实验测定电池的电动势和内阻习题
第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻练习题及答案解析
第2章 第10节实验：测定电池的电动势和内阻练习题及答案解析1.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2－10－11所示，其中图线斜率绝对值的物理含义是( )图2－10－11A ．短路电流B ．电源内阻C ．电源电动势D ．全电路电阻解析：选B.由闭合电路公式E ＝I (R ＋r )＝U ＋Ir 得U ＝E －Ir ，所以在U －I 图象中图线斜率表示电源内阻．故正确答案为B.2．用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法中错误的是( )A ．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显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 ．使滑动变阻器阻值尽量大一些，测量误差才小解析：选BD.选用电表时应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表；同时，滑动变阻器的阻值不能太大．如果这样电流较小，电流表读数误差较大，故应选B 、D.3．(2011年朝阳区高二检测)如图2－10－12所示，是甲、乙、丙三位同学设计的测量电源电动势和内电阻的电路．电路中R 1、R 2为已知阻值的电阻．下列说法中正确的是( )图2－10－12A ．只有甲同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻B ．只有乙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻C ．只有丙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻D ．三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻解析：选D.图甲中可用E ＝I 1(r ＋R 1)、E ＝I 2(r ＋R 2)求得电源的电动势和内电阻，图乙中可用E ＝U 1＋U 1R 1r 、E ＝U 2＋U 2R 2·r 求得电源的电动势和内电阻，而图丙中可用E ＝U 1＋I 1r 、E ＝U 2＋I 2r 求得电源的电动势和内电阻，故三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻，故D 正确．4．(2011年滨州市高二检测)某研究性学习小组利用如图2－10－13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2.00 Ω的定值电阻R 0.(1)按照实物连线图在虚线框内画出实验电路图：图2－10－13(2)闭合开关S ，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数U ，并计算出通过电阻箱的电流数值I ，为了比较准确地得出实验结论，在坐标纸中画出了如图2－10－14所示的U －I 图象，由图象可得：E ＝________V ，r ＝________Ω.图2－10－14解析：(1)电路如图所示．(2)由U －I 图象可知电源的电动势E ＝2.0 V ，当电源的外电压为U ＝1.3 V 时，电源中的电流为I ＝0.28 A由E ＝U ＋Ir ′得X k b 1 . c o mr ′＝E －U I ＝2.00－1.300.28Ω＝2.5 Ω 又r ′＝r ＋R 0，∴r ＝r ′－R 0＝2.5 Ω－2 Ω＝0.5 Ω.答案：(1)见解析 (2)2.0 0.55．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2－10－15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0～999.9 Ω，R 0为定值电阻，对电路起保护作用．图2－10－15(1)实验室备有的定值电阻R 0有以下几种规格：A ．10 ΩB ．50 ΩC ．150 ΩD ．500 Ω本实验选用哪一种规格的定值电阻最好________．(2)该同学接入符合要求的R 0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，作出了图2－10－15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.解析：(1)回路中的最小电阻R 总＝E I m ＝950×103Ω＝180 Ω，R 0为保护电阻，当R ＝0时，电源电流也不会超出50 mA ，则R 0＝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)由闭合电路欧姆定律有E ＝I (r ＋R 0＋R A ＋R )得1I ＝r ＋R 0＋R A ＋R E ＝r ＋R A E ＋1E (R ＋R 0)＝r ＋5E ＋1E (R ＋R 0)，图线的斜率为1E，由图线知斜率k ＝45－54×102＝1E得E ＝10 V ，图线与纵轴截距为r ＋5E ＝5，解得r ＝45 Ω. 答案：(1)C (2)10 456．(2011年周口高二检测)用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中，被测电源是两节干电池串联的电池组．可供选择的实验器材如下：A ．电流表，量程0～0.6 A,0～3 AB ．毫安表，量程0～100 μA,0～100 mAC ．电压表，量程0～3 V ,0～15 VD ．滑动变阻器，0～1000 Ω，0.1 AE ．滑动变阻器，0～20 Ω，2 AF ．电键一个，导线若干(1)为了尽量得到较好效果，电流表应选__________，量程应选________，电压表量程应选________，滑动变阻器应选________．(2)如图2－10－16有甲、乙两个可供选择的电路，应选________电路进行实验．实验中误差是由于________表的读数比实验值偏________．图2－10－16解析：(1)一般干电池允许通过的最大电流为0.5 A ，故电流表应该选A ，其量程应该选0～0.6 A ．两节干电池串联后的电动势为3.0 V ，故电压表量程应该选0～3 V ．滑动变阻器的最大阻值只需要比电池组的内阻大几倍即可，故选择E.(2)应该选乙电路，电流表的内阻和滑动变阻器的阻值相差不大，其分压作用不可忽略，而电压表的内阻相对滑动变阻器的阻值来讲大很多，其分流作用可以忽略，故选择乙电路．实验中电压表的示数是路端电压，电流表的示数比干路中的电流略小，所以实验中的误差是由于电流表的读数比实际值偏小所造成的．答案：(1)A 0～0.6 A 0～3 V E (2)乙 电流 小7．(2009年高考海南卷)图2－10－17甲是利用两个电流表A 1和A 2测量干电池电动势E 和内阻r 的电路原理图．图中S 为开关，R 为滑动变阻器，固定电阻R 1和A 1内阻之和为10000 Ω(比r 和滑动变阻器的总电阻都大得多)，A 2为理想电流表．图2－10－17(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线．(2)在闭合开关S 前，将滑动变阻器的滑动端c 移动至______(填“a 端”、“中央”或“b 端”)．(3)闭合开关S ，移动滑动变阻器的滑动端c 至某一位置，读出电流表A 1和A 2的示数I 1和I 2在图2－1212图2－10－18(4)利用所得曲线求得电源的电动势E ＝________ V ，内阻r ＝________ Ω.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流I m ＝________ A.解析：(1)连线如图甲所示 (2)接通开关前应使滑动变阻器接入电路时阻值最大，故应使移动端c 移动至b 端．(4)由图乙知纵轴截距为0.149 mA ，故电动势E ＝10000×0.149×10－3 V ＝1.49 V .由闭合电路欧姆定律可得内阻r ＝E －I 1×104I 1＋I 2＝0.60 Ω.(5)短路电流I m ＝E r＝2.5 A. 答案：见解析。
4测定电源的电动势和内阻(高考物理电学实验)含答案与解析
4测定电源的电动势和内阻（高考物理电学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．某同学设计了一个既可以测电阻由可以测电动势和内阻的实验电路，如图甲所示，实验室提供了一下实验器材：电源E（电动势为6V，内阻约为1Ω）定值电阻R0（阻值约为5Ω）电流表A（量程30mA，内阻约为0.5Ω）电流表B（量程0.6A，内阻约为1Ω）电压表C（量程8V，内阻约为5kΩ）电压表D（量程4V，内阻约为3kΩ）滑动变阻器F（阻值0﹣10Ω）滑动变阻器G（阻值0﹣500Ω）根据题中所给信息，请回答以下问题（1）电流表应选，滑动变阻器应选；（选填器材代号）（2）该同学操作正确无误，用U1、U2、I分别表示电表、、的读数，其数据如表所示：根据表中数据求得定值电阻R0=Ω（保留两位有效数字），其测量值真实值（填＞、＜或=）；该同学同时利用上表测得的数据求得电源的电动势和内阻，由误差分析可知，电动势的测量值电动势的真实值（填＞、＜或=）．（3）该同学进一步利用一个辅助电源E′，采用如图乙所示的电路测量电源的电动势，测量过程中，调节R后再调节R1，使得A1的示数变为0，测得多组数据，这样，电源电动势值电源电动势的真实值（填＞、＜或=）．2．为了测得一干电池的电动势和内阻，实验室提供了下列器材：A．待测电池组（电动势E约为3V，内阻r不超过2.5Ω）；B．电流表（量程0～0.6A，内阻小于1Ω）；C．电阻箱（0～99.99Ω）；D．滑动变阻器（0～10Ω）；E．单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干．考虑到干电池组的内阻较小，电流表的内阻不能忽略，他设计了如图甲所示的实验电路．（1）该同学先测电流表的内阻：①将开关S断开，滑动变阻器的阻值调到最大，开关K闭合，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表A满偏；②将开关S接通C，保持阻值不变，调节阻值，使电流表A半偏，记下电阻箱的阻值为0.3Ω；③由以上操作可知电流表的内阻为Ω．（2）该同学再测干电池组的电动势和内阻：①将开关K断开，电阻箱的阻值调至最大，将开关S接通D；②调节电阻箱的阻值R，使电流表A有足够示数，改变R的值，测出几组I和R；③图乙是根据实验数据绘出的﹣R图象，由此可得待测干电池组的电动势E= V，内阻r=Ω．（计算结果均保留三位有效数字）3．某同学测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择的器材有：电流表A（0～0.6A）电压表V1（0～3V）电压表V2（0～15V）滑动变阻器R1（10Ω，2A）滑动变阻器R2（500Ω，2A）2.5Ω的定值电阻R0电键S及导线若干．（1）实验中，电压表应选择（选填“V1”或“V2”），滑动变阻器选用（选填“R1”或“R2”）．（2）实验时，实物连接线路如图1所示，其中有一条导线未连接，请补画该导线．（3）连好电路后，该同学移动滑动变阻器，测量5组数据记录在表中．由表中数据可以看出，电流表示数变化明显，但电压表示数变化不明显，最有可能的原因是（A）电压表有故障（B）电池内阻太小（C）电流表量程太小（D）定值电阻R0太小（4）为使电压表的示数变化更明显，请在方框中画出合适的电路原理图2．4．容量和内阻是电池的两个重要参数，电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时（A•h）或毫安小时（mA•h）做单位．某实验小组为粗略测量手机电池在25℃下充满电时的内阻和容量，进行了如下实验：①控制电池温度为25℃；②正常使用手机至自动关机，取出电池，用数字电压表（视为理想电压表）测出电池电压U0=2.75V；③将电池装入手机，用充电器对手机充电至100%；④将电池从手机中取出，按图 1 接入电路，闭合K1，读出数字电压表的示数U1=4.18V；⑤接着闭合K2，读出数字电压表和电流表示数U2=4.16V、I2=0.20A，断开开关；⑥调节电阻R至合适的阻值且保持不变，闭合开关K1、K2的同时开始计时，每隔一段时间记录一次电流表和电压表的示数．当电压表示数降为U0=2.75V时断开开关，停止计时．下表是记录的三组数据，其他数据已描到图2中：完成下列问题：（1）该电池充满电时的内阻约为r=Ω；（2）将表中数据描在图2中并绘出I﹣t图线；（3）该锂电池的容量约为A•h（保留两位有效数字）；（4）之后，实验小组继续用上述方法（R的值不变）描绘出该锂电池在20℃、5℃和﹣10℃温度下电池的放电曲线如图3所示，可知下列说法正确的是．A．同一电池充满后在高温环境中比在低温环境中内阻小B．同一手机在低温环境比在高温环境中待机时间长C．锂电池的内阻是定值，无论如何使用均不会发生变化D．不同的使用方法和不同的使用环境，锂电池的实际容量会发生变化．5．如图（a）是一简易多用电表的电路图，其表盘如图（b）所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，但上排刻度线对应数据未标出，已知多用电表的表头选用的是内阻R A=10Ω，满偏电流I A=10mA的电流表为了测该多用电表电源的电动势，某同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏．②将红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱的阻值使指针指在C处，此时电阻箱如图（c）所示．（1）根据该同学的实验，此多用电表C处刻度对应的阻值Ω．电表内电池的电动势（保留2位有效数字）为V．（2）若将选择开关接“1”，指针指在图（b）所示位置，其读数为mA．（3）将一未知阻值的电阻，接在已经欧姆调零的该多用电表两表笔之间，指针仍指在图（b）所示位置，试计算处该未知电阻的阻值为Ω．（保留2位有效数字）6．某同学利用图（1）所示器材测定一节干电池的电动势和内阻，请以笔画线代替导线完成实物连线图．在进行实验中，某次测量时电流表指针位置如图（2）所示，则其读数为A．7．某实验小组测定一节旧电池的电动势和内阻，实验原理如图1所示，图中所提供的滑动变阻器和电阻箱的规格均能满足实验需求，另外备有：灵敏电流计G 满偏电流I G=400μA，内阻R0=500Ω；电流表A满偏电流I A=0.6A，内阻R A≈1Ω，需接入原理图中A x和A y的位置，整个实验过程以尽量减小误差为原则，完成下列问题．（1）原理图中A x应选择（填“G”或“A”）（2）要把A y改装成量程为2V的电压表，则改装后的电压表内阻R V=Ω，需要把电阻箱R的阻值测量调至Ω．（3）闭合开关，移动滑动变阻器滑片的过程中电流表A某次指针的位置如图2所示，则其示数I=A．（4）实验过程中，调节滑动变阻器的阻值，得到多组A x和A y表的示数I x和I y，以I y为纵轴，I x为横轴描点作图，得到的I y﹣I x图象纵截距为b，斜率大小为k，则待测电池的电动势E=，内阻r=．（用b，k，R v表示）8．某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及内阻r和R1的阻值，实验器材有：待测电源（电动势E，内阻r），待测电阻R1，电压表V（量程为3V，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．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，将S2切换到b，读出电压表的示数U2；C．则电阻R1的表达式为R1=；（2）该同学已经测得电阻R1=3.0Ω，继续测电源电动势E和内阻r，其做法是：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﹣图线，则电源电动势E= V，电阻r=Ω；（3）利用如图（2）的方法所测得的电动势与真实值比较：E测E真（选填“大于”、“小于”、“等于”）9．某同学利用如图甲所示电路测定电源的电动势和内阻，闭合开关S后，变阻器的滑片P由变阻器的一端滑到另一端的过程，两电压表示数随电流表示数变化情况分别如图乙所示的U﹣I图象中的直线a、b所示，根据U﹣I图象中坐标轴所标了的数据，计算或回答下列问题：（1）图甲中电阻R0的测量值等于（用图乙中给出的坐标值表示），这个值与真实值相比较（选填“偏大”“偏小”或“相等”）．（2）电源的电动势E=，内阻=．（用图乙中给出的坐标值表示）（3）当变阻器的滑片P滑到最左端时，两个电压表的示数不相等，原因是．10．某实验小组利用如图甲所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材：A、待测干电池B、电流表，量程3mAC、电流表，量程0.6AD、电压表，量程3VE、滑动变阻器，0～50ΩF、滑动变阻器，0～500ΩG、开关、导线若干（1）实验中电流表选用，滑动变阻器选用．（选填相应器材前的字母）．（2）根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路．（3）一位同学测得的6组数据如表所示，其中5组数据的对应点已经标在图丙坐标纸上，请用“×”标出余下一组数据的对应点，并画出U﹣I图线．（4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势E=V，内电阻r=Ω．11．某同学设计了如图甲所示的实验电路，电路中各个元件的参数为：电池组（电动势约6V，内阻r约2Ω）电流表（量程2.0A，内阻R A=0.2Ω）电阻箱R1（0～99.9Ω）待测电阻R2、定值电阻R0=1.0Ω开关及导线若干．他用该电路测电阻R2的阻值及电源的电动势和内阻．（1）该同学首先测出了R2的阻值．他的主要操作步骤是：先闭合开关S，将单刀双掷开关S l掷于b，读出电流表的示数I；然后将单刀双掷开关S1掷于a，调节电阻箱的电阻值为1.0Ω时，电流表的示数也为I．电阻R2的阻值为Ω．（2）他接着利用该电路测电源电动势和内电阻．①其主要实验步骤为：A．将S1掷于a，调节电阻箱R1的阻值至（填“最大值”或“最小值”），之后闭合开关S；B．调节电阻箱R1，得到一系列电阻值R和电流I的数据；C．断开开关，整理实验仪器．②图乙是他根据实验数据绘出的﹣R图象，图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表，电源电动势E=V，内阻r=Ω（计算结果保留两位有效数字）．③若电流表的内阻未知，仍按上述方案进行测量，则电动势的测量值真实值，内阻的测量值真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）．12．某实验小组利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内阻，提供的器材为：A．干电池两节，每节电池的电动势为1.5V，内阻未知B．直流电压表V1、V2，内阻很大C．直流电流表A，内阻可忽略不计D．定值电阻R0，阻值未知，但不小于5ΩE．滑动变阻器F．导线和开关（1）该同学设计了如图甲所示的电路，请你用画线做导线正确连接图乙所示的实物图．（2）该同学利用图乙电路完成实验时，由于某跟导线发生断路故障，因此只记录了一个电压表和电流表的示数，如表所示：试利用表格中的数据作出U﹣I图．由图象可知，两节干电池总电动势值为V，总内阻为（结果保留三位有效数字）．由计算得到的数据可以判断能够正确示数的电压表应为表（选填“V1”或“V2”）．13．学习了“测量电源的电动势和内阻”后，物理课外活动小组自制了一个西红柿电池组，设计了如图所示的实验电路测定电流表的内阻，并用多种方法测量该电池组的电动势与内阻，请协助完成实验．（1）闭合开关S1和S2，调节电阻箱并记录电阻箱的示数R、电流表（灵敏）的示数I0和电压表的示数U0，由此可知电流表的电阻R A为（用上述量表示）．（2）闭合开关调节R，仅读出电流I和电压U，并测出多组数据，作出U﹣I图线可得出电池组的电动势和内阻，此种办法测量的电动势与真实值相比（填“偏大”或“相等”），内阻的测量值与真实值相比（填“偏大”“偏小”或“相等”）．（3）断开S1闭合S2，仅由多组电流表示数I和电阻箱的示数R，运用实验数据作出﹣R图线为一条倾斜的直线，且该直线的斜率为k，纵截距为b，则该电池组的电动势为，内阻为（用k、b、R A表示）．14．用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻，定值电阻R1=16Ω．（1）闭合开关S后，电压表V1无读数，电压表V2有读数，经检查发现电路中存在断路故障，则该故障可能在（选填“ab”、“bc”或“cd”）两点间．（2）排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的阻值，记录多组电压表的示数U1、U2，如表所示．请根据表中数据在图乙中作出U2﹣U1图象．（3）由图象可知，电源电动势E=V，内阻r=Ω．（结果均保留两位有效数字）（4）实验中，产生系统误差的主要原因是．15．某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”．现用如图1所示的电路研究某长薄板电阻R x的压阻效应，已知R x的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：A．电源E（电动势约为3V，内阻约为1Ω）B．电压表V（量程0～3V，内阻r1约为5kΩ）C．电流表A（0～0.6A，内阻r2=1Ω）D．开关S，定值电阻R0（1）为了实验既安全又有多组数据，定值电阻R0的阻值应该选用A．0.5Ω B．5Ω C．50Ω D．500Ω（2）实验时测得长薄板电阻RX两端的电压（U）随压力（F）变化的关系如图乙所示，则该薄板的电阻随压力的增大而，如果不考虑物体的形变，则薄板电阻率可能与压力成（选填“一次函数”“二次函数”或“反比函数”）关系变化；（3）若实验中得到的电压表和电流表的示数作出U﹣I图象如图丙所示，R0用第一问中选择的阻值，则电源的电动势E=V，内阻r=Ω（结果保留两位有效数字）16．某位同学利用图1所示电路测量电源电动势和内阻，（1）实验时多次改变电阻箱的阻值，记录电阻箱阻值R和电压表读数U，并在计算机上显示出如图2所示的﹣关系图线，由图线可知电池的电动势E a= V，内阻r a=Ω，该实验系统误差主要来自．（2）实验中，随着变阻箱阻值的改变，电压表的示数U以及电池内阻消耗的功率P都会发生变化．图3的各示意图中正确反映P﹣U关系的是．17．为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R0的阻值，某同学利用DIS设计了如图（a）所示的电路，闭合电键S1，调节滑动变阻器的滑动触头P 向某一方向移动时，用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，并根据测量数据计算机分别描绘了如图（b）所示的M、N两条U﹣I直线．请回答下列问题：（1）由图（b）中的M、N两条直线可知A．直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的B．直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的C．两直线相交时滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端D．两直线相交时定值电阻R0上消耗的功率为1.50W（2）根据图（b）可以求得定值电阻R0=Ω，电源电动势E=V，内电阻r=Ω．18．某同学利用下列器材测量两节干电池串联的电动势和内阻．A．待测干电池两节（两节总内阻约3Ω）B．电压表V1、V2（量程均为3V）C．定值电阻（R0=2Ω）D．滑动变阻器R1（最大阻值5Ω，允许最大电流2A）E．滑动变阻器R2（最大阻值50Ω，允许最大电流1A）F．导线和开关（1）实验中滑动变阻器应选择（填入正确选项前的标号）；（2）根据如图甲所示的电路图，请在图乙实物图中用笔画代替导线完成实物图连接．（3）实验中，读出电压表V1和V2的数据U1、U2，调节滑动变阻器R，将相应数据描绘成如图丙所示的U1﹣U2图象，则两节干电池的总电动势E=V，总内阻r=Ω．（计算结果保留两位有效数字）（4）关于本实验系统误差，下面分析正确的是A．V1和V2分流作用对系统误差均有影响B．V1和V2分流作用对系统误差均无影响C．系统误差主要是由V1的分流作用引起的D．系统误差主要是由V2的分流作用引起的．19．测量一干电池组的电动势和内电阻所用器材如下，连线图如图甲所示：A．电流表A：量程0～100mA、内阻为16.0Ω；B．电压表V：量程0～3V、内阻约为30KΩ；C．干电池组E：电动势待测、内阻待测；D．滑动变阻器R：0～10Ω；E．定值电阻R0：电阻值为4.0Ω；F．单刀单掷开关S，导线若干．实验时测量出电流表A的示数I和电压表V的示数U，对应的数据画出如图乙所示的U﹣I图象，利用图象可求出该千电池组的电动势为E=V，内电阻为r=Ω（结果均保留两位有效数字）小电珠L的额定电压为3.8V，现已测出其伏安特性曲线如图丙所示，它的额定电功率P=W．额将L接在上面所测干电池组的两极上并接通电路，则L消耗的实际电功率P= W．（结果均保留两位小数）20．在做“测定电源的电动势和内阻”实验时，所给器材有：阻值为R0的定值电阻、数字电压表（选择开关已经置于直流电压挡位）、被测电池组、电阻箱和开关．（1）请在图1中完成电路图连线，定值电阻在电路中的作用是充当．（2）正确连接电路之后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值R，读取多组数据，作出了如图1所示的﹣图象．图象某点对应的横坐标与纵坐标的比值的物理意义是．该直线与纵轴交点纵坐标约为0.11V﹣1，根据此图象可求得被测电池组的电动势E为V；内阻r为Ω．21．回答下列问题：（1）如图甲，是多用电表简化电路图，作为电压表使用时，选择开关应接，作为欧姆表使用时，选择开关应接．（填1.2或3）使用时，电流一定从端流入多用电表（填A或B），（2）利用多用电表和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图乙，调节电阻箱，记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I，作出R﹣的图线如图丙．由图丙可求得电动势E=V，内限r=Ω．（结果均保留2位有效数字）忽略偶然误差，本实验侧得的E测、r测与真实值比较：E测E真，r测r真（选填“＜”、“=”、或“＞”）22．某同学做“测定电源的电动势和内阻”的实验中，所提供的器材有：待测电池（电动势E约为6V，内阻未知）；电流表G （量程0～6.0mA，内阻r1=100Ω）；电流表A （量程0～0.6A，内阻r2=6Ω）；定值电阻R1=300Ω；定值电阻R2=1000Ω；滑动变阻器R3（阻值范围0～30Ω）；开关S，导线若干．（1）在实验器材中未配有电压表，需对电流表G进行改装测量，则定值电阻R 选用（选填“R1”或“R2”）．（2）在实验中，某同学采用了实验电路图（填甲或乙），在实验中测出了电流表A、G的示数I、I g，根据数据做出了I g﹣I图象中的I图线．另一同学采用了实验电路图（填甲或乙），根据实验数据得到同一个I g﹣I图象中的II图线．（3）根据实验误差较小图线分析，可得被测电池的电动势E=V，内阻r=Ω．（保留2位有效数字）．23．研究性学习小组的同学们用如图1甲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和内电阻r．实验室提供的器材如下：电压表，电阻箱（阻值范围0～999.9Ω）；开关、导线若干．①请根据图1甲所示的电路图，在图1乙中画出连线，将器材连接成实验电路．②某同学开始做实验，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后逐次改变电阻箱接入电路的阻值R，读取与R对应的电压表的示数U，并将相应的数据转化为坐标点描绘在U﹣U/R图中．请将图1丙、丁中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图2所示的坐标系中（用“+”表示），并画出U﹣U/R图线；③根据图2中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值E= V，内电阻测量值r=Ω．（保留3位有效数字）④实验测量都存在误差，关于本实验的误差，下列说法中正确的是（选填选项前的字母）．A．由于读数所引起的误差属于偶然误差B．利用图象法处理本实验数据可以减小系统误差C．由于电压表内阻引起的误差属于系统误差D．电压表的内阻越大，其引起的误差越大⑤不同小组的同学分别用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大．同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U 变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图3所示的P﹣R和P﹣U图象．若已知甲电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是（选填选项的字母）．24．某同学要测定一节干电池的电动势和内阻，现有下列器材可供选用：A．电压表（0～3V，内阻约5kΩ）B．电流表（0～100mA，内阻1Ω）E．滑动变阻器R3（阻值0～15Ω）F．滑动变阻器R（阻值0～1000Ω）F．开关、导线若干操作步骤如下：（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物连接图，要求滑动变阻器的滑片P 自左向右滑动时电流表示数变小（2）为了得到合理的实验结果，滑动变阻器应选（填E或F）（3）用此方法测量该电池的电动势和内阻，并把测量结果记录在图乙所示的图中，由图可知电池的电动势为V，内阻为Ω25．某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A．被测干电池一节B．电流表1：量程0～0.6A，内阻r=0.3ΩC．电流表2：量程0～0.6A，内阻约为0.1ΩD．电压表1：量程0～3V，内阻未知E．电压表2：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（填写器材前的字母）：电流表选择，电压表选择，滑动变阻器选择．（2）实验电路图应选择如图中的（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，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E=V，内电阻r=Ω．26．根据如图甲电路，可以测出定值电阻R0的阻值以及电源的电动势E和内阻r，图中R是电阻箱（0～999.9Ω），两个电表都是相同的电压表（分别用V1和V2表示，对应的示数分别为U1、U2）．①请在虚线框内画出图甲中实物连接电路对应的电路图（原理图）②接通电源实验，调节电阻R，当其各转盘位置及两电表（没有标出刻度值）示数如图乙所示时，可读得电阻箱的阻值R=Ω，已知此时V1的读数为U1﹣2.60V时，则V2的读数应该为U2=V，可求得定值电阻R0=Ω（保留3位有效数字）③测出R0后，再次调整电阻箱R，改变并记录多组的（R，U1，U2）值，A、B两位同学根据表格中的数据，分别画出如图丙的（A）、（B）图线；假设图中的纵截距和横截距均已得出（即图中a1、a2和b1、b2为已知），则由图线（A）可得出电源电动势E=；由图线（B）可得出电源内电阻r=．27．在测电源的电动势和内阻的实验中，提供的电表量程有些偏小，于是采用了如图甲所示的电路进行测量．其中定值电阻R1的阻值是3Ω，R2的阻值为6Ω，电流表和电压表都为理想电表．（1）在实物连线图乙中，缺少几条导线，请用笔画线代替导线，在图中补上缺少的几条导线，使之成为一个完整的、正确的电路实物连线图．（2）调节滑动变阻器R P阻值的大小，记录多组U、I数据，画出如图丙所示的U ﹣I图象，根据图象可计算出该电源的电动势为V，电源的内阻为Ω．（结果保留三位有效数字）（3）实际上，电流表的内阻并不等于零，电压表的内阻也不是无限大，从系统误差的角度来看，电源的内阻比其真实内阻．（填下面选项前的字母）A．偏大B．偏小C．准确．28．利用如甲图所示电路，可用伏安法测定某一电源的电动势和内阻，其中虚线框内为用灵敏电流计G改装的电压表V，A为标准电流表，E1为待测电源，S为开关，R为滑动变阻器（1）已知灵敏电流计G的满偏电流I g=200μA，按如图乙所示电路，用半偏法测定灵敏电流计G的内电阻r g，其中电阻R4约为1kΩ，为使r g的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E2应选用，电阻R3应选用，电阻R2应选用（选填器材前的字母）。
测定电池的电动势与内阻精选习题(精)
实验三测量电源的电动势和内阻题型一利用电流表和电压表测电源的电动势和内阻【例 1】某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”,该同学利用下列所给器材测量该“水果电池”的电动势 E 和内阻 r.A .电流表 A 1(量程 0.6 A,内阻约1 ΩB .电流表 A 2(量程 20 mA,内阻约50 ΩC .电压表 V 1(量程 4 V,内阻约4 kΩD .电压表 V 2(量程 15 V,内阻15 kΩE .滑动变阻器R 1(0~1 000 ΩF .滑动变阻器R 2(0~9 999.9 ΩG . 待测“水果电池” (E约为 4 V, 内阻 r 约为200 ΩH .开关 S ,导线若干(1为尽量减小实验的误差, 电流表选择 ________; 电压表选择 ________;滑动变阻器选 ________.请在虚线方框中画出实验电路图;(2该同学实验中记录的 6组对应的数据如下表, 试根据表中数据在图 5中描点画出 U -I 图线; 由图线可得, “水果电池”的电动势 E =________V, 内电阻 r=________Ω.(3实验测得的“水果电池”的电动势和内阻与真实值相比, E 测 ________E真 , r 测 ________r真 (选填“大于”、“小于”或“等于” .题型二安阻法测电源的电动势和内电阻实验器材:一节干电池、电流表、电阻箱、电键. 依据的基本公式:________________________实验原理图:如图 6所示用图象法处理实验数据, 若作出 R -1I 图象 (或 1I-R 图象 ,图象在 R 轴上的截距即为电源内阻的负值,图线的斜率即为电动势 E.【例 2】 (北京理综 ·21(2某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势 E 和内电阻 r ,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱 (最大阻值为999.9 Ω,可当标准电阻用、一只电流表 (量程 Ig =0.6 A, 内阻rg =0.1 Ω和若干导线.(1请根据测定电动势 E 和内电阻 r 的要求,设计图 7中器件的连接方式,画线把它们连接起来.(2接通开关,逐次改变电阻箱的阻值 R ,读出与 R 对应的电流表的示数 I ,并作记录.当电阻箱的阻值 R =2.6 Ω时,其对应的电流表的示数如图 8所示.处理实验数据时,首先计算出每个电流值 I 的倒数 1I ;再制作R -1I 如图 9所示,图中已标注出了 (R, 1I 的几个与测量对应的坐标点,请你将与图 8实验数据对应的坐标点也标注在图9上.(3在图 9上把描绘出的坐标点连成图线.(4根据图 9描绘出的图线可得出这个电池的电动势 E =________V,内电阻r =________Ω.题型三伏阻法 (利用电压表、电阻箱测电源电动势和内电阻实验器材:一节干电池、电压表、电阻箱、电键.依据的基本公式:E =U +U R 或 1U =1E r E 1R实验原理图:如图 10所示用图象法处理数据, 若作出 1U 1R 图象, 图象在 1U轴上的截距为电动势的倒数 1/E,斜率为 r/E,由斜率和截距可求得电动势和内电阻.【例 3】甲同学设计了如图 11所示的电路测电源电动势 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 1.5 V,内阻很大 ,电阻箱R(0~99.99 Ω, 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 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=4.8 Ω,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 12 1 U 1 R线,则电源电动势 E =______ V,电阻R 2=______ Ω.题型四实验的设计和创新【例 4】 (2011·大纲全国 ·23 使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源 (一般为电池、一个电阻和一表头相串联, 两个表笔分别位于此串联电路的两端.现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为 60 mA 的电流表,电阻箱,导线若干.实验时,将多用电表调至×1 Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值.完成下列填空:(1仪器连线如图 13所示 (a和 b 是多用电表的两个表笔 . 若两电表均正常工作, 则表笔 a 为 ________(填“红”或“黑” 色;图 13(2若适当调节电阻箱后, 图 13中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图 14(a、 (b、 (c所示 , 则多用电表的读数为________Ω,电流表的读数为________mA,电阻箱的读数为________Ω;(c(3将图 13中多用电表的两表笔短接, 此时流过多用电表的电流为 ________mA; (保留 3位有效数字 (4计算得到多用电表内电池的电动势为 ________V保留 3位有效数字1. 如图 15所示为某次测量电源的电动势和内阻所作的图象, 有关这个图象的说法正确的是 (A .纵轴截距表示待测电源的电动势,即 E =3 VB .横轴截距表示短路电流,即 I 短 =0.6 AC .根据 r =E/I短 ,计算出待测电源内阻为5 ΩD .根据r =ΔU/ΔI,计算出待测电源内阻为1 Ω2. (2010·广东理综 ·34(2某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻,使用的器材还包括定值电阻 (R0=5 Ω一个,开关两个,导线若干,实验原理图如图 16(a所示.(1在图 (b的实物图中,已正确连接了部分电路, 请完成余下电路的连接.(2请完成下列主要实验步骤:①检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱,示数如图 (c所示.读得电阻值是________;②将开关 S 1闭合, 开关 S 2断开, 电压表的示数是 1.49 V.③将开关 S 2________,电压表的示数是 1.16 V;断开开关 S 1.(3使用测得的数据,计算出干电池的内阻是 ________(计算结果保留二位有效数字 .(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” .3.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. 为了测量这个电池的电动势和内阻, 某同学利用如图 17甲所示的电路进行实验,图中电流表的内阻 RA 已经测出, 阻值为5 Ω, R 为电阻箱, 阻值范围0~999.9 Ω, R 0为定值电阻,对电路起保护作用.(1实验室备有的定值电阻 R 0共有以下几种规格. A . 10 Ω B . 50 Ω C . 150 Ω D . 500 Ω 本实验选用哪一种规格的定值电阻最好 ________.(2该同学接入符合要求的 R 0后, 闭合开关 K , 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.4. (2010·江苏单科 ·10 在测量电源的电动势和内阻的实验中, 由于所用电压表(视为理想电压表的量程较小,某同学设计了如图 18所示的实物电路.(1实验时 , 应先将电阻箱的电阻调到 ________. (选填“最大值”、“最小值”或“任意值”(2改变电阻箱的阻值 R ,分别测出阻值R 0=10 Ω的定值电阻两端的电压 U. 下列两组 R 的取值方案中, 比较合理的方案是 ________. (选填“ 1”或“ 2”(3根据实验数据描点,绘出的 1U -R 图象是一条直线.若直线的斜率为 k ,在 1Ub , 则该电源的电动势 E =________, 内阻 r =________.(用 k 、 b 和 R 0表示2、在测定电源电动势和内电阻的实验中 , 除需用导线和开关外 , 下述各组器材可完成实验的是 ( .A 、电压表和电流表 B、电流表和电阻箱 C 、电流表和滑动变阻器 D、电压表和电阻箱 E 、电压表和滑动变阻器F 、电流表、电压表和滑动变阻器3、实验台上备有下列实验器器材 :①电流表 (0--0.6A,②电流表 (0--3A,③电压表 (0--3V,④电压表 (0--15V,⑤滑动变阻器(10Ω‚ 2A ,⑥滑动变阻器(1750Ω‚ 0.3A ,⑦电键,⑧导线 . 为了测量一节干电池的电动势和内电阻 , 应选用的器材是 (填器材代号 _________________.4、用伏安法测一节干电池的电动势 E 和内电阻 r ,所给的器材有:(A电压表○ V :0— 3— 15V ; (B电流表○ A :0— 0.6— 3A ; (C变阻器 R 1(总电阻20Ω; (D变阻器 R 2(总电阻100Ω;以及电键 S 和导线若干。
人教版高中物理练习题-实验：测定电池的电动势和内电阻
【巩固练习】一、选择题1．（2016 朝阳二模）小芳同学利用手边的实验器材设计了如图所示的电路，电阻R的阻值以及电源的电动势和内阻均未知，电压表另一端的接线位置待定。
通过改变滑动变阻器接入电路的阻值获得多组数据，并描绘出U-I关系图像（U、I分别为电压表和电流表的示数）。
不计电表对电路的影响。
下列说法正确的是A．若接a，利用该图像可得到电阻R的阻值B．若接b，利用该图像可得到电阻R的阻值C．若接a，利用该图像可得到电源的电动势和内阻D．若接b，利用该图像可得到电源的电动势和内阻2．下列给出多种伏安法测电池的电动势和内电阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，又直观、简便的是（）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和rB．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图象，再根据图象求出E、rD．多测几组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E，再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻r3．如图所示的图线表示某电池组的输出电压与电流的关系（U-I 图线），根据图象，下列分析正确的是（）A．电源的电动势为50 V B．电源的电动势为30 VC．电源的内阻为25D．电源的短路电流为6 A34．如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路．下列分析中正确的是（）A．此接法的测量值大于真实值B．此接法的测量值小于真实值C．此接法要求待测电阻值小于电流表内阻D．开始实验时滑动变阻器滑片P应处在最左端5．某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验．图中电流表（的量程为0～0.6 A，G内阻约0.1Ω；电压表的量程为0～3 V，内阻约6 kΩ；为小量程电流表；电源电动势约3 V，内阻较小．下列电路中正确的是（）6．某同学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0～20Ω，连接电路的实物图如图所示．指出该同学接线中错误的和不规范的做法（）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．电压表接线有错二、填空题7．利用电压表和电流表测一节干电池的电动势E和内阻r，电路如图所示，图中R1为粗调滑动变阻器，R2为微调滑动变阻器，实验得到四组数据如表中所示．（1）表中数据经处理后，可以确定电动势E=________V．内阻r=________Ω．（2）现有滑动变阻器：A（10Ω1 A），B（500Ω0.5 A），C（500Ω0.1 A）．那么在本次实验中，滑动变阻器R1应选用________，R2应选用________．（填“A“‘B”或“C”）8．（2015 苏锡常镇四市一调）在测量某电源电动势和内电阻的实验中：（1）图1是实验中得到的U-I图像，由此可得该电源电动势和内电阻的测量值分别是V和Ω；（以上结果均保留两位有效数字）（2）某同学在完成上述实验之后，又进行了下述探究实验．他将相同器材分别按图2和图3所示电路进行连接，在每次保持电压表（可视为理想电表）示数相同的情形下，读出电流表的示数分别为I1和I2．调节滑动变阻器R，测得多组数据，得到I1与I2的关系为：I1=k I2（k为已知）．则电流表与电源的内阻之比为．10．（2016 钦州二模）某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻．A．待测干电池两节，每节电池电动势约为1.5 V，内阻约几欧姆B．直流电压表V1、V2，量程均为3 V，内阻约为3 kΩC．定值电阻R0未知D．滑动变阻器R，最大阻值R mE．导线和开关（1）根据如图甲所示的实物连接图，在图乙方框中画出相应的电路图（2）实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R0，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值R m，再闭合开关，电压表V1和V2的读数分别为U10、U20，则R0= （用U10、U20、R m表示）（3）实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1－U2图象如图丙所示，图中直线斜率为k，与横轴的截距为a ，则两节干电池的总电动势E＝，总内阻r＝（用k、a、R0表示）．11．甲同学设计了如图（a ）所示的电路测电源电动势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1.5 V ，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 和对应的电压表示数U 1；保持电阻箱示数不变，________，读出电压表的示数以，则电阻R 1的表达式为R 1=________．（2）甲同学已经测得电阻R 1=4.8Ω，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 ，曲测得的数据，绘出了如图（b ）所示的11U R-图线，则电源电动势E=________V ，电阻R 2=________Ω．（3）利用甲同学设计的电路和测得的电阻R 1，乙同学测电源电动势E 和电阻恐的阻值的做法是：闭合S 1，将S 2切换到b ，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，绘出了相应的111U R R -+图线，根据图线得到电源电动势E 和电阻R 2．这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围________（填“较大”“较小”或“相同”），所以________同学的做法更恰当些．12．一种供实验使用的小型电池标称电压为9 V，允许电池输出的最大电流为50 mA，为了测定这个电池的电动势和内电阻，实验室利用了如图甲所示电路（图中电压表内阻很大，可不考虑其对电路的影响），R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω，R0是保护电阻。
实验测定电源电动势和内阻及答案
实验：测定电源的电动势和内阻1．为精确测量电源的电动势和内阻，实验小组设计了图甲所示电路，图中S2为单刀双掷开关，定值电阻R0=4Ω．实验时先闭合开关S1，然后分别将S2先后接到1和2，移动滑动变阻器滑片，记录多组电压表和电流表的读数U和I，最后通过描点得到图乙所的两条U-I关系图线。
（1）请根据图甲，在图丙中将单双掷开关连入电路________。
（2）若只考虑系统误差，当单刀双掷开关拨向1时，r测________r真；当单刀双掷开关拨向2时，E测________E真（填“大于”、“等于”、“小于”）。
（3）根据图乙可知电源电动势E=________V，内阻r=________Ω。
（结果均保留2位有效数字）2．为了测定某电源的内阻，实验室提供了如下器材：电阻箱R、定值电阻R0、两个电流表A1和A2、电键S1、单刀双掷开关S2、待测电源、导线若干，现实验小组成员设计如图甲所示的电路图来完成实验。
（1）闭合电键S1，断开单刀双掷开关S2，调节电阻箱的阻值为R1，读出电流表A2的示数I0；将单刀双掷开关S2合向1，调节电阻箱的阻值，使电流表A2的示数仍为I0，此时电阻箱阻值为R2，则电流表A1的阻值R A1=______。
（用本问所述字母表示）（2）将单刀双掷开关S2合向2，多次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表A1的示数I，实验小组成员打算用图象分析I与R的关系，以电阻箱电阻R为横轴，为了使图象是直线，则纵轴y应取______。
A ．IB ．I 2C ．1I D ．21I（3）若测得电流表A 1的内阻为1Ω，定值电阻R 0=2Ω，根据②选取的y 轴，作出y -R 图象如图乙所示，则电源的内阻r =_______Ω。
（4）若不考虑由于读数等操作产生的偶然误差，按照本实验方案测出的电源内阻值_______。
（选填“偏大”、“偏小”或“等于真实值”）3．若将一个电源（ 电动势为E ，内阻为r ）和一个定值电阻（阻值为R ）按照图a 或图b 方式连接，则两图中虚框内整体均可视作一个“等效电源”，设两图中“等效电源”的电动势和内阻分别为a a E r 、和b b E r 、，理论推导表明：图（a ）中a E E =，a r R r =+ ；图（b ）中b R E E R r =⋅+，b Rr r R r=⋅+（1）现将一电源（电动势E =3V ，内阻r = 1Ω）和电阻R 1=1Ω和R 2=2Ω，按照图c 方式连接，若上述理论公式成立，则图c 虚框部分“等效电源”的电动势c E 和内阻c r c r 应分别为c E =______V ，c r =___Ω。
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。
测量电源电动势及内阻练习题
测量电源电动势及内阻练习题1．用如图所示的电路，测定某电源电动势和内阻。
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（保留至小数点后两位）、内阻r＝Ω（保留三位有效数字），该实验由于系统误差使电池电动势的测量值（填“偏小”、“偏大”或“不变”）。
2．某学习小组在“测定电源的电动势和内电阻”这个实验时设计了如下所示方案：（1）R1为定值电阻且阻值未知，R2为滑动变阻器。
分析图（1）和图（2）是否能测出电源电动势、是否能测出内阻，将结论写在下面横线处：图（1）：。
图（2）：。
（2）实验电路图如图（3）所示，已知R1＝2Ω，以U2为纵坐标，U1为横坐标，作出相应图线，见图（4），则：电源电动势E＝V，内阻r＝Ω。
3．某同学分别用图1甲和图1乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。
（1）画出图1乙的电路图；（2）某次测量时电流表和电压表的示数如图2所示，则电流I＝A，电压U＝V；（3）实验得到如图3所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是图1（选填“甲”或“乙”）；（4）该电池的电动势E＝V（保留三位有效数字），内阻r＝Ω（保留两位有效数字）。
4．某同学利用如图（a）所示的电路测量干电池的电动势E与内阻r，电流表的内阻为0.5Ω，实验时改变电阻箱的阻值R，记录电流表的相应示数，相关数值在表中给出：R （Ω） 4.07.010.013.016.0（A﹣1）2.00 2.943.954.905.88（1）根据电路图（a）在实物图（b）中相应位置完成实物图连线。
（2）根据所给实验数据，在图（c）的坐标纸上画出R ﹣图线。
（3）由R ﹣图线可得E ＝V，r＝Ω（结果均保留1位小数）。
5．一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势E（约1.5V）和内阻r（小于2Ω）。
图中电压表量程为1V，内阻R V＝380.0Ω；定值电阻R0＝20.0Ω；电阻箱R，最大阻值为999.9Ω；S为开关。
实验：测定电池的电动势和内阻
第2章 第10节1．在测定电池的电动势和内电阻的实验中，除电池外，采用下列哪组器材可以进行实验( ) A ．电压表、电流表和滑动变阻器 B ．电压表和滑动变阻器 C ．电流表和电阻箱 D ．电压表和电阻箱2．可用理想电压表、理想电流表Ⓐ、变阻器R 以及电键K 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，图中＋、－代表电源的正、负极和电表的正负接线柱．正确的电路图是( )3图甲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3Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V .则该电路可能为乙中的( )4．某同学采用如图所示的电路测定电源电动势和内电阻．已知干电池的电动势约为1.5V ，内阻约为1Ω； 电压表(0～3V ,3kΩ)、电流表(0～0.6A,1.0Ω)、滑动变阻器有R 1(10Ω，2A)和R 2(100Ω，0.1A)各一只．(1)实验中滑动变阻器应选用________(填“R 1”或“R 2”)． (2)在下图方框中画出实验电路图．(3)在实验中测得多组电压和电流值，得到如上图所示的U －I 图线，由图可较准确地求出该电源电动势E ＝________V ；内阻r ＝________Ω.5．测量“水果电池”的电动势和内电阻：将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约1.5V，可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5V，额定电流为0.3A的手电筒上的小灯泡．原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3mA.现用量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材尽量精确地测定“水果电池”的电动势和内电阻．(1)若给出的滑动变阻器有两种规格：A(0～30Ω)B(0～30kΩ)．本实验中应该选用哪种规格的滑动变阻器？答：________.(2)在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值，经描点、连线得到U－I图象，如图所示，根据图中所给数据，则“水果电池”的电动势和内阻分别是多少？6．某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验．图中电流表Ⓐ的量程为0.6A，内阻约0.1Ω；电压表的量程为3V，内阻约6kΩ；为小量程电流表；电源电动势约3V，内阻较小，下列电路中正确的是()7．现有器材：理想电流表一个，两个定值电阻R1、R2，单刀单掷开关两个，导线若干，要求利用这些器材较精确地测量一节干电池的电动势(电动势约1.5V)．(1)在虚线方框内画出实验电路图；(2)用已知量和测得量表示待测电动势的数学表达式E＝________.8．现有一特殊电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA.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5Ω，R为电阻箱，阻值范围0～999.9Ω，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：A．10ΩB．50ΩC．150ΩD．500Ω本实验选用哪一种规格的定值电阻最好？答：________(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.9．用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中，被测电源是两节干电池串联的电池组．可供选择的实验器材如下：A．电流表，量程0～0.6A,0～3A B．毫安表，量程0～100μA,0～100mAC．电压表，量程0～3V,0～15V D．滑动变阻器，0～1000Ω，0.1AE．滑动变阻器，0～20Ω，2A F．电键一个，导线若干(1)为了尽量得到较好效果，电流表应选________，量程应选________，电压表量程应选________，滑动变阻器应选________．(2)如图有甲、乙两个可供选择的电路，应选________电路进行实验．实验中误差是由于________表的读数比实际值偏________．10．某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，串联了一只2Ω的保护电阻R0，实验电路如图(甲)所示，请回答下列问题：(1)按电路原理图(甲)连接实物电路图(乙)．(2)接好电路后，该同学开始实验，闭合电键S后，他发现电流表的示数为零，电压表的示数不为零，他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b和b、c及d、e时，示数均为零，把两表笔接c、d时，其示数与电压表示数相同，检查各接线柱均未接错，且接触良好，各接线之间也未发生短路，由此可推断故障原因应是______________．(3)排除故障后，该同学顺利完成实验，测得下列五组数据：________Ω.(4)考虑电表本身电阻对测量结果的影响，分析造成本实验系统误差的原因是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.第2章 第10节1、答案：ACD 解析：由闭合电路欧姆定律的公式：E ＝U ＋Ir ＝I (R ＋r )＝U ＋UR r可得出测量E ，r 的几种基本方法： ①改变R ，测量两组U 、I 值，联立解得； ②已知不同的R 值，分别测出电流I ，联立解得； ③已知不同的R 值，分别测出电压U ，联立解得．2、答案：B 解析：本题考查的是电路中仪器的基本知识和基本能力要求．电源的正极应与电压表和电流表正极相连，并且电压表在电路中应当并联，电流表在电路中应串联．3、答案：B 解析：由U －I 图线的斜率及截距可得该电源E ＝6V ，r ＝0.5Ω.当U ＝4.8V 时，I ＝E －Ur＝2.4A ，R ＝U /I ＝2Ω，B 正确．4、答案：(1)R 1 (2)如图所示(3)1.47(1.46－1.48) 1.81(1.78－1.83) 5、答案：(1)B (2)1.5 500解析：(1)由题设条件知，该“水果电池”的内阻很大，若选滑动变阻器A(0～30Ω)，则当滑动变阻器的触头移动时，电表示数几乎不变，无法进行多次测量，从而影响实验误差．因此本实验中应该选用阻值较大的(0～30kΩ)的滑动变阻器B.(2)由题图所示可知，直线与纵轴截距即为电动势，所以E ＝1.5V ；直线斜率的绝对值即为电源内阻，所以r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝500Ω. 6、答案：AB7、答案：(1)电路图如图所示(2)I 1I 2(R 1－R 2)I 2－I 1解析：(1)由闭合电路的欧姆定律知：E ＝I (R ＋r )，当外电阻发生改变时，电流就改变，由两个定值电阻测得两个对应电流值，代入上式就可以求出电动势和内阻．故电路设计如图所示．(2)将对应电阻值和电流值代入E ＝I (R ＋r )得两个方程：E ＝I 1(R 1＋r )① E ＝I 2(R 2＋r )② 联立①②解得：E ＝I 1I 2(R 1－R 2)I 2－I 1.8、答案：(1)C (2)10 45解析：(1)使电阻箱的阻值调为零，则电路中的电流最大，I m ＝ER A ＋R 0＋r代入数据得R 0＝135Ω对比备选选项，故C 符合要求．(2)根据闭合电路欧姆定律I ＝ER 0＋R ＋R A ＋r 得1I ＝1E (R 0＋R ＋R A ＋r )＝1E(R 0＋R ＋5＋r ) 在图线上取两个点，读出两组1I 、(R ＋R 0)值代入方程解得E ＝10V ，r ＝45Ω.9、答案：(1)A 0～0.6A 0～3V E (2)乙 电流 小解析：(1)一般干电池允许通过的最大电流为0.5A ，故电流表应该选A ，其量程应选0～0.6A.两节干电池串联后的电动势为3.0V ，故电压表量程应该选0～3V .滑动变阻器的最大阻值只需要比电池组的内阻大几倍即可，故选择E.(2)应该选乙电路，电流表的内阻和滑动变阻器的阻值相差不大，其分压作用不可忽略，而电压表的内阻相对滑动变阻器的阻值来讲大很多，其分流作用可以忽略，故选择乙电路．实验中电压表的示数是路端电压，电流表的示数比干路中的电流略小，所以实验中的误差是由于电流表的读数比实际值偏小所造成的．10、答案：(1)如图(2)c 、d 之间滑动变阻器断路 (3)如图，E ＝2.0V ，r ＝1.0Ω(4)由于电压表分流，E 测<E 真，r 测<r 真。
高考物理《实验：测量电池的电动势和内阻》真题练习含答案
高考物理《实验：测量电池的电动势和内阻》真题练习含答案1．[2024·贵州省黔东南期中检测]某同学用伏安法测量标称值为1.5 V的干电池的电动势和内电阻，所用电压表量程为3 V、内阻约为3 kΩ，电流表量程为0.6 A、内阻约为0.5 Ω.实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择，该同学选用合适的电路图得到的电压U和电流I的关系图线如图(c)所示．(1)该同学选择的电路图是图________(填“a”或“b”)；(2)由图(c)可知，干电池的电动势E为________V，内电阻r为________Ω(结果保留到小数点后两位)；(3)若选择另一个电路图进行实验，在图(c)上用实线画出实验中应得到的图线的示意图．答案：(1)a(2)1.48(1.47或1.49也可)0．96(0.94～0.98均可)(3)图见解析解析：(1)因电源内阻与电流表内阻很接近，故应采用相对电源来说的电流表外接法，应选图(a)所示电路图．(2)由E＝U＋Ir，可知U＝E－Ir.则UI图像的纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示内阻，即E＝1.48 V，r＝1.48－1.000.50Ω＝0.96 Ω(3)若选择b电路图进行实验，则E＝U＋I(R A＋r)，可得I＝E－UR A＋r＝1.48－1.000.50＋0.96A≈0.33A，在图(c)上用实线画出实验中应得到的图线的示意图，如图2．如图甲所示，用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池，电动势大约在0.5 V ～0.6 V 之间，内阻几千欧左右，某实验兴趣小组制作了一个可乐电池并测量其电动势和内阻．(1)如图乙所示，直接用多用电表“直流2.5 V ”量程测量出可乐电池的电动势大小为________ V (保留两位有效数字)；(2)现有实验器材：A ．电压表(0～3 V ，R V 约为3 000 Ω)B ．电流表(0～300 μA ，R A 为300 Ω)C ．电阻箱(0～9 999 Ω)D ．滑动变阻器(0～20 Ω)E ．开关，导线若干①为了更准确测量可乐电池的电动势和内阻，选择合适的器材并按电路图__________完成电路连接；②通过数据处理画出相应的可乐电池R1I 图像如图丙实线所示，可知该可乐电池的内阻约为____________ Ω；③将该可乐电池静置5 h 后再次测量获得的R1I 图像如图丙虚线所示，可知该可乐电池的电动势____________．(选填“增大”“减小”或“不变”)答案：(1)0.42(0.43也可) (2)①A ②1 900 (1 800也可) ③不变解析：(1)用中间一圈的刻线读数，其中250即是2.50 V ，50即是0.50 V ，则电池的电动势大小为0.42 V ．(2)提供的电压表量程太大，可用安阻法测量，即用电路A .由闭合电路欧姆定律得E ＝I(R ＋r A ＋r)，整理得R ＝EI －(r A ＋r)，结合图像可知r A ＋r ＝2 200 Ω，解得电池的内阻r ＝2 200 Ω－300 Ω＝1 900 Ω，图线的斜率表示电动势，静置5 h 后的图线与原图线平行，斜率不变，则电动势不变．3．某实验小组的同学为测量由两节干电池组成的电池组的电动势E 和内电阻r ，设计了如图甲所示的实验电路，其中R 为电阻箱，定值电阻R 0＝3 Ω.实验过程中获得了多组电压表示数U 和相应的电阻箱阻值R ，并绘制出了1R 1U与图像如图乙所示，则：(1)根据图像求得电池组的电动势测量值E ＝________ V ，内电阻测量值r ＝________ Ω；(结果均保留两位有效数字).(2)由实验原理可知，该实验得到的电动势的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值，内电阻的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．答案：(1)3.0 2.0 (2)小于 小于解析：(1)根据闭合电路欧姆定律E ＝U ＋U R (R 0＋r)可得1R ＝E R 0＋r ·1U －1R 0＋r ，由1R1U 关系图线知纵截距绝对值1R 0＋r＝0.2 Ω，又R 0＝3.0 Ω，得r ＝2.0 Ω；由图线的斜率k ＝E R0＋r ＝0.1＋0.20.50，解得E＝3.0 V；(2)根据实验原理可知，电动势的测量值E测＝E真r真＋R0＋R V·R V＜E真，故测量值应小于电源电动势真实值，内电阻的测量值r测＝（r真＋R0）R Vr真＋R0＋R V－R0＝（R V－R0）r真－R20R0＋R V＋r真＜（R V－R0）r真R0＋R V＋r真＜r真，故内电阻的测量值小于真实值．。
测电源电动势和内阻实验练习测试(含解析参考答案)
精心整理测电源电动势和内阻实验练习（含解析答案）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 ．以上说法都不对解析：旧电池内阻较大，实验时，电压表读数变化较大，误差较小．答案：B2(2)(3)(4)3(1)(2)测R x (3)解析：电源内阻和电流表内阻均可不计，因此改变电阻箱的阻值2次便可得到以下2个方程：E ＝I 1(R I ＋R x )……①，E ＝I 2(R 2＋R x )……②，由于R 1、R 2、I 1、I 2已知，则由以上两个方程便可求得R x (并可求得电源的电动势)，故电阻箱R 至少需要2个不同数值；若电流表每个分度表示的电流未知，但指针偏转角度与通过的电流成正比，则电流之比就等于指针指示的分度数之比，因此只需①②两式相比便可求出R x (但求不出电源电动势E )，故R 也至少取2个不同的数值；若电源内阻不可忽略，则仅能求出R x ＋r 的值，不能求出R x .答案：(1)2(2)2(3)不能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1.5V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(1)(2)(3)因此表示电.(2)数N2.(3)6．测量电源的电动势E及内阻r(E约为6V，r约为1.5Ω)．器材：量程3V的理想电压表V，量程0.6 A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R＝8.5Ω，滑动变阻器R′(0～10Ω)，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给出的符号或字母标出．(2)用笔画线代替导线在图中完成实物连接．(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)答案：(1)如图甲所示(2)如图乙所示(3)－R7．在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：A．干电池(电动势约为1.5V，内阻小于1.5Ω)B．电流表G(满偏电流2mA，内阻10Ω)C．电流表A(0～0.6 A，内阻约0.1Ω)D．滑动变阻器R1(0～20Ω，10 A)E．滑动变阻器R2(0～100Ω，1 A)F．定值电阻R3＝990ΩG(1)(2)理图．(3)(4)G的示R3与电流表G3G3G答案：(1)D(2)如图甲所示．(3)如图乙所示．(4)1.48(1.47～1.49)0.80(0.70～0.90)8．(2011四川高考)为测量一电源的电动势及内阻(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表A．量程为1V、内阻大约为1kΩ的电压表1B．量程为2V、内阻大约为2kΩ的电压表2C．量程为3V、内阻为3kΩ的电压表3选择电压表______串联______kΩ的电阻可以改装成量程为9V的电压表．(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号1、2或3与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图．(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50V时，电阻箱的阻值为15.0Ω；电压表示数为2.00V时，电阻箱的阻值为40.0Ω，则电源的电动势E＝______V、内阻r＝______Ω.解析：(1)可以将量程为3V的电压表扩大3倍量程即可，由＝得，串联电阻的阻值为R0＝R V ＝6kΩ.(2)数为2.00V R1′＝40.0Ω(2)。
人教版高中物理必修三电池电动势和内阻的测量课后习题答案及解析
3．某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池，他们用如图 12.3-7 所示的实验电路测量这种电池的电动势 E 和内阻 r。
在图 12.3-8 所示的玻璃器皿中盛有橙汁，在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和 负极。图中电流表的内阻为 100 Ω，量程为 0 ～ 300 µA；电阻箱阻值的变化范围为0 ～ 9 999 Ω。连 接电路后，调节电阻箱 R 的阻值，得到的测量数据如表 2 所示。
人教版高中物理必修三
电池电动势和内阻的测量
课后习题答案及解析
1．某同学按图 12.3-1 的电路测量蓄电池的电动势和内阻。他调整滑动变阻器共
测得 5 组电流和电压的数据，如表 1。请作出蓄电池路端电压 U 随电流 I 变化的
U-I 图像，根据 U-I图像得出蓄电池的电动势和内阻的测量值。
表 1 蓄电池路端电压、电流的各组数据
感谢观看
表 2 电阻箱பைடு நூலகம்R 和电流表 I 的各组数据
R/kΩ 9 8 7 6 5 4 3 I/µA 92 102 115 131 152 180 220
请作出本实验的 U-I 图像（U 为电阻箱两端的电压，I 为通过电阻箱的 电流），根据图像得出该橙汁电池的电动势和内阻？
R/kΩ 9 8 7 6 5 4 3 I/µA 92 102 115 131 152 180 220
电流 I/A
1.72
1.35
0.98
0.63
0.34
电压 U/V
1.88
1.92
1.93
1.98
1.99
2．某同学按图 12.3-1 的电路测定电池组的电动势和内阻。图 12.3-6 已将实验器 材进行了部分连接。
测定电源的电动势和内阻练习及答案
实验（9） 测定电源的电动势和内阻知识梳理一、实验目的掌握用伏特表和安培表测量电池电动势和内电阻的方法，学会利用图象法处理数据的方法二、实验原理在闭合电路中，由闭合电路的欧姆定律可得电源的电动势E 、内阻r 、路端电压U 、电流I 存在关系为U =E -Ir ， E 、r 在电路中不随外电阻R 的变化而改变.测定电源的电动势和内阻可用三种方法:方法一:测量原理图如图7-3-37所示，图7-3-37采用改变外电阻，可测得一系列I 和U 的值（至少6组），然后再在U-I 图象中描点作图，所得直线与纵轴的交点即为电动势E ，图线斜率的绝对值为内阻R ，这种方法叫伏安法，用电流表和电压表.方法二:由r R E I +=变形r IER -=，改变电路的电阻R ，测出一系列的I 和R 值，作出IR 1-图象.图象在R 轴上的截距即为电源的内阻的负值，直线的斜率即电源的电动势E .此方法叫安阻法，用电流表和电阻箱.方法三:由E =U +IR 及rU I =可得r R U U E +=，或R E r E U 111⋅+=，改变电路的外电阻R ，测出一系列的U 值，作出R U 11-图象.图象在U1轴上的截距的倒数即为电源电动势，直线的斜率与在U1轴上的截距的倒数的乘积即为电源的内阻.此方法叫伏阻法，用电压表和电阻箱.特别提示基础实验是伏安法.安阻法和伏阻法是在伏安法实验的基础上的提高.实验数据也可以用图象法处理.由E =U +Ir ，有U =E -Ir ,故根据伏安法数据作出U-I 图象（图7-3-38所示）.图7-3-38图线斜率的绝对值为电源内阻R 的大小;当I ＝0时，U ＝E ，即图线与纵轴的交点坐标值;当U ＝0时，IEr =，其中I 为短路时的电流，即图线与横轴的交点坐标值.但要注意，有时纵轴起点不是零，这时图线与横轴的交点不是短路电流，图线斜率的绝对值仍是内阻值，与纵轴交点坐标值仍为电源电动势值.三、实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导线若干、坐标纸.四、实验步骤1.按图7-3-37所示电路图连接成电路，电流表取0.6 A 量程，电压表取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，闭合电键，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5组（I ，U ）数值.然后断开电键，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IU I E r ∆∆==短，如图7-3-38所示五、注意事项1.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选得大些（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极化现象严重，使得E 和R 明显变化.3.在画U-I 图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上.不在直线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差.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7-3-39甲所示的状况，使下部大面积空间得不到利用.为此，可使纵坐标不从零开始，如图7-3-39乙所示，把坐标的比例放大，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.另外,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.图7-3-39六、误差分析用伏安法测电源电动势和内阻的方法很简单，但系统误差较大，这主要是由于伏特表和安培表内阻对测量结果的影响而造成的.用这种方法测电动势可供选择的电路有两种，如图中7-3-40甲、乙所示.图7-3-40当用甲图时，考虑电表内阻，从电路上分析，由于实验把变阻器的阻值R 看成是外电路的电阻，因此伏特表应看成内电路的一部分，故实际测量出的是电池和伏特表这一整体的电动势和等效内阻（如甲图中虚线所示），因为伏特表和电池并联，所以等效内阻R 测应等于电池真实内阻值R 和伏特表电阻R V 的并联值，即真真真测＜r r R r R r +⋅=V V .此时如果断开外电路，则电压表两端电压U 等于电动势测量值,即U =E 测，而此时伏特表构成回路，所以有U <E 真，即E 测<E 真.同样的分析方法，可分析出当选用乙图进行测量时，仍把滑动变阻器作为外电路，因此安培表应看做内电路的一部分（如图乙中虚线框内所示），因为安培表和电池串联，所以等效内阻r 测应等于电池真实阻值r 真和安培表电阻R A 之和,即r 测＝r 真+R A >r 真，此时如果断开外电路,则电流为零，安培表两端电势相等，等效电源的电动势E 测就是电源电动势的真实值E 真，即E测＝E 真.典例精析1.实验原理和数据处理【例1】（2009北京崇文期末，12）某同学用伏安法测一节干电池的电动势E 和内电阻R ，所给的其他器材有： A.电压表（0～3～15 V ）B.电流表（0～0.6～3 A ）C.变阻器R 1（20 Ω，1 A ）D.变阻器R 2（1 000 Ω，0.1 A ）E.电键S 和导线若干（1）实验中电流表应选用的量程为________；电压表应选用的量程为________；变阻器应选用________（标明变阻器代号）；（2）根据实验要求连接实物电路图7-3-41；（3）实验测得的6组数据已在U-I 图中标出，如图7-3-42所示.请你根据数据点位置完成U-I图线，并由图线求出该电池的电动势E =________V ，电阻r =___________Ω.图7-3-41图7-3-42思路点拨：（1）测定电源的电动势和内电阻的实验原理是什么？ （2）通过电路分析选择实验所需的器材.（3）请回答在U-I 图象中，图象的斜率的绝对值及图象与电压轴的交点所表示的物理量. 解析：由欧姆定律可知，电流表应选用0～0.6 A 的量程，电压表应选用0～3 V 的量程，滑动变阻器选择R 1，连接实物电路如图.在U-I 图中作出U-I 图如图所示，由图可知电池的电动势E =1.50 V ，电阻R =0.50 Ω.答案：（1）0～0.6 A 0～3 V R 1 （2）如解析图所示 （3）1.50 0.50 巩固与拓展1某研究性小组利用如图7-3-43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7-3-44所示的IR 1-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 ＝________V ，R ＝_________Ω.图7-3-43图7-3-44解析:由r R E I +=变形得r I E R -=，在IR 1-图象上，在R 轴上的截距即为电源的内阻的负值，直线的斜率即电源的电动势E .所以电源内阻为R =0.9 Ω，当R =0时，V 2.9V 31.09.0==E . 答案:2.9 0.92.误差分析【例2】 用如图7-3-45甲所示电路测电池的电动势和内阻时，由于电压表的分流作用造成系统误差，图乙所示的U-I 图象中有两条直线AB 和A′B ，其中一条是根据实测数据画出的图线，另一条是修正电压表分流所引起的误差后得到的图线，由图可知()图7-3-45A.AB 是根据实测数据画出的图线B.A′B 是根据实测数据画出的图线C.路端电压U 越大，通过电压表的电流越大D.由于电压表的分流作用，使电池电动势和内阻的测量值小于真实值 思路点拨:注意图甲电路测定电动势和内阻时的误差分析.解析:由图示电路可知，测量电压是真实的，测量电流比真实电流小，故在同一U-I 图线中，对应于同一U 值，测量电流值比真实电流小，故图中AB 是根据实测数据画出的图线，所以选项A 、D 正确，B 错误.由图可看出U 越大，AB 、A′B 对应的电流偏差越大，选项C 正确答案:ACD点评:熟练掌握实验的原理是正确分析误差来源的基础.3.设计实验【例3】 某同学设计了一个如图7-3-46所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为:待测干电池组（电动势约3 V ），电流表（量程0.6 A ，内阻小于1 Ω），电阻箱（0～99.99 Ω），滑动变阻器（0～10 Ω），单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干.考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略.图7-3-46（1）该同学按图连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为0.20 Ω.试分析该测量产生误差的原因是____________________.（2）简要写出利用图7-3-46中所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤: ①_______________________________________________; ②_______________________________________________. （3）图7-3-47是由实验数据绘出的R I-1图象，由此求出待测干电池组的电动势E ＝______V 、内阻r ＝_________Ω.（计算结果保留三位有效数字）图7-3-47解析:（1）将开关S 断开或接C ，利用半偏法测量电流表的内阻，此原理的前提是电路中电流不变，但并联电阻箱后线路总阻值减小，从而造成总电流增大.（2）①调节电阻箱R ，断开开关K ，将开关S 接D ，记录电阻箱的阻值和电流表示数; ②断开开关D ，再次调节电阻箱R ，将开关S 接D ，记录电阻箱的阻值和电流表示数. （3）由E =I （R +r ）得E rE R I +=1，图线的斜率的倒数等于电源电动势，在I1轴上的截距等于r /E ，利用图象解得E ＝2.81 V ，r ＝2.33 Ω.答案:（1）并联电阻箱后线路总阻值减小，从而造成总电流增大 （2）见解析 （3）2.81 2.33点评:测定电源电动势和内阻常见的图象是电源的路端电压和电流的U-I 图象.可近年反复考查了一些从陌生图象分析电动势和电阻的图象问题.遇到这种情况，要从给定的电路图和闭合电路欧姆定律写出具体的方程.推导出陌生图象两个坐标对应物理量的数学表达式，从数学角度分析陌生图象斜率和截距的物理意义，进而解决问题. 巩固与拓展2某研究性学习小组采用如图7-3-48所示的电路测量某干电池的电动势E 和内电阻r ，R 为电阻箱，V 为理想电压表，其量程略大于电源电动势.实验中通过多次改变电阻箱的阻值R ，从电压表上读出相应的示数U ，该小组同学发现U 与R 不成线性关系，于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示.回答下列问题:图7-3-48（1）根据表中的数据和实验原理，你认为第_______组数据是错误的，原因是______________. （2）根据实验数据，请在所给的坐标系(图7-3-49)中绘出RU 11-关系图线. （3）由图象可知，该电源的电动势E ＝____________V ，r ＝________Ω.（保留两位有效数字）图7-3-49解析:（1）根据r R U U E +=得E R E r U 111+⋅=，知R1变大，U 1 就变大，故第3组数据错误.（2）根据给定的各组R 、U 值在坐标系中描出位置，然后依据这些位置作出RU 11-图线如图所示.（3）根据E R E r U 111+⋅=知，纵轴截距是电动势的倒数，斜率是Er ，有35.01=E ，040.535.070.1--=E r ，得E ＝2.9 V ，r ＝0.71 Ω. 答案:（1）3 随电阻的减小路端电压逐渐减小 （2）见解析 （3）2.9 0.71 巩固与拓展3为了测定一节干电池的电动势和内电阻，实验室准备了下列器材:①待测干电池（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150 Ω） ③电流表A （量程0～0.6 A ，内阻未知）④滑动变阻器R 1 （阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A ） ⑤ 滑动变阻器R 2 （阻值范围0～1 000 Ω，额定电流1 A ） ⑥ 定值电阻R 3（阻值900 Ω） ⑦ 开关一个、导线若干A.为了能尽量准确地进行测量，同时考虑操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_____.（填仪器代号即可）B.在下面方框中画出实验电路原理图.C.如图7-3-50所示为某同学根据正确电路图作出的图线（I 1为电流表G 的示数，I 2为电流表A 的示数）.由该图可求出被测干电池的电动势E ＝______V,内电阻r ＝_______Ω.图7-3-50解析:为了能尽量准确地进行测量，同时考虑操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是R 1，实验电路如图当电流表G 的示数为1.4 mA 时， E =I 1（R g +R 3+r ）=1.4×10-3×（150+900+r）当电流表G的示数为1.0 mA时，E=I1′（R g+R3）+（I1′+I2′）r=1.0×10-3×（150 + 900）+（1.0×10-3 + 0.6）×r，由以上两式解得E=1.47 V，r=0.7 Ω.答案:A.④（或R1） B.见解析C.1.47（1.45～1.49均对），0.70（0.68～0.72均对）。
测定电源电动势和内阻典型题
12.3测定电源电动势和内阻典题一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）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中，即可求出E和rB. 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图象，再根据图象求E，rD. 多测出几组I，U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r2.下图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3Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V。
则该电路可能为( )A. B.C. D.3.对电路进行分析时，为了方便，常常把实际电源与定值电阻串联或并联组成的系统视为一个新的等效电源来处理。
例如，用伏安法测定电源的电动势E和内阻r时，当分析电流表和电压表对实验结果带来的误差时，可以将下面两个常见电路中的虚线框部分看成等效电源。
如果电压表内阻为R v，电流表内阻为R A，电源电动势和内阻的测量值分别为E′和r′，则下列说法正确的是( )A. 图甲中E′=R vR v+rE，r′=R v+rB. 图甲中E′=R vR v+r E，r′=R v rR v+rC. 图乙中E′=E，r′=R v rR v+rD. 图乙中E′=r RA+r E，r′=RA+r4.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．该学生接线中错误的和不规范的做法是：( ) ①滑动变阻器不起变阻作用②电流表接线有错③电压表量程选用不当④电压表接线不妥．A. ①②③B. ①②④C. ①③④D. ②③④5.在测电源的电动势和内阻时。
某次实验记录数据画出U−I图像，下列关于这个图像的说法中正确的是( )A. 纵轴截距表示待测电源的电动势，即E=3VB. 横轴截距表示短路电流，即I短=0.6AC. 根据r=EI短，计算出待测电源内阻为5ΩD. 该实验中电源的内阻为2Ω6.如图所示，在用一只电压表和两个定值电阻测定电源电动势和内阻的实验中，由于未考虑电压表内阻，其测量值E和r与真实值E0和r0相比较，正确的是( )A. E>E0，r>r0B. E=E0，r<r0C. E<E0，r<r0D. E>E0，r<r07.某同学用如图甲所示的电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验，并根据测得的数据作出了如图乙所示的U−I图象，利用图象回答下列问题。
测电源的电动势及内阻方法及例题
测电源的电动势及内阻一、伏安法（U -I 法）这是课本上提供的常规方法，基本原理是利用全电路欧姆定律，即U =E -Ir ，测出路端电压及电路中的总电流，用解方程组的办法求出电动势和内阻．原理图如图1所示，实验基本器材为电压表和电流表．改变不同的R 值，即可测出两组不同的U 和I 的数据，有 E =U 1+I 1r ①，E =U 2+I 2r ② 由①②式得：E =211221I I U I U I --，r =2112I I U U --．多测几组U 、I 数据，分别求出每组测量数据对应的E ，r 值，最后求出平均值．还可以用图象确定电池的电动势和内电阻．由U =E -Ir 知，对于确定的电池，E ，r 为定值，U 是I 的一次函数，U 与I 的对应关系图象是一条直线．其图象持点有：①当I =0时，U =E ，这就是说，当外电路断路时，路端电压等于电源电动势．所以反映在U -I 图线上是图线在纵轴U 上的截距(等于电源的电动势E )．如图2．②当R =0时，U =0，这时I =I 短=r E．即是，当电源短路时，路端电压为零．这时电路中的电流并不是无穷大，而是等于短路电路I 短．反映在U -I 图线上是图线在横轴I 上的截距(等于I 短)，如图2所示．根据I 短=r E，可知r =短I E ．这样，从图中求出E 和I 短，就能计算出r ．对于r =短I E ，对比图线可以看出，短I E实际上就是U -I 图线斜率的大小(斜率取绝对值)．所以求电源内阻r变成了求图线斜率的大小．由于实际实验中数据采集范围的限制以及作图的规范，使得这个实验的U -I 图线的纵轴起点一般并不是零，因为若不这样取法将会使全图的下半部变为空白，图线只集中在图的上面的31部分，它既不符合作图要求，又难找出图线与横轴的关系．一般说来纵轴的起点要视电压的实验值(最小值)而定，但图线与横轴的交点不再是短路电流了．常在这里设考点，值得引起注意． 这样一来就不能从图线上得到短路电流I 短．在这种情况下一般是从图线上任取两点A 、B ，利用A 、B 两点的数值求得图线的斜率以获得电源电阻r 的值．如图3所示．r 的数值应是r =AB B A I I U U --当然，也可以是 r =00I U E -其中U 0是纵轴的起点值，I 0是此时横轴的截距．注意，这里的I 0并不是短路电流I 短．如图8所示，这是由于电压表的分流I V ，使电流表示值I 小于电池的输出电流I 真，I 真=I +I V ，而I V =V R U，显见U 越大I V 越大，只有短路时U =0才有I 真=I =I 短，即B 点，它们的关系可用图9表示，实测的图线为AB ，经过I V 修正后的图线为A ′B ，即实测的r 和E 都小于真实值．实验室中J0408型电压表0~3V 挡内阻为3k?，实验中变阻器R 的取值一般不超过30?，所以电压表的分流影响不大，利用欧姆定律可导出r =V1R r r 真真+，?=V 1R r E 真真+，可知r <r 真，?<?真,为减小系统误差，图8电路要求R V >>r 真，这在中学实验室中是容易达到的，所以课本上采取这种电路图．这种接法引起误差的原因都是由于电压表的分流影响．图8 图9另一种电路是将电流表外接，如图10所示，其等效电路图如图11所示．图10 图11由于电流表的分压U A 的影响，使电压表的测量值小于电池的端电压U 端=U 真，而有U 真=U 测+U A 的关系．且U A =IR A ，故电流I 越大，U A 也越大，当电路断开时，U 测=U 真，即图12中的A 点．实测的图线为AB ，当将电流表内阻看成内电路的一部分时(如图11所示)，r 测=r 真+R A ，这样处理后，图线可修正为AB ′但此时图线与横轴的交点并不为电池的短路电流，由图线可知：E 测=E 真，r 测>r真．只有当R A <<r 真时，才有r 测=r 真．然而中学的实验设备很难达到这一点，故此法不可取． 二、伏欧法（U -R 法）如图17所示，改变电阻箱R 的阻值，多测几组路端电压及对应的外电阻阻值．则有U 1=E -11R U r ， U 2=E -22R U r ，结合两式解得E ＝21122121)(R U R U U U R R --， r =21122121)(R U R U R R R U --显然，实验时电阻箱接入电路的初始值应足够大，再由大到小逐渐调节，可多测几组数据，最后求E ，r 的平均值．也可以由I=R U把变量R 转换成I ，通过U -I 图象求E 和r ．本方法的基本器材为电压表和电阻箱．由于实验中电压表内阻R V 的存在，具有分流作用，故测量值均小于真实值．其关系为：E 测＝真真E r R R +V V，r 测＝真真r r R R +V V．实际测量电路中往往接有保护电阻，选择保护电阻，不仅要看电阻的大小，还要看允许通过的电流．本题采用U -R 法的测量电路测量电源电动势和内阻，在处理数据时采用U -I 法的处理方法．U -I 图线上各坐标点的电流值是由)(0R R U +得到的．三、欧安法（R -I 法） 如图22所示电路图，测出总电流及外电阻，由全电路的欧姆定律知有 E ＝I 1（R 1+r ）， E =I 2(R 2+r ) 则图1图2图3图12 图17 图22E ＝122121)(I I I I R R --，r =122211I I R I R I --．显然，理论上只需两组I ，R 值即可，但实际这样的误差太大，应多测几组已便求平均值．也可由U =IR 把变量R 转换成U ，再对U -I 图线进行数据的处理．由于电流表内阻R A 的分压作用，经分析可知电动势的测量值与真实值相等，即E 测＝E 真，而内值偏大，即r 测＝R A +r 真．本实验的基本器材为电流表和电阻箱． 四、双伏法（U -U 法）如图25所示，两只电压表V 1和V 2，其量程已知，V 1的内阻R V1已知，V 2内阻不知为多少，电源内能不可忽略，且未知，电源电动势不超过电压表的量程．先合上开关S ，记下V1的示数U 1；再断开开关S ，记下V1和V2的示数U 1′和U 2′，有E ＝U 1+,1V 1r R U E =U 2′+U 1′+,1V 1r R U '联立方式有 E =)(1121'-'U U U U ，r =)()(11V 1211'--'+'U U R U U U五、U 1－R 法如图27所示电路图中，多次改变电阻箱的阻值，记下电阻箱的阻值R 及相应的电压表的读数U ．设电源电动势为E ，电压表的内阻为R v ，由分压原理有图27 图28U =VV R R R +E ，化得ER ER U 111V +=，作出RU -1图象如图28所示，为一条直线．其截距a =1/E ，斜率为V 1ER ＝b a ，则R V =b ．这是一种测电源电动势和电压表内阻的巧妙办法．伏安法【例1】在做测量干电池的电动势和内电阻的实验时，备有下列器材供选用：A ．干电池一节(电动势约1.5V)B ．直流电流表(量程0~0.6~3A ，0.6A 挡内阻0.10 ，3A 挡内阻0.025)C ．直流电压表(量程0~3~15V ，3V 挡内阻5k ，15V 挡内阻25k)D ．滑动变阻器(阻值范围0~15，允许最大电流1A)E ．滑动变阻器(阻值范围0~1000，允许最大电流0.5A)F ．开关G ．导线若干根H ．电池夹(1)将按本实验要求选定的器材(系统误差较小)，在下图4所示的实物图上连线． 图4(2)如图5所示，电流表指针停止在下图(1)所示位置，量程取0.6A 挡时读数为______；量程取3A 挡时读数为_______．电压表指针停在图(2)所示位置，量程取3V 挡时读数为______；取量程为15V 挡时读数为______．图5(3)根据实验记录，画出的U -I 图象如图6所示，可得待测电池的内电阻r 为_______． 【解析】本例是典型的U -I 法测电源电动势和内电阻，且运用图象处理数据． (1)连接图如图7所示．图7由于电路中的电压为1.5V ，电路中的电流不超过0.6A ，因此，电压表应选0~3V 量程，电流表应选择0~0.6A 量程．为了使电流值可调范围大一些，滑动变阻器应选择0~15?，为了减小误差，采用电流表内接法． (2)电流表读数在0.6A 挡时，I =0.280A ，在3A 挡时，I =1.40A ，电压表读数在3V 挡时，U =1.30V ，在15V 挡时，U =6.50V ．(3)r =I U ∆∆=13.045.018.140.1--Ω=0.69Ω?．【例2】用电流表和电压表测定电池的电动势E 和内电阻r ，所用的电路如下图13所示．一位同学测得的数据组如下表中所示． (1)试根据这些数据在图中作出U -I 图象． (2)根据图象得出电池的电动势E =______V ，电池的内电阻r =______W ．(3)若不作出图象，只选用其中两组U 和I 数据，可利用公式E =U 1+I 1r 和E =U 2+I 2r 算出E 和r ，这样做可能得出误差很大的结果，选用第_____组和第_____组的数据，求得的E 和r 误差最大．【解析】如图14所示，作图象时应把个别不合理的数据排除．由直线与纵轴的交点可读出电动势E =1．45V ，再读出直线与横轴的交点的坐标(U ，I )，连同得出的E 值代入E =U +Ir 中，得r =I U E -=A 65.0V)00.145.1(-=0．69?．图14选用第3组和第4组数据求得的E 和r 误差最大，不需要利用所给的6组数据分别进行计算，利用作图就可看出这一点．选用这两组数据求E 和r ，相当于过图中3和4两点作一直线，利用此直线求出E 和r ，而此直线与所画直线偏离最大．实际上，第4组数据不合理，已经排除．【点评】用图象法处理数据是该实验的一个重点，在高考中经常出现．需要注意两点，如果U -I 图象的坐标原点是U 轴、I 轴的零点，那么图象与U 轴交点表示电源的电动势E ，与I 轴交点表示电源短路的电流，内阻r =E /I 短，当然，电源内阻也可以用r =?U /?I 求得；如果U -I 图象的坐标原点是I 轴零点，而非U 轴零点，那么图象与U 轴交点仍表示电源的电动势E ，而图象与I 轴交点不表示电源短路时的电流，内阻只能用r =?U /?I 求解． 伏阻法【例3】一种供实验使用的小型电池标称电压为9V ，电池允许最大输出电流为50 mA ，为了测定这个电池的电动势和内阻，用图25图6图13组别I (A) U (V) 1 0.12 1.37 2 0.20 1.323 0.31 1.244 0.32 1.185 0.50 1.106 0.57 1.05图18所示电路进行测量（图中电压表内阻很大，可不考虑它对测量的影响），R 为电阻箱，阻值范围为0~9999,R 0是保护电阻． (1)实验室里备用的定值电阻有以下几种规格：A ．10，5WB ．150，0.5WC ．200 ，0.25WD ．1.2 k ，1W 实验时，R 0应选用______较好．(2)在实验中当电阻箱调到图19所示位置后，闭合开关S ，电压表示数9.0V ，变阻箱此时电阻为____，电路中流过电阻箱的电流为____mA ．图19 图20(3)断开开关，调整电阻箱阻值，再闭合开关，读取电压表示数，多次测量后，做出如上图20所示图线，则该电池电动势E =_____V ，内阻r =__ __ ．【解析】(1)保护电阻R 0的选择关系到能否控制电源的输出电流在50mA 以下，取电阻箱电阻R ＝0，则R 0+r =,180105093maxΩ=Ω⨯=-I E实验室里备用的定值电阻150?????和200???C )均接近180??，比较它们的额定电流，?B=,A 058.01505.0max I R P B >==故应选电阻B 作为保护电阻，即R 0=150???选B ． (2)电阻箱的读数为750??，通过电阻箱的电流为：I 0=.mA 10A 01.075015090==Ω+=+R R U(3)延长U -I 图线，与纵轴的交点即电流电动势，E ＝9．5V ，电源内阻r =.5010)2030(0.85.83Ω=Ω⨯--=∆∆-I U【点评】实际测量电路中往往接有保护电阻，选择保护电阻，不仅要看电阻的大小，还要看允许通过的电流．本题采用U -R 法的测量电路测量电源电动势和内阻，在处理数据时采用U -I 法的处理方法．U -I 图线上各坐标点的电流值是由)(0R R U +得到的． 【例4】现有一阻值为10 W 的定值电阻、一只开关、导线若干及一只电压表，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 =_____． 【解析】(1) 实验电路如图21所示．(2)实验步骤如下：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电源内阻按下列公式计算：r =)10(221Ω=-R R N N N (3)由于电压表内阻很大，因此当断开开关S 时测得的路端电压U 1等于电源电动势． 设电压表每格的电压值为U 0，则有E ＝U 1＝N 1U 0 ①同样，由于电压表的内阻很大，在合上开关S 后，外电路的总电阻可以认为等于R ＝10?，因此有E ＝U 2+0222U r R N N r RU ⎪⎭⎫ ⎝⎛+= ② 联立①、②两式得 r =R N N N 221- 欧安法【例5】现有器材：量程为10.0mA ，内阻约为30~40W 的电流表一个，定值电阻R 1=150，定值电阻R 2＝100，单刀双掷开关S ，导线若干．要求利用这些器材测量一干电池(电动势约1.5V)的电动势．(1)按要求连接实物图(下图23)．图23【解析】利用一只电流表和两只定值电阻来测量干电池的电动势，基本的原理是改变外电路的电阻，得到两组电流值．根据闭合电路欧姆定律，得到一个关于电源电动势和内阻的二元一次方程组，解方程组即可求得电动势．由给定的条件知，电流表量程为10mA ，内阻圴为30欧~40欧，电源电动势约1.5V ，内阻约几欧，则外电阻的选择条件为10×10-3≥305.1+R ，即R ≥Ω-⨯-0120301105.13＝，故外电阻可选R 1或（R 1+R 2）． 图24(1)连接实物图如下图24所示．(2)当单刀双掷开关掷向b 时，R 1为外电阻，得到I 1=rR E +1 ①当单刀双掷开关掷向a 时，R 1和R 2串联起来作为外电阻时，得到I 2=rR R E ++21 ②式中E 、r 分别表示干电池的电动势和内阻.联立①②可解得 E =22121··R I I I I -I 1是外电阻为R 1时的电流，I 2是外电阻为R 1和R 2串联时的电流．U 1－R 法图18图21【例6】在做测量电源的电动势E 和内阻r 的实验时，提供的器材有：待测电源一个，已知内阻为R A 的电流表一个，电阻箱一个，开关一个，导线若干．为使测量更加准确，多次改变电阻箱的阻值R ，读出电流表的相应示数I ，以I 1为纵坐标，R 为横坐标，画出I 1与R 的关系图线是一条直线，如图(b)所示．图线延长可得直线在纵轴的截距为m ，直线的斜率为k ． (1)E =_________，r =_________．(2)在虚线框图29(a)中画出实验电路图．图29【解析】本题明确电流表内阻为R A ，说明R A 不能忽略．虽然处理数据方法从U -I 图线改变I 1-R 图线，但“U 1-R 法”的原理没有变．(1)E =k 1，r =k kR m A-(2)如图30(R A 不能忽略，根据全电路欧姆定律，I ＝,1,A A ERE R r I R R r E ++=++可知I 1-R 图线为直线，其斜率k =E 1，截距m =E R r A +．则E =k 1，r =k kR m A-)图30。
实验：电池电动势和内阻的测量(专题训练)(教师版) 2024-2025学年高中物理(人教版必修第三册
12.3 实验:电池电动势和内阻的测量（专题训练）【五大题型】一．测量电源电动势和内阻的实验原理、器材、实验电路（共7小题）二．测量电源电动势和内阻的实验步骤和数据处理（共8小题） 三．测量电源电动势和内阻的注意事项和误差分析（共5小题） 四．用电流表和电阻箱测量电源的电动势和内阻（共5小题） 五．用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻（共5小题）一．测量电源电动势和内阻的实验原理、器材、实验电路（共7小题）1．如图所示，某同学要测量一节干电池的电动势和内阻﹐现有一个未知内阻的电流表A ，他先用图甲所示的电路测量电流表A 的内阻。
(1)已知图甲中电阻R 1 = 28.8Ω，R 2 = 7.2Ω，当调节电阻箱的阻值为图乙所示时，灵敏电流表的示数恰好为0，则电流表A 的内阻为R A =Ω。
(2)该同学将电流表A 接入图丙所示的电路测量电源的电动势和内阻。
闭合开关S ，调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R 及对应的电流表的示数I ，作出1R I -图线如图丁所示。
已知定值电阻R 0 = 1.0Ω，则电源的电动势E = V ，内阻r =Ω。
(3)根据图丙设计的实验，该同学测得的电动势 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值，测得的内阻值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
【答案】(1)3.1(2) 1.5 1.9(3)等于等于【详解】（1）由图乙可得，电阻箱的阻值12.4R =W ，由图甲的电桥法可得规律。
已知电池的电动势为E=1.5V ，电流表G 的满偏电流为I g =10mA 。
(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整 。
(2)实验小组按照电路图连接好实验器材后，按照如下步骤进行探究。
①第一步，只闭合开关S 1，调节滑动变阻器，使得电流表G 达到满偏，此时闭合回路中的总电阻R 1=Ω。
②第二步，断开开关S 1，闭合开关S 2，保持滑动变阻器滑片位置不变，通过控温箱改变金属热电阻的温度，记录多组电流表G 的读效I ，以及对应的温度t ，然后作出1t I-图像，如图丙所示。
实验电池电动势和内阻的测量 习题精选
12.3实验电池电动势和内阻的测量习题精选一、实验题1．在测量电源电动势和内阻的实验中，已知一节干电池的电动势约为1.5V，内阻约为1.0Ω；电压表V（量程为3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程为0.6A，内阻约为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）请在图甲所示方框中画出实验电路图。
图线，由图可得该电源电动势E=______V，（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内阻r=_______Ω（结果均保留两位小数）（3）一位同学对以上实验进行了误差分析，其中正确的是___________。
A．实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用B．实验产生的系统误差，主要是由于电流表的分压作用C．实验测出的电动势小于真实值D．实验测出的内阻大于真实值2．某实验小组设计了如图（a）所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻。
（1）请用笔画线代替导线，在图（b）中完成实验电路连接。
______（2）合上开关S1，S2接图（a）中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图（a）中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；（3）某次测量时电流表和电压表的示数如图所示，则电流I =______A ，电压U =______V ；（4）在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U 和对应的电流表示数I 的图像，如图（d ）所示，两直线与纵轴的截距分别为A U 、B U ，与横轴的截距分别为A I 、B I 。
①S 2接2位置时，作出的U I -图像是图（d ）中的______线（选填“A”或“B”）；①使用S 2接2位置时的数据，测出的电池电动势E 和内阻r ，存在系统误差的原因是______表（选填“电压”或“电流”）的示数偏______（选填“大”或“小”）；①根据U I -图像（d ）中给出信息，能否求出电源内阻的真实值，若能请写出结果，若不能说明理由。
(完整版)伏安法测电池的电动势和内阻经典练习题(含答案详解)
(时间：60分钟)1．用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法中错误的是( )A ．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显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 ．使滑动变阻器阻值尽量大一些，测量误差才小答案 BD解析 伏安法测电池的电动势和内阻实验中，应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表，滑动变阻器阻值不能太大，如果太大不便于调节．2．为测定电池的电动势和内阻，待测电池、开关、导线配合下列仪器可达到实验目的的是( )A ．一只电流表和一只电阻箱B ．一只电压表和一只电阻箱C ．一只电流表和一个滑动变阻器D ．一只电压表和一个滑动变阻器答案 AB解析 由E ＝IR ＋Ir 知测E 、r 用一只电流表测电流，用电阻箱改变外电阻并可读出阻值，只要获得两组I 、R 数据即可求得E 、r ，用滑动变阻器无法确定接入电路的电阻，故A 正确，C 不可行；由E ＝U ＋U R·r 知测E 、r 用一只电压表和一只电阻箱可获得两组U 、R 值求出E 、r ，故B 正确；若用一只电压表和一个滑动变阻器不可以，因滑动变阻器接入电路的阻值无法确定，故D不能达到目的．3．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 V; B．电压表量程为3 V；C．变阻器为(20 Ω，3 A); D．变阻器为(500 Ω，0.2 A)．(1)电压表应该选____________(选填“A”或“B”)，这是因为____________________．(2)变阻器应选______________(选填“C”或“D”)，这是因为__________________．答案(1)B读数既准确、又方便(2)C滑动变阻器D的额定电流太小，最大阻值太大，调节不方便解析本题主要考查学生对电学仪器的选择．电学仪器的选择最主要的有两条原则：(1)安全，即不能超量程；(2)方便，即便于读数和调节．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，D滑动变阻器的额定电流太小，阻值大，调节不方便，故选C变阻器．4．给你一个电压表、一个电阻箱、电键及导线等器材：(1)在虚线框内画出根据闭合电路欧姆定律测定一节旧的干电池的电动势和内阻的实验电路图．错误!(2)在实验过程中，将电阻箱拨到45 Ω时，电压表读数为0.90 V；若将电阻箱拨到如图2139甲所示的位置时，电压表读数如图2139乙表盘所示．根据以上数据，可以算出该节电池的电动势E＝______ V，内电阻r＝________ Ω.图2139答案 (1)电路图如图所示(2)1.3 20解析 由E ＝0.9＋0.945r ，E ＝1＋168r ，得E ＝1.3 V ，r ＝20 Ω. 5．在利用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中，某同学的实际连线如图21310甲所示．(电流表A ：0～0.6～3 A ，电压表V ：0～3～15 V)(1)经仔细检查、诊断知，该图中有两处不太合理的连线，那么这两处不太合理的连线对应的编号是________．(2)若利用改正后的正确的连线图，实验后，测得数据，并画出电源的输出特性图象(UI 图)如图乙．则该电源的电动势为________，电源内阻为________．图21310答案 (1)③⑤ (2)3 V 2 Ω6．某同学在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.5 Ω的保护电阻R0，实验电路如图21311甲所示．(1)按图甲电路原理图将图乙实物连接起来；甲乙图21311(2)该同学按上述电路原理图正确连接好实验电路，合上开关S后，当滑动变阻器的滑动触头P由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数几乎不变，直到当滑动触头P滑至邻近B端时，电压表的示数急剧变化，出现上述情况的原因是___________________________________________________________________________________.(3)该同学顺利完成实验，测出的数据如下表所示．请你根据这些数据帮他在图21312中画出U I图象，并由图得出电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω；I/A0.100.170.230.30U/V 1.20 1.000.800.60图21312 答案(1)如图所示(2)滑动变阻器的总电阻太大(3)1.48 3.0如图所示7．某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内电阻，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5 Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图21313(a)．(1)在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．(2)请完成下列主要实验步骤：①检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图(c)所示，读得电阻值是________；②将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V；③将开关S2________，电压表的示数是1.16 V；断开开关S1.(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留两位有效数字)．图21313答案(1)如图所示(2)①20 Ω③闭合(3)0.69 Ω解析 (2)由题干图(c)读得电阻箱阻值为R ＝20 Ω；将S 1闭合S 2断开，电压表示数为电源电动势E ＝1.49 V ，将S 2再闭合，电压表示数为R 两端电压．将电压表视为理想电表，则干路电流I ＝U V R ＝1.1620A ＝0.058 A. (3)因为I ＝E R 0＋R ＋r，所以r ＝E I －R 0－R ＝⎝⎛⎭⎫1.490.058－5－20 Ω＝0.69 Ω. 8．如图21314甲是利用两个电流表A 1和A 2测量干电池电动势E 和内阻r 的电路原理图．图中S 为开关，R 为滑动变阻器，固定电阻R 1和A 1内阻之和为10 000 Ω(比r 和滑动变阻器的总电阻大得多)，A 2为理想电流表．图21314(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线．(2)在闭合开关S 前，将滑动变阻器的滑动端c 移动至________(选填“a 端”、“中央”或“b端”)．(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为图21315在如图21315所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1-I2曲线．(4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝______V，内阻r＝_______Ω.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流I m＝________A.答案(1)见解析图(2)b端(3)见解析图(4)1.490.60(5)2.5解析(1)由电路图连线如图(2)闭合开关S前，为保护电路，应使连入电路的滑动变阻器阻值最大，故滑动端c置于b端．(3)连线如图(4)电路中A 1与R 1串联等效于电压表，纵轴截距为0.149 mA ，对应电压值U ＝0.149×10－3×104 V ＝1.49 V ，故电动势E ＝1.49 V ，内阻r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝0.60 Ω.(5)短路电流I m ＝E r ＝1.490.60A ＝2.5 A. 9．贾老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻．所给的实验器材有：待测电源E ，定值电阻R 1(阻值未知)，电压表V(量程为3.0 V ，内阻很大)，电阻箱R (0～99.99 Ω)，单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2，导线若干．图21316(1)珊珊连接了一个如图21316所示的电路，她接下来的操作是：①将S 2接到a ，闭合S 1，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图21317甲所示的位置，记录下对应的电压表示数为2.20 V ，然后断开S 1；②保持电阻箱示数不变，将S 2切换到b ，闭合S 1，记录此时电压表的读数(电压表的示数如图乙所示)，然后断开S 1.图21317请你解答下列问题：图甲所示电阻箱的读数为________ Ω，图乙所示的电压表读数为________ V ．由此可算出定值电阻R 1的阻值为________ Ω(计算结果保留两位小数)．在珊珊上面第①步的操作中，有一处不恰当，请您帮她指出来________．(2)在完成上述操作后，珊珊继续以下的操作：将S 2切换到a ，多次调节电阻箱，闭合S 1，读出多组电阻箱的示数R 和对应的电压表示数U ，由测得的数据，绘出了如图丙所示的1U 1R图线．由此可求得电源电动势E 和电源内阻r ，其中E ＝________ V(计算结果均保留两位小数)．答案 (1)20 2.80 5.45 应在切断电源的情况下调节变阻箱 (2)2.86(内阻0.26 Ω)解析 此题通过实验操作、读数以及对实验方法的理解等多方面考查考生的实验探究能力．(1)电阻箱的阻值等于2×10 Ω＝20 Ω.图乙电压表的示数为2.80 V ，根据闭合电路欧姆定律得，R 1＝2.80－2.202.2020Ω≈5.45 Ω.调节电阻箱时，需切断电源；(2)将定值电阻等效到电源的内部，根据E ＝U ＋U R r 得，1U ＝1E ＋1R ·r E ，知纵轴截距的倒数为电动势，所以E ＝10.35V ≈2.86 V.。
高二物理测量电源的电动势和内阻练习题
第3节、测量电源的电动势和内阻一、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易损坏仪器,应选择下列哪种电源为好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2、图所示为测定电源电动势和内阻的电路图,下列说法中正确的是A、该电路图有错误,缺少一只与电流表相串联的保护电阻B、用一节干电池做电源,稍旧电池比全新电池效果好C、几节相串联的干电池比单独一节干电池做电源效果好D、实验中滑动变阻器不能短路3、为了测出电源的电动势和内阻,除待测电源和开关、导体以外,配合下列哪组仪器,可以达到实验目的：A、一个电流表和一个电阻箱B、一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器C、一个电压表和一个电阻箱D、一个电流表和一个滑动变阻器4、在测定电源电动势和内阻的实验中,进行数据处理时的作图,正确做法是A、横坐标I的起点一定要是零B、纵坐标U的起点一定要是零C、使表示实验数据的点尽可能地集中在一边D使表示实验数据的点尽可能地布满整个图纸5、用电压表、电流表测定a、b两节干电池的电动势E a、E b和内电阻r a、r b时,画出的图线如图所示,则由此图线可知A、E a＞E b、r a＞r bB、E a＞E b、r a＜r bC、E a＜E b、r a＞r bD、E a＜E b、r a＜r b6、如图所示为两个电池的路端电压U随电流I变化的图线,已知图线a∥b,则两个电池的电动势E a 、E b 和内电阻r a 、r b 的关系是A 、E a =E b 、r a =r bB 、E a ＞E b 、r a =r bC 、E a ＞E b 、r a ＞r bD 、E a =E b 、r a ＞r b7、如图所示是根据某次实验记录的数据画出的U —I 图线,关于此图线,下列的说法中正确的是：A 、B 、 纵轴的截距表示电源的电动势,即E ＝3.0VC 、D 、 横轴的截距表示电源的短路电流,即I 短＝0.6AE 、F 、 电源的内阻r ＝5ΩG 、H 、 电源的内阻r ＝1.0Ω8、在测量电池的电动势和内阻的实验中,电源的电动势约为6V,内阻约为0.5Ω,电流表的内阻为0.5Ω,电压表的内阻为6k Ω;为了减小实验的误差,应当采用的电路是如图所示中的：9、下面给出的用伏安法测电池的电动势和内阻的数据处理方法中,既能减小偶然误差,又直观简便的方法是：A 、测出两组I 和U 数据,代入⎩⎨⎧+=+=r I U E r I U E 2211方程组,求出E 和rB、测出多组I和U数据,代入方程求出几组E和r,最后求出平均值C、测出多组I和U数据,画U—I图线,根据图线求出E和rD、测出多组I和U数据,分别求出I和U的平均值,然后代入公式求出E和r二、填空题：1、如图所示为根据实验数据画出的路端电压U随电流I变化的图,由图线可知,该电池的电动势E= V,电池的内电阻r= ;2、如图所示的电路中,R1、R2为标准电阻,测定电源电动势和内电阻时,如果偶然误差可以忽略不计,则电动势的测量值真实值,内电阻的测量值真实值,测量误差产生的原因是 ;2、等于大于电流表具有内电阻3、滑动变阻器短路将滑动变阻器接成一个定值电阻3、在用伏安法测电池电动势和内电阻的实验中,若线路器材接触良好,某同学按实验图10-11连接好电路合上开关以后,发现电流表示数很大,电压表示数为零,移动滑动变阻器的触头,两电表的示数均无变化,产生这样的故障的原因是；又若在实验中出现两电表的示数正常,但移动变阻器触头时,两电表的示数不变化,产生这样的故障原因是 ;三、实验设计：R为1、利用电压表和电流表测一节干电池的电动势E和内阻r,电路如实验图10-12所示,图中1 R为微调滑线变阻器,实验得到四组数据如表中所示．粗调滑线变阻器,2薅ImA 羅UV蚀50.0 蚁1.35羆75.0 蒃1.28蚃100 螁1.20莇150 膅1.051表中数据经处理后,可能确定电动势E=__ _V,内阻r=__ ___Ω;R 2现有滑线变阻器：A10Ω,1A,B500Ω,0.5A,C500Ω,0.1A．那么在本次实验中,滑线变阻器1 R应选用__ _;填“A”、“B”或“C”应选用__ ____,22、下面是在测某电池的电动势和内电阻的实验中记录的六组数据．请在直角坐标系中画出U－I图,并根据图象算出待测电池的电动势和内电阻．3、在测电源电动势和内阻的实验中,用电源、电阻箱、电压表连成如实验图10-13所示电路．一位同学记录的6组数据见下表：试根据这些数据在坐标纸上选择适当的坐标轴,并在实验图10-14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;第3节、测量电源的电动势和内阻同步试题答案一、选择题：1、A2、BD3、ABC4、D5、A6、B7、AD8、A9、C二、填空题：1、1.5 0.6252、等于大于电流表具有内电阻3、滑动变阻器短路将滑动变阻器接成一个定值电阻三、实验设计：1、1.5 3 B A2、略3、1.53 0.3513、B 14、A。
2023-2024学年高二上物理：实验：电池电动势和内阻的测量(附答案解析)
2023-2024学年高二上物理：12.3实验：电池电动势和内阻的测量一．选择题（共5小题）1．在电学探究实验课中，某组同学在实验室利用如图甲所示的电路图连接好电路，并用于测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r0．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A和电压表V1的测量数据，另一同学记录了电流表A和电压表V2的测量数据．根据所得数据描绘了如图乙所示的两条U﹣I直线．则有（）A．图象中的图线乙是电压表V1的测量值所对应的图线B．由图象可以得出电源电动势和内阻分别是E＝1.50V，r＝1.0ΩC．当该电源只给定值电阻R0供电时R0消耗的功率为0.55WD．图象中两直线的交点表示在本电路中该电源的效率达到最大值2．在“测定电源电动势和内阻”的实验中，针对两个不同的电源得出如图所示的1、2两条图线，则两个电源的动势E1和E2、内阻r1和r2满足关系）（）A．E1＞E2，r1＞r2B．E1＞E2，r1＜r2C．E1＜E2，r1＜r2D．E1＜E2，r1＞r23．如图是测量电源电动势和内电阻的电路，关于误差说法正确的是（）A．由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实值B．由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值C．由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值D．测出的电动势比真实值小4．在测电源电动势和内阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流。
a、b为图线上的两点。
相应状态下电源的输出功率分别为P a、P b，外电路电阻为R a、R b，由图可知， 及 的比值分别为（）A．3：11：2B．1：32：3C．1：11：2D．1：14：15．在测电源的电动势和内阻时。
某次实验记录数据画出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，即E＝3VB．横轴截距表示短路电流，即I短＝0.6AC．根据 d 短，计算出待测电源内阻为5ΩD．该实验中电源的内阻为2Ω二．多选题（共4小题）6．为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，能达到实验目的（）A．一个电流表和一个电阻箱B．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器C．一个电压表和一个电阻箱D．一个电流表和一个滑动变阻器7．如图所示，为测量电源的电动势和内电阻时，依据测量数据作出的路端电压与电流强度的关系图象，图中DC 平行于横坐标轴，DE平行于纵坐标轴，由图可知（）第1页共16页第2页共16页。
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2.10实验：测定电池的电动势和内阻一、实验目的1．进一步熟练电压表、电流表、滑动变阻器的使用。
2．学会用伏安法测电池的电动势和内阻。
3．学会利用图象处理实验数据。
二、实验原理实验电路如图所示，根据闭合电路的欧姆定律，改变R的阻值，测出两组U、I的值，即可得到两个欧姆定律方程三、实验器材待测电池一节，电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干。
四、实验步骤1．选定电流表、电压表的量程，按照电路图把器材连接好。
2．把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端(图中左端)。
3．闭合电键，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数U和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格(如下表)。
4.多次改变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中。
5．断开电键，整理好器材。
五、数据处理1．公式法把测量的几组数据分别代入E ＝U ＋Ir 中，然后两个方程为一组，解方程求出几组E 、r 的值，最后对E 、r 分别求平均值作为测量结果。
2．图象法(1)以I 为横坐标，U 为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I 、U 的测量数据在坐标系中描点。
(2)用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线两侧。
(3)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 。
六、误差分析1．偶然误差有读数视差和用图象法求E 和r 时，由于作图不准确而造成的偶然误差。
2．系统误差(1)采用如图甲所示电路在理论上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。
实验中忽略了通过电压表的电流I V ，从而形成误差(如图乙中带箭头线段所示)，而且电压表示数越大，I V 越大。
从图象角度看：①当电压表示数为零时，I V ＝0，I A ＝I短，因此短路电流测量值＝真实值；②E 测<E 真；③因为r 测＝E 测I 短，所以r 测<r 真。
(2)如果采用如图甲所示接法，则I A为电源电流真实值，理论上有E ＝U ＋U A＋I A r ，其中的U A 不可知，从而造成误差(如图乙中带箭头线段U A )，而且电流表示数越大，U A 越大，当电流表示数为零时，U A ＝0，电压表示数值为准确值，等于E 。
从图象角度看：①E 为真实值；②I 短测<I 短真；③因为r ＝E I 短，所以r 测>r 真。
七、注意事项1．如果使用的是水果电池，它的内阻虽然比较大，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，测量尽量迅速。
2．如果使用干电池，则选择内阻大些的、已使用过的电池。
3．实验中不要将I 调得过大，每次读完U 、I 读数立即断电。
4．在量程合适的前提下，选择内阻大一些的电压表。
5．当干电池的路端电压变化不很明显时，作图象时，纵轴单位可取的小一些，且纵轴起点可不从零开始。
6．计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI 计算。
八、它案设计1．用电流表和电阻箱测E、r(又叫安阻法)如图所示，由E＝IR＋Ir可知，如果能得到I、R的两组数据，也可以得到关于E和r的两个方程，于是能够从中解出E和r。
这样，用电流表、电阻箱也可以测定电源的电动势和内阻。
2．用电压表和电阻箱测E、r(又叫伏阻法)如图所示，由E＝U＋UR·r可知，如果能得到U、R的两组数据，同样能通过解方程组求出E和r。
这样，也可以用电压表、电阻箱来测定电源的电动势和内阻。
[典型例题]例1.要精确测量一个直流电源的电动势和内阻，给定下列实验器材：A．待测电源(电动势约为4.5 V，内阻约为2 Ω)B．电流表A1(量程0.6 A，内阻为1 Ω)C．电压表V1(量程15 V，内阻为3 kΩ)D．电压表V2(量程3 V，内阻为2 kΩ)E．定值电阻R1＝500 ΩF．定值电阻R2＝1 000 ΩG．滑动变阻器R(阻值范围0～20 Ω)H．开关及导线(1)该实验中电压表应选_______(填选项前面的序号)，定值电阻应选________(填选项前面的序号)。
(2)在方框中画出实验电路图。
(3)若将滑动变阻器滑到某一位置，读出此时电压表读数为U ，电流表读数为I ，从理论上分析，电源电动势E 和内阻r 间的关系式应为E ＝______________。
[解析] (1)待测电源的电动势约为4.5 V ，用量程为15 V 的电压表V 1误差大，选用量程3 V 的电压表V 2，需串联电阻扩大量程，串联的定值电阻R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E U －1R V ＝1 kΩ，即选用R 2。
(2)如图所示(3)由闭合电路的欧姆定律，对甲图，有E ＝32U ＋(1 Ω＋r )I ，对乙图，有E ＝32U ＋⎝⎛⎭⎪⎫I ＋U 2 000 Ωr 。
[答案] (1)D F (2)见解析图 (3)E ＝32U ＋(1 Ω＋r )I 或E ＝32U ＋⎝ ⎛⎭⎪⎫I ＋U 2 000 Ωr [典型例题]例 2.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，供选用的器材有：A ．电流表(量程：0～0.6 A ，R A ＝1 Ω)；B ．电流表(量程：0～3 A ，R A ＝0.6 Ω)；C ．电压表(量程：0～3 V ，R V ＝5 kΩ)；D．电压表(量程：0～15 V，R V＝10 kΩ)；E．滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流1.5 A)；F．滑动变阻器(0～2 kΩ，额定电流0.2 A)；G．待测电源(一节一号干电池)、开关、导线若干。
(1)请在题中虚线框中画出能使本实验测量精确程度高的实验电路。
(2)电路中电流表应选用________，电压表应选用______，滑动变阻器应选用________。
(用字母代号填写)(3)如图所示为实验所需器材，请按原理图连接出正确的实验电路。
(4)引起该实验系统误差的主要原因是_______________________________________________________ ___________________。
[解析](1)电路如图所示。
由于在如图所示的电路中只要电压表的内阻R V?r，这种条件很容易实现，所以应选用该电路。
(2)考虑到待测电源只有一节干电池，所以电压表应选C；放电电流又不能太大，一般不超过0.5 A，所以电流表应选A；变阻器不能选择太大的阻值，从允许最大电流和减小实验误差来看，应选择电阻较小而额定电流较大的滑动变阻器E，故器材应选A、C、E。
(3)如图所示注意闭合开关前，要使滑动变阻器接入电路的电阻最大，即滑片应滑到最左端。
(4)系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的，该实验中的系统误差是由于电压表的分流作用使得电流表读数(即测量值)总是比干路中真实电流值小，造成E测<E真，r测<r真。
[答案](1)见解析图(2)A C E(3)见解析图(4)电压表的分流作用[典型例题]例3.在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为1 kΩ和0.1Ω，图中为实验原理图及所需器件图。
(1)在图中画出连线，将器件按原理图连接成实验电路。
(2)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图象，根据图象读出电池的电动势E＝________V，求出电池内阻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。
[解析](1)按照实验原理图将实物图连接起来，如图甲所示。
(2)根据U、I数据，在方格纸U-I坐标上找点描迹。
如图乙所示，然后将直线延长，交U轴于U1＝1.46 V，此即为电源电动势；交I 轴于I＝0.65 A，注意此时U2＝1.00 V，由闭合电路欧姆定律得I＝E－U2r ，则r＝E－U2I＝1.46－1.000.65Ω≈0.71 Ω。
(3)由图线可以看出第4组数据点偏离直线最远，若取第3组和第4组数据列方程组求E和r，相当于过图中3和4两点作一直线求E和r，而此直线与所画的直线偏离最大，所以选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大。
[答案](1)见解析(2)1.460.71(3)3 41．[多选]在用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法中错误的是()A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显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．使滑动变阻器阻值尽量大一些，测量误差才小解析：选BD在伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表，滑动变阻器阻值不能太大，如果太大不便于调节。
2．如图所示是利用电压表和电流表测定a、b两节电池的电动势和内阻实验时作出的U-I图线，由图线可知()A．E a＞E b，r a＞r bB．E a＞E b，r a＜r bC．E a＜E b，r a＞r bD．E a＜E b，r a＜r b解析：选A图线与U轴的交点表示电动势，故E a＞E b，图线斜率的绝对值表示电源内阻，即r a＞r b，A正确。
3．下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，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和rB．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图象，再根据图象求出E、rD．多测几组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E，再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻r解析：选C A中只测量两组数据求出E、r，偶然误差较大；B 中计算E、r平均值虽然能减小误差，但太繁琐；D中分别求I、U的平均值是错误的做法；C中方法直观、简便，C正确。
4．某同学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0～20 Ω，连接电路的实物图如图所示。
(1)[多选]该同学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．电压表接线有错(2)请在虚线框内画出这个实验的正确电路图。
解析：(1)滑动变阻器要起变阻的作用，必须使接入电路的两根导线一条接在下面的接线柱上，另一条接在上面的金属杆的一端上，图中变阻器起不到变阻的作用；电流表和电压表接入电路时，选择好恰当的量程后，要特别注意“＋”、“－”接线柱是否正确，不然的话，极易损坏电表，图中电流表的“＋”、“－”接线柱无错误；干电池的电动势为1.5 V，电压表量程适当；电压表不能直接并联到电源两端，因为开关断开后，电压表仍有示数，且电压表“＋”、“－”接线柱有错。