 V【解析】(1)当电阻箱的电阻为零时,R+r=Ω=60 Ω,R0≈10 Ω.因此B选项正确.(3)由于电源的电动势为9 V,所以电压表的量程应取15 V.其最小刻度代表0.5 V,由此可以读出电压为6.5 V.。
电学实验 用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻
电学实验 用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻【实验目的】测定电池的电动势和内电阻 【实验原理】1.实验原理;根据闭合电路的欧姆定律,其方法有:①如图1所示,改变变阻器的阻值,从电流表、电压表中读出几组U ,I 值,由U =E -Ir 可得:211221I I U I U I E --=,2112I I U U r --=;1 2②为减小误差,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,由图线纵截距和斜率找出E 、r ,如图2所示。
2.实验器材:被测电池(干电池);电流表;电压表;滑动变阻器;电键和导线等. 3.实验步骤:(1)确定电流表、电压表的量程,按图89-1示电路把器材连接好; (2)把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大;(3)闭合电键,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数,用同样方法测量并记录几组I 、U 值;(4)断开电键,整理好器材;(5)数据处理:用原理中方法计算或在U —I 图中找出E 、r . 【注意事项】1.使用内阻大些(用过一段时间)的干电池,在实验中不要将I 调得过大,每次读完U 、I 读数立即断电,以免于电池在大电流放电时极化现象过重,E 、r 明显变化.2.在画U -I 图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧,而不要顾及个别离开较远的点以减少偶然误差.3.干电池内阻较小时U 的变化较小,坐标图中数据点将呈现如图89-3甲所示的状况,下部大面积空间得不到利 用,为此可使坐标不从零开始,如图乙所示,把坐标的比例放大,可使结果的误差减小些.此时图线与横轴交点不表示短路电流.计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点,用IUr ∆∆=计算出电池的内阻r .4.实验误差的来源与分析(1)每次读完电表示数没有立即断电,造成E、r变化;(2)测量电路存在系统误差,I真=I测十I v,末考虑伏特表分流.【典型例题】例1 现有一阻值为10.0Ω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)画出实验电路图.(2)简要写出完成接线实验步骤。
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电学实验 用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻
【实验目的】测定电池的电动势和内电阻
【实验原理】
1、 实验原理;根据闭合电路的欧姆定律,其方法有:
①如图1所示,改变变阻器的阻值,从电流表、电压表中读出几
组U ,I 值。
1 2
②为减小误差,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,由图线纵截距和斜率找出E 、r ,如图2所示。
2.实验器材:被测电池(干电池);电流表;电压表;滑动变阻器;电键和导线等.
3.实验步骤:
(1)确定电流表、电压表的量程,按图1所示电路把器材连接好;
(2)把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大;
(3)闭合电键,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数,用同样方法测量并记录几组I 、U 值;
(4)断开电键,整理好器材;
(5)数据处理:用原理中方法计算或在U —I 图中找出E 、r .
【注意事项】
1.使用内阻大些(用过一段时间)的干电池,在实验中不要将I 调得过大,每次读完U 、I 读数立即断电,以免于电池在大电流放电时极化现象过重,E 、r 明显变化.
2.在画U -I 图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧,而不要顾及个别离开较远的点以减少偶然误差.
3.实验误差的来源与分析
(1)每次读完电表示数没有立即断电,造成E 、r 变化;
(2)测量电路存在系统误差,I 真=I 测十I v ,末考虑伏特表分流.
【典型例题】
例 1 现有一阻值为10.0Ω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)画出实验电路图.
(2)简要写出完成接线实验步骤。
(3)写出用测得的量,电源内阻的表达式r =________________。
例2 (上海)某同学按如图所示电路进行实验,实验时该同学将变阻器的触片P 移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示:
(1)电路中E、r分别为电源的电动势和内阻,R1、R2、R3为定值电值,在这五个物理量中,可根据上表中的数据求得的物理量(不要求具体计算)_________。
(2)由于电路发生故障,发现两电压表示数相同了(但不为零),若这种情况的发生是由用电器引起的,则可能的故障原因是________。
实验:用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻
一、选择题
1.下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法.其中既能减小偶然误差,又直观、简便的方法是()
A.测出两组I、U的数据,代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r,求出E、r。
B.多测几组I、U的数据,求出几组E、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图像,再根据图像求E、r。
D.多测出几组I、U的数据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出断路时的路端电压即为电动势,再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r。
2.用电压表和电流表测干电池的电动势和内电阻,为了使测量值比较准确,下列措施中,正确的是
A.为了多测几组电流、电压值,应尽量使回路中电流大些
B.每次读完电流值和电压值之后,应立即断开开关
C.在作路端电压U和干路电流I的U-I图线时,应尽量使图线在坐标纸上分布的范围大些D.由于电压表内阻远大于电池内阻,应把电流表接在电源附近
3.如图所示是根据某次实验记录的数据画出的U-I图像,关于此图像,下列说法中正确的是()
A.纵轴的裁距表示电源的电动势,即E=3.0V
B.横轴的截距表示电源的短路电流,即I短=0.6A
C.电源的内阻r=5Ω
D.电源的内阻r=1Ω
二、解答题
4.用伏安法测定电池的电动势和内电阻时,有下如实验步骤:
A.打开电键,切断电路
B.恰当选择实验器材,按电路图连好电路.
C、调节滑动变阻器的滑片,减小接入电路的电阻,记录一组电流表和电压表的示数
D.把滑动变阻器的滑片滑至一端,使接入电路的电阻最大
E.逐次减小滑动变阻器接入电路的电阻,记录多组电流表和电压表的示数.
F.闭合电键接通电路.
把以上步骤的序号按合理顺序填写在横线上:
5.如图所示为测干电池的电动势和内电阻的电路图,用两节干电池串联做电源(每节电池电动势接近1.5V,内阻约为0.5Ω),除给出的电源、导线和电键外,还有以下器材:
A .直流电流表,量程0~0.6A ,内阻0.5Ω;
B .直流电流表,量程0~3A ,内阻0.1Ω;
C .直流电压表,量程0~3V ,内阻Ik Ω;
D .直流电压表,最程0~15V ,内阻5 k Ω;
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0~50Ω,测定电流1.5A
其中电压表应选用;电流表应选用;滑动变阻器应选用.改变R 的阻值,得到两组U 1、I 1,U 2、I 2的测量值,则内电阻r =,电源电动势E =
6.(上海)某学生用电流表和电压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
(1)该学生接线中错误的和不规范的做法是( )
(A )滑动变阻器不起变阻作用
(B )电流表接线有错
(C )电压表量程选用不当
(D )电压表接线不妥
(2)在方框里画出这个实验的正确电路图。
7.在测电池的电动势和内电阻的实验中,一个小组记录的数据如下表所示.试根据这些数据在图89-4中画出U -I 图线,由图线可知,电源的电动势E
=,内电阻r =。
用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻参
考答案
1.(1)略 (2)断开开关,记下电压表偏转格
数
N 1;合上开关,记下电压表偏转格数N 2 (3)2
21)(N R N N r -= 2.(1)可测出的物理量是R 2、R 3和E 。
(2)可能R 2断路,也可能R 2、R 3都断路。
[练习]1.C 2.B C 3.A D 4. BDFCEA 5.C E A 2112I I U U r --=
2
11221I I U I U I E --= 6.(1)A B D (2)略 7. 1.46V 0.73Ω。