测定电源的电动势和内阻的练习题

测定电源的电动势和内阻

【实验目的】

测定电池的电动势和内电阻。 【实验原理】

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（I 1、U 1），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0.3A ，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E 、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。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻,这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。 针对练习

1．在测电源电动势和内阻实验中，下列说法正确的是( )

A ．用新电池较好

B ．用旧电池好

C ．新、旧电池一样

D ．以上说法都不对

2. 在“测定电源电动势和内阻”的实验中，某同学根据实验数据，作出了正确的U －I 图象，如图所

示，其中图线斜率绝对值的物理含义是 （ ）

A ．短路电流

B ．电源内阻

C ．电源电动势

D ．全电路电阻

图1 图2 0.61 2 3

U /V

3．在测定一节干电池电动势和内阻的实验中，某学生采用了如图所示实验器材连接，

1.请指出该学生在接线中错误和不规范的做法．

(1)________________________________________________________________________；

(2)________________________________________________________________________；

(3)________________________________________________________________________；

(4)________________________________________________________________________．

2.实验步骤如下：

A 按照电路图连接好电路

B 闭合开关，从左到右调节变压器，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

C 记录数据完毕后，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。

以上步骤有错误或疏漏的是______________

如何改正____________________

4．为了测定一节干电池的电动势和内阻，某实验小组按图(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，这种情况很难读出数值分布均匀的几组不同的电流值、电压值．

(1)出现上述情况的原因是______________．改进方法是____________________．

(2)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E＝______V，内阻r＝______Ω.

5．（15分）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V 2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 V 1和电流表A 的数据 B ．甲同学是根据电压表 V 2和电流表A 的数据 C ．乙同学是根据电压表 V 1和电流表A 的数据 D ．乙同学是根据电压表 V 2和电流表A 的数据 （2）图象中两直线的交点表示的物理意义是（ ） A ．滑动变阻器的滑动头P 滑到了最右端 B ．电源的输出功率最大

C ．定值电阻R 上消耗的功率为0.5W

D ．电源的效率达到最大值

（3）根据图（b ），可以求出定值电阻R 0= Ω，电源电动势E = V ，内电阻r = Ω． （4）该电路中电流表的读数能否达到0.6A ，试说明理由．

6. 按图所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E 和内阻r ，其中R 为电阻箱， R 0为定值电阻，干电池的工作电流不宜超过0.5A 。实验室提供的器材如下：

电流表（量程0～0.6～3.0A ） 电阻箱（阻值范围0～999.9Ω） 定值电阻若干 电键、导线若干.

①在下面提供的四个定值电阻中，保护电阻R 0应选用 （填写阻值相应的字母）。

A ．5Ω

B ．10Ω

C ．20Ω

D ．100Ω ②根据电路图，请在图中画出连线，将器材连接成

实验电路。

③实验时，改变电阻箱R 的值，记录下电流表A 的示数I ，得到若干组 R 、I 的数据。根据实验数据绘出如

图所示的I

R 1

-图线，由此得出电池组的电动势E ＝

V ，内电阻r ＝ Ω。按照此实验方法，电动势的测

量值与真实值相比 ，内电阻的测量值与真实值相比 。（填“偏大”、“偏小”或“相等”）

1

S E r R 0

A

V 1

V 2 P (a)

0.5

1.0

1.5 U /V

0.2

0.4

0.6

I /A

(b)

甲

乙 -5

0 5 10 15

20 25

I

1/A -1

R /Ω

4.0

6.0 8.0 10.0 2.0