测定电源的电动势和内阻过程及例题(详解)
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）。
2020年高考物理实验专项复习：《测定电源的电动势和内阻》(解析版)
《测定电源的电动势和内阻》一、实验题1.如图a所示，是用伏安法测电电动势和内阻的实验电路图，为防止短路，接入一保护电阻R0，其阻值为2Ω.通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据，并作出如图b所示的U−I图象：①根据U−I图象，可知电电动势E=______V，内阻r=______Ω.②本实验测出的电的电动势与真实值相比是______.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)2.为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，R0=5Ω为保护电阻．(1)断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值．多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，并以1U 为纵坐标，以1R为横坐标，画出1U −1R的关系图线(该图线为一直线)，如图乙所示．由图线可求得电池组的电动势E=______V，内阻r=______Ω.(保留两位有效数字)(2)引起该实验系统误差的主要原因是______。
3.实验室中准备了下列器材：待测干电池(电动势约1.5V，内阻约1.0Ω)，电流表G(满偏电流1.5mA，内阻10Ω)电流表A(量程0～0.60A，内阻约0.10Ω)，滑动变阻器R1(0～20Ω,2A)滑动变阻器R2(0～100Ω,1A)，定值电阻R3=990Ω，开关S和导线若干①某同学选用上述器材(滑动变阻器只选用了一个)测定一节干电池的电动势和内阻．为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器，应是______.(填代号)②请在如图1方框中画出他的实验电路图．③如图2为该同学根据实验数据作出的I1−I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，由该图线可得：被测干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω.4.为了较精确地测量一节干电池的内阻，可用以下给定的器材和一些导线来完成实验：量程3V的理想电压表V，量程0.6A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R0(R0=1.5Ω)，滑动变阻器R1(0～10Ω)，滑动变阻器R2(0～200Ω)，电键S.实验电路原理图如图(a)。
测定电源的电动势和内阻过程及例题(详解)
测定电源的电动势和内阻【考纲知识梳理】一、实验目的1.测定电池的电动势和内电阻。
二、实验原理1、如图所示电路，只要改变外电路R的阻值，测出两组I、U的数值，代人方程组：就可以求出电动势E和内阻r．或多测几组I、U数据，求出几组E、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实验数据，求出E、r的值．在标坐纸上，I 为横坐标，U为纵坐标，测出几组U、I值，画出U—I图像，根据闭合电路的欧姆定律U=E—Ir，可知U是I的一次函数，这个图像应该是一条直线．如图所示，这条直线跟纵轴的交点表示电源电动势，这条直线的斜率的绝对值，即为内阻r的值。
2、电源的电动势和内阻的实验的技巧（1）前，变阻器滑片应使变阻器连入的阻值最大；要测出不少于6组I、U数据，且变化范围大些，用方程组求解时，1与4、2与5、3与6为一组，分别求出E、r的值再求平均值．（2）电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些（选用已使用过一段时间的1号干电池）．（3）I图线时，要使较多的点落在直线上或使各点均匀落在直线的两侧，个别偏离较大的舍去不予考虑，以减少偶然误差．本实验由于干电池内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画U—I图线时纵轴的刻度可以不从零开始，但这时图线和横轴的交点不再是短路电流．（4）在大电流放电时极化现象较严重，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．因此，实验中不要将电流I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。
（5）还可以改用一个电阻箱和一个电流表或一个电压表和一个电阻箱来测定．3、电源的电动势和内阻的误差分析：]（1）读完电表示数没有立即断电，造成E、r变化；（2）路存在系统误差，I真=I测十I V未考虑电压表的分流；（3）象法求E、r时作图不准确造成的偶然误差．三、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。
【要点名师精解】一、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。
测定电源电动势和内阻(共20张PPT)
A
r真
UV1 I A2
UV2 IA1
E真 UV2 IA2
RA
UV1 IA2
UV2 IA1
乙
E测
U V
I A r测
E测 UV1 IA1r测 E测 UV2 IA2r测
r测
UV1 IA2
UV2 IA1
E测 UV2 IA2
U I
V1 A2
UV2 IA1
对比系数得： E E r r R
r 测 > r真
答案 (1)2 (3)1＝（R1＋Rg）（R0＋r）·1＋R1＋Rg＋R0＋r (4)2.08(2.07～2.09
I
E
R
E
均可) (5)＝
四、命题考向：②结合实物图连接和实验注意事项考查
2．某同学为了测定一个笔记本电脑电池板的电动势和内阻。 (1)他先用多用电表直接测电池板的两极电压，应将红表笔接在电 池板的________(填“正”或“负”)极。 (2)接下来该同学用如图9的电路来完成电动势和内阻的测量，图9 中电压表和开关之间的3种连接方式，其中正确的是________。 (填“①”“②”或“③”)。
四、命题考向：③结合电路故障和实验原理考查
3．[2017·天津理综，9(3)]某探究性学习小组利用如图10所示的电 路电阻测R量1＝电9池.0的k电Ω，动为势了和方内便阻读。数其和中作电图流，表给A电1的池内串阻联r1一＝个1.0R0k＝Ω3，.0 Ω 的电阻。
①按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三
)
I A
r真
V
V
E真
U V1 (1
r真 RV
)
IA1r真
E真
UV2 (1
测定电源的电动势和内阻(解析版)-高中物理
测定电源的电动势和内阻1.高考真题考点分布题型考点考查考题统计实验题测定电源的电动势和内阻2024年北京卷、甘肃卷、辽宁卷2.命题规律及备考策略【命题规律】各地高考对测定电源的电动势和内阻这个实验的考查近几年频度较高，考查多在原型实验的所用原理的基础之上，通过创新实验的方式予以考查。
【备考策略】1.理解和掌握测定电源的电动势和内阻实验原理，并会做出必要的误差分析。
2.能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。
【命题预测】重点关注利用创新实验测定电源的电动势和内阻。
(一)实验目的1.测量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)实验思路如图甲或图乙所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组U、I值,利用闭合电路的欧姆定律求E、r 值。
(三)实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔和刻度尺。
(四)进行实验1.按实验电路图连接电路。
2.把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端。
3.闭合开关,调节变阻器,记录几组I、U值,填入表格中。
4.断开开关,拆除电路,整理好器材。
(五)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 1rU 4=E -I 4r;(2)U 2=E -I 2rU 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:用作图法处理数据,如图所示。
(1)图线与纵轴交点为E ;(2)图线的斜率的绝对值表示r =ΔUΔI 。
(六)误差分析1.由于读数不准和电表线性不良引起误差。
2.用图像法求E 和r 时,由于作图不准确造成误差。
3.实验时通电时间过长或电流过大,都会引起E 、r 变化。
4.若采用图甲电路,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 测的差值越大。
其U -I 图像如图丙所示。
例谈电源电动势和内阻测定方法设计(1)
例谈电源电动势和内阻测定方法设计器材：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，滑动变阻器，开关K，导线若干。
（2）实验中，当电流表读数为时，电压表读数为；当电流表读数为时，电压表读数为，则可以求出E＝___________，r＝___________。
（用及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，由可得：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，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，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<1><2>两式，得：解析：由欧姆定律可知，测出两组电阻箱的不同值及其对应的电流，由可得：式中是电阻箱分别取和时电流表读数。
根据，测出两组电阻箱不同值及其对应的电压，即有得：例3．在“测定电源电动势和内阻”的实验中，除待测电源（E，r），足够的连接导线外，实验室仅提供：两只量程合适的电压表及的内阻，一只单刀双掷开关S。
解析：依据题意可知，电压表的内阻已知，则可由电流──电压变换法用测出它所在支路的电流，类似方法一，设计实验电路原理图如图4所示。
设当开关S与1接触时，电压表的读数为；当开关S与2接触时，电压表的读数分别为，由欧姆定律，即有可得②电流表G（满偏电流3．0mA，内阻）；⑤滑动变阻器；⑥定值电阻；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，但题目中只给出两个电流表且其中一个电流表G的内阻已知，可以把内阻已知的电流表和定值电阻串联改装成一个电压表。
为了减少误差，滑动变阻器需选④，设计实验原理图如图5所示。
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。
第五讲电池电动势和内阻的测量(原卷版+解析)
第五讲 电池电动势和内阻的测量➢ 知识梳理考点一、伏安法测电源的电动势和内电阻 1．实验原理闭合电路的欧姆定律。
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．实验步骤(1)电流表用0.6 A 的量程，电压表用3 V 的量程，按图连接好电路。
(2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端。
(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)。
用同样的方法再测量几组I 、U 值，填入表格中。
(4)断开开关，拆除电路，整理好器材。
4．数据处理(1)列方程求解：由U ＝E －Ir 得⎩⎪⎨⎪⎧U 1＝E －I 1rU 2＝E －I 2r ，解得E 、r 。
(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图线的斜率表示r ＝|ΔUΔI |。
5．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。
(4)若U －I 图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据r ＝|ΔUΔI |确定。
(5)干电池内阻较小时，U 的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如图甲所示的状况，使下部大面积空间得不到利用。
为此，可使纵坐标不从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)，如图乙所示，并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小。
此时图线与横轴交点不表示短路电流，而图线与纵轴交点的纵坐标仍为电动势。
要在直线上任取两个相距较远的点，用r ＝|ΔUΔI |，计算出电池的内阻r 。
6．误差来源(1)偶然误差：用图像法求E 和r 时作图不准确。
(2)系统误差：电压表分流。
(3)本实验中测量结果是：E 测＜E 真，r 测＜r 真。
例1、(2020·浙江7月选考·18)某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻．(1)在方框中画出图乙的电路图；(2)某次测量时电流表和电压表的示数如图丙所示，则电流I ＝_______ A ，电压U ＝_______ V ；(3)实验得到如图丁所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是图________(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)．例2、(2020·山东高考)实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。
专题59 测定电源的电动势和内阻 (原稿版)
专题59 测定电源的电动势和内阻专题导航目录常考点测定电源的电动势和内阻 (1)考点拓展练习 (8)常考点测定电源的电动势和内阻【典例1】（1）某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表V的最大量程为3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表．①已知电流计G的满偏电流I G＝200mA、内阻r G＝0.30Ω，电路中已将它改装为最大量程600mA的电流表，则R1＝Ω（结果取二位有效数字）②通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数，作出如图乙的图象．某次测量时，电压表V的示数如图丙，则此时通过电源E的电流为（mA结果取三位有效数字）；电源E的电动势等于V，内阻等于Ω（结果取三位有效数字）③若用来改装电流表的电阻R1的实际阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结果（填“有”或“没有”）影响。
（2）如图所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动。
离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：①B球进入水平轨道后将做运动；改变A轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出的结论是：。
②若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5cm，则可算出A铁球刚达P点的速度为m/s。
（g取10m/s2，结果保留两位小数）。
【典例2】测定某种特殊电池的电动势和内阻。
其电动势E约为十几伏，内阻r约为几欧姆。
实验室提供的器材有A.量程为10mA、内阻未知的电流表G；B.电阻箱R1（0～9999.9Ω）；C.电阻箱R2（0～999.9Ω）；D.滑动变阻器R3（0～100Ω）；E.滑动变阻器R4（0～2000Ω）；F.开关2只，导线若干。
实验九 测定电源的电动势和内阻(含答案)
实验九 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1所示图13．E 和r 的求解：由U ＝E －Ir得⎩⎪⎨⎪⎧U 1＝E －I 1r U 2＝E －I 2r ，解得⎩⎪⎨⎪⎧E ＝I 1U 2－I 2U1I 1－I2r ＝U 2－U1I 1－I24．作图法数据处理，如图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)图线的斜率表示r ＝ΔU. 图2特别提醒 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，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，与纵轴的交点坐标值仍为电源的电动势值． 三、实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸． 四、实验步骤 1．连接电路电流表用0.6 A 量程，电压表用3 V 量程，按图1连接好电路． 2．测量与记录(1)把变阻器的滑片移动到使用阻值最大的一端．(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(I 1、U 1)．用同样方法测量多组I 、U 值．填入表格中.(3)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． 方法二 在坐标纸上以路端电压U 为纵轴、干路电流I 为横轴建立U —I 坐标系，在坐标平面内描出各组(U ，I )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 ＝|ΔU ΔI |.六、误差分析 1．偶然误差(1)由读数不准和电表线性不良引起误差．(2)用图象法求E 和r 时，由于作图不准确造成的误差． (3)测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E 、r 变化． 2．系统误差由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差．(1)如图3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 越大．图3结论：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．③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)若采用如图4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 乙图4结论：①E 为真实值． ②I 短测<I 短真．③因为r 测＝EI 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． 七、注意事项1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(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．画U －I 图线时，由于读数的偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去．这样就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度． 4．由于干电池的内阻较小，路端电压U 的变化也较小，这时画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，而图线与纵轴的截距仍为电源的电动势，图线斜率的绝对值仍为内电阻． 八、实验改进测电源的电动势和内电阻的其他几种方法1．用一个电流表和电阻箱测量，电路如图5所示，测量原理为：E ＝I 1(R 1＋r )，E ＝I 2(R 2＋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52．用一个电压表和电阻箱测量，电路如图6所示，测量原理为：E ＝U 1＋U 1R 1r ，E ＝U 2＋U 2R 2r .由此可求出r 和E ，此种方法测得的电动势和内阻均偏小．图63．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的电动势，此时U ＝ER VR V ＋r≈E ，需满足R V ≫r .4．用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图7所示．测量方法 为：断开S ，测得V 1、V 2的示数分别为U 1、U 2，此时，E ＝U 1 ＋U 2＋U 1R Vr ,R V 为V 1的内阻；再闭合S ，V 1的示数为U 1′,此时E＝U 1′＋U 1′R V r ，解方程组可求得E . 图7记忆口诀A 表V 表测电源，A 表内接莫记反. 测得数据六七组，联立方程求解慢. U 为纵轴I 为横，描点连线为重点. 两轴截距和斜率，搞清意义实验完. V 表分流存误差，E 、r 偏小图可鉴. 两个电阻和A 表，准确测E 不算难.考点一 对实验的理解与应用例1(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8(a)．图8①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：A．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________；B．将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V；C．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)．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”)．考点二测电动势和内阻的其他方法例2某研究性学习小组采用如图9所示的电路测量某干电池的电动势E和内阻r，R为电阻箱，V为理想电压表，其量程略大于电池的电动势．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，于是图9 求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示.(1)根据表中的数据和实验原理，你认为第______(填序号)组数据是错误的，原因是________________________________________________________________________.(2)根据实验数据，请在图10所给的坐标系中绘出1U－1R关系图线．图11图10(3)由图线可知，该干电池的电动势E ＝________ V ，内阻r ＝________ Ω.(保留两位有效数字)实物图连接的技巧实物图连接是一类考查学生实验技能和操作能力较为有效的题型，连线前一定要 画出实验电路图，然后按图连线，且必须注意以下几点：(1)连线不能交叉；(2) 必须把线接在接线柱上；(3)电流应从电表正接线柱流入，从负接线柱流出；(4) 变阻器应处在有效控制状态．在实际操作中，画电路图时，各元件的相对位置应 尽量与实物图相吻合；连实物图时，应先串后并，先连控制电路后连测量电 路．要特别注意变阻器的分压连接，把变阻器的全电阻、开关、电源连成干路， 取变阻器的部分电阻与测量电路并联即可．例3 图11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和电流表A 1内阻r 1之和为10 000 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．(1)按电路原理图在图12虚线框内各实物图之间画出连线．图12(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.多次改变滑动端c 的位置，得到的数据为1212图13(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 短＝________ A.例4 (2010·江苏卷·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14所示的实物电路．图14(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1U 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R 0表示)解析 本题主要考查测量电源的电动势和内阻的基础知识，意在考查考生实验方案设计和数据处理能力．(1)实验中电阻箱起到改变电路的总电阻和分压作用，为了确保仪器的安全，一般将电阻箱的电阻先调到最大值．(2)由于定值电阻R 0＝10 Ω，若选用方案1，则电压表的示数较小，示数变化范围也很小，所以选用方案2.(3)根据闭合电路欧姆定律有E ＝U R 0(R 0＋R ＋r )，变形为1U ＝1ER 0R ＋R 0＋r ER 0，由题意得斜率k ＝1ER 0，截距b ＝R 0＋r ER 0，解得E ＝1kR 0，r ＝bk －R 0.答案 (1)最大值 (2)2 (3)1kR 0 bk －R 01. 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0～20 Ω，连接电路的实 物图如图15所示．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 图15C ．电压表量程选用不当D ．电压表接线不妥2．用如图16所示电路测量干电池的电动势和内阻(电动势约为1.5 V ，内阻约0.5 Ω，允许通过的最大电流为0.6 A)．图中电压表 的量程为2.0 V ，内阻3 000 Ω；电流表的量程为0.10 A ，内阻为5.0 Ω.除被测电池、开关和导线外，还有如下器材： A ．滑动变阻器：阻值范围0～10Ω 图16 B ．滑动变阻器：阻值范围0～100 Ω C ．定值电阻：阻值为1 Ω D ．定值电阻：阻值为100 Ω(1)为了满足实验要求并保证实验的精确度，R 2应选阻值为________ Ω的定值电阻；为便于调节，图中R 1应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器．(2)实验中，当电流表读数为0.10 A 时，电压表读数为1.16 V ；当电流表读数为0.05 A 时，电压表读数为1.28 V ．则可以求出E ＝________V ，r ＝________Ω.3．某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材： A ．待测干电池E (电动势约为1.5 V ，内阻约为1 Ω) B ．电流表G(满偏电流3.0 mA ，内阻为100 Ω) C ．电流表A(量程0～0.6 A ，内阻约为1 Ω) D ．滑动变阻器R 1(0～10 Ω，额定电流为2 A) E ．滑动变阻器R 2(0～1 kΩ，额定电流为1 A) F ．定值电阻R 0(阻值为900 Ω) G ．开关一个，导线若干(1)为了能比较准确地进行测量，同时还要考虑操作的方便，实验中滑动变阻器应选________．(2)根据题意在图17中画出该实验所需要的电路图．图17(3)根据电路图，将实物图18连接起来，组成完整的电路．图18(4)如图19所示，是某同学根据正确的实验得到的数 据作出的图线，其中，纵坐标I 1为电流表G 的示数， 横坐标I 2为电流表A 的示数，由图可知，被测干电池 的电动势为______ V ，内电阻为________ Ω(保留两位有效数字)4．要测定某电源的电动势和内电阻，某同学按如图20所示的电路图连接好电路并进行如下操作：(1)闭合开关S 1，多次调节电阻箱的阻值，并记录下每次的电阻值R 及对应的电流表A 的示数I (电流表的内阻很小，可忽略不计)； 图20 (2)根据数据，作出图象1I－R ，如图21所示，则根据图象可以求出：电源电动势E＝________V ，内电阻r ＝________Ω.图19图215．实验室给出下列器材，请你完成一节干电池电动势和内阻的测定．A．一节待测干电池(内阻大于2 Ω)B．电流表，量程0.6 A，内阻5 Ω左右C．电流表，量程1.5 A，内阻0.5 Ω左右D．电压表，量程2.0 V，内阻5 kΩ左右E．滑动变阻器，最大阻值为100 ΩF．滑动变阻器，最大阻值为10 ΩG．电键一只、导线若干(1)该实验所需器材________(填器材前面字母)；(2)请画出该实验电路图；(3)下表列出了某组同学测得的实验数据，其中有一组数据不符合读数要求，请将该组数据的序号填在横线上______；________V，内阻为________ Ω.图22答案课堂探究例 1 ①连线如图所示②20 Ω 闭合③0.69 Ω ④小例2 (1)3 随电阻的减小路端电压应逐渐减小(2)根据给定的各组1R 、1U 值在坐标上描出位置，然后依据这些位置作出1U －1R图线，如图所示．(3)2.9 0.71例3 (1)实物连接如图所示(2)b 端(3)作I 1－I 2图象如图所示(4)1.49(1.48～1.50)0.60(0.55～0.65)(5)2.5(2.3～2.7)例4(1)最大值(2)2(3)1kR0bk－R0随堂训练1．ABD2．(1)10～10(2)1.40.43．(1)D(2)如图所示(3)如图所示(4)1.4(1.38～1.42均可)0.67(0.66～0.68均可)4．2 45．(1)ABDFG(2)如图所示(3)2(4)如图所示 1.46(1.45～1.47均对)0.73(0.70～0.75均对)。
测电源的电动势及内阻方法及例题(同名6436)
、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，即流，用解方程组的办法求出电动势和内阻•原理图如图 的R 值，即可测出两组不同的 U 和I 的数据，有E =U +I i r ①，E =U 2+12r ②由①②式得：1所示，实验基本器材为电压表和电流表•改变不同1将会使全图的下半部变为空白，图线只集中在图的上面的3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U A U Br = I B I AE U o当然，也可以是r = Io其中U 0是纵轴的起点值，I o 是此时横轴的截距•注意，这里的I o 并不是短路电流I 短.U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=1+1 V ,而I V =R V ，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 , 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.由于电流表的分压 U 的影响，使电压表的测量值小于电池的端电压 U 端刃真，而有U 真=U 测+Ux 的关系.且UNR A ，故电流I 越大， U 也越大，当电路断开时， U 沪卩真，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=「真+电这样处理后，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:真•只有当F A <<r 真时，才有r 测=「真•然而中学的实验设备很难达到这一点，故此 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 -尺r ， U 2=E - F 2 r ，结合两式解得测电源的电动势及内阻l l U 2 I 2U 1 E = l i 1 2 U 2 U 1 r = 11 12 多测几组U I 数据，分别求出每组测量数据对应的动势和内电阻•由 U =E-Ir 知，对于确定的电池， E, E , r 值，最后求出平均值.还可以用图象确定电池的电 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1=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. 图2E ②当R=0时，U =0,这时1=1 短=~ •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, E 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=7 ,E 可知r = I 短.这样，从图中求出 E 和I 短，就能计算出r • E 对于r ='短，对比图线可以看出, 变成了求图线斜率的大小.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图3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as n图8另一种电路是将电流表外接，如图图12图9 10所示，其等效电路图如图 11所示.图10图11U =E -Ir ，测出路端电压及电路中的总电E 真 rT1 -R V ，可知r <r 真， < 真，为减小系统误差，图 8电路要求R»r1r = R VE 测=E 真，r 测>r法不可取.(R1 R2)U1U2 (U1 R2) R1R2 图17 U 2 R1 U1R2 U 2R1 U1R2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FI的存在，具有分流作用，故测量值均小于真实值•其关系为：R V F VE真r真E «=F v r真,r 测=R V r* .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U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（F F0）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= 11 （F+r ），（R1 R2H1I2E=E=I 2( R+r)则11F1 I 2R2，r = 12 I1.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•由于电流表内阻甩的分压作用，经分析可知电动势的测量值与真实值相等，即己测=E真，而内值偏大，即r测=B+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M和V2,其量程已知，M的内阻R/1已知，V2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;U1 U1r, r,E= Ui+ R/1 E=lT +U' + R/1再断开开关S,记下V1和V2的示数U1'和U',有U1U2联立方式有E= (U1 U1),1(U1 U2 UJR V1r = (U1U1)―图25五、U —R法如图27所示电路图中，多次改变电阻箱的阻值，记下电阻箱的阻值内阻为由分压原理有R及相应的电压表的读数U.设电源电动势为E电压表的R V 1 1 R丄U= F R V E,化得U ER V E一种测电源电动势和电压表内阻的巧妙办法.，作出U图27图28R图象如图28所示，为一条直线•其截距伏安法【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.B.C.D.E.F.干电池一节直流电流表直流电压表滑动变阻器滑动变阻器开关G（电动势约1.5V）（量程0~0.6~3A , 0.6A 挡内阻0.10 , 3A 挡内阻0.025）（量程0~3~15V, 3V挡内阻5k, 15V挡内阻25k）（阻值范围0~15，允许最大电流1A）（阻值范围0~1000,允许最大电流0.5A）•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.（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 _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5A(I)U-1图象如图6所示，可得待测电池的内电阻aa=1/E,斜率为ER V = b，贝y R=b.这是图4;量程取3A挡时读数为图6•电压（3）根据实验记录，画出的【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.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.⑵ 电流表读数在 0.6A 挡时，|=0.280A ，在3A 挡时，|=1.40A ，电压表读数在 3V 挡时，U =1.30V ，在15V 挡时，U =6.50V .1.40 1.18内阻r= _____ .【解析］(1)保护电阻R )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E9"i30，贝U R )+r = I max 50 10180⑶r =【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的数据组如下表中所示. =0.45 0.13 Q =0.69 Q组别 I (A)U (V)1 0.121.372 0.20 1.323 0.31 1.24 4 : 0.32 「1.18 50.501.1060.57 「1.05所示.一位同学测得U-I 图象. E = ____ V ,电池的内电阻U 和I 数据，可利用公式—组和第 _______ 组的数据，求得的 E =U +11r r = _____ W和E =ll +12r 算出E 和r ，这样做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E U (1.45 1.00)VE 值代入 E =U +Ir 中，得 r = I = 0.65A=0. 69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 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 「=日1短，当然，电源内阻也可以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 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, F 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，F 0应选用 _______ 较好.⑵ 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 ，变阻箱此时电阻为流为 ____ mA图18，电路中流过电阻箱的电(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 ,图7(1) 试根据这些数据在图中作出 (2) 根据图象得出电池的电动势(3) 若不作出图象，只选用其中两组 可能得出误差很大的结果，选用第I )，连同得出的图14轴的交点的坐标P 0.5——. 0.058A I•■.：Rg : 150B=故应选电阻B作为保护电阻，⑵电阻箱的读数为750U 90.01A10= R R0 150 750⑶延长U-I图线，与纵轴的交点即电流电动势,即R)=150 选 B.，通过电阻箱的电流为：10mA.r =【点评】实际测量电路中往往接有保护电阻，选择保护电阻,E= 9. 5V,电源内阻U 8.5 8.0—(30 20) 10 3不仅要看电阻的大小,50 .还要看允许通过的电流•本题采用U-R法U-I法的处理方法. U-I图线上各坐标点的电流值是由(R R0)得到的. 的测量电路测量电源电动势和内阻，在处理数据时采用【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.⑵简要写出完成接线后的实验步骤.⑶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; 图21②合上开关，记下电压表偏转格数(3)由于电压表内阻很大，因此当断开开关设电压表每格的电压值为U b,则有N2 :③电源内阻按下列公式计算：S时测得的路端电压U等于电源电动势.N1N2R(R 10 )r= N2同样，由于电压表的内阻很大，在合上开关E= U= NU0 ①S后，外电路的总电阻可以认为等于R= 10U2 N2r N2rE= U2+ R R，因此有U0N1 N2Rr= N2联立①、②两式得欧安法【例5】现有器材：量程为10.0mA，内阻约为30~40W的电流表一个，(电动势约1.5V)的电动势.定值电阻R=150, 定值电阻Rz= 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(1)按要求连接实物图(下图23).图23【解析】禾U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内阻均为30欧~40欧，电源电动势约1.5 1.5330=1201.5V，内阻约几欧, 则外电阻的选择条件为10X 10-3> R 30，即R> 10 10故外电阻可选R或(R+R).图24(1)连接实物图如下图24所示.⑵当单刀双掷开关掷向b时，R为外电阻，得到EI 1= R1 r当单刀双掷开关掷向I 2= R R2 r阻.联立①②可解得a时，R和F2串联起来作为外电阻时，得到丨1卜2 R2E= l1 l2 2|1是外电阻为R时的电流，|2是外电阻为R和艮串联时的电流.②式中E、r分别表示干电池的电动势和内1U- R法【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，已知内阻为甩的电流表一个，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1为纵坐标，R为横坐标，画出1与R的关系图线⑵在虚线框图29(a)中画出实验电路图.W■O(b)图29【解析】本题明确电流表内阻为R A,说明甩不能忽略•虽然处理数据方法从1U - R法”的原理没有变.1 m kR A (1) E=k, r= k(2) 如图30(RA不能忽略，根据全电路欧姆定律,1 r R A 1 m kR Ak= E，截距n= E .贝y E= k , r = k )E 丄r R A r~RA~EU-I图线改变I -R图线,图线为直线，其斜率。
实验12 测定电源的电动势和内阻(考点解读)-2021年高考物理一轮复习实验专题考点全析
实验12 测定电源的电动势和内阻考点梳理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．实验步骤(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．图1(2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端．(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)．用同样的方法再测量几组I 、U 值，填入表格中． (4)断开开关，拆除电路，整理好器材． 方法总结1．用实验数据求E 、r 的处理方法 (1)列方程求解：由U ＝E －Ir 得⎩⎨⎧U 1＝E －I 1rU 2＝E －I 2r ，解得E 、r.(2)用作图法处理数据，如图2所示．图2①图线与纵轴交点为E ； ②图线与横轴交点为I 短＝Er；③图线的斜率表示r＝|ΔUΔI|.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．(4)若U－I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据r＝|ΔUΔI|确定．3．误差来源(1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确．(2)系统误差：电压表分流．(3)本实验中测量结果是：E测<E真，r测<r真.例题详解命题点一教材原型实验例1在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，下面是实验过程中遇到的三个问题，请在答题卷中作答：（1）图甲是实验电路图，请在图乙中画线连接实物______。
（2）在图甲所示的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______端（填“左”或“右”）。
（3）图丙是根据实验数据作出的U I-图象；图可知，电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω。
【答案】见解析左 1.5 1.0【解析】(1)[1]根据电路图可以连接实物图，如下图所示，由于只有一节干电池，电压表选小量程。
1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
1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．某研究性学习小组利用电压表和电阻箱测量一组电池的电动势和内电阻同学们找到了如下的实验器材：电池组（电动势约为6.0V，内阻约为1Ω），灵敏电流计（满偏电流I g=100μA，内阻R g=100Ω），定值电阻R1（R1=1Ω），定值电阻R2（R2=59.9kΩ），变阻箱R（阻值范围0～9.9Ω可调），开关，导线若干。
同学们发现没有电压表，于是提出把G表改装成电压表（1）G表改装成电压表，应选择上面的某一电阻与G组合，改装后电压表量程为V（2）为了准确地测量出电源的电动势和内电阻，请在图1虚线框中把实验电路图补充完整并在对应的电阻旁边标上（R1、R2、R），变阻箱请补充完整变阻箱的符号（3）同学们根据电表G读数和变阻箱R读数，作出了图象如图2所示，已知图线的斜率为k，截距为b，则所测得电源的内电阻r=（用题目中所给的字母表示）（4）如图3所示为同学们找到某型号的小灯泡的伏安特性曲线，如果把两个这样的灯泡和R0=19Ω的定值电阻串联起来接在上述电池上（已知测得的电动势E=6.0V，内阻r=1.0Ω），如图4，则每只灯泡消耗的实际功率为W（保留2位有效数字）。
2．要精确测量国产某手机的锂聚合物电池的电动势和内阻，给定了下列实验器材：A．待测电源（电动势约3.8V，内阻约1Ω）B．电流表A1（量程0.6A，内阻未知）C．电压表V1（量程15V，内阻r1=5kΩ）D．电压表V2（量程3V，内阻r2=3kΩ）E．定值电阻R1=500ΩF．定值电阻R2=1000Ω）G．滑动变阻器R（阻值范围0～20Ω）H．滑动变阻器R（阻值范围0～100Ω）I．开关及导线（1）该实验中电压表应选，定值电阻应选，为操作方便滑动变阻器应选。
（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，测得多组数据后作出U﹣I图象，若图象的纵截距为b，斜率为绝对值为k，忽略电压表的分流作用，则电动势E=，电源内阻r=。
高考一轮第八章实验十测定电源的电动势和内阻(新人教版)物理含答案
高考一轮第八章实验十测定电源的电动势和内阻（新人教版）物理◆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．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流，电源的内阻不能用r＝EI短确定，应根据r＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔUΔI确定．◆误差分析1．偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确．2．系统误差：电压表分流．3．本实验中测量结果是：E测<E真，r测<r真．热点一实验原理与操作[典例赏析][典例1] 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．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”)[题组巩固]1．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．电流表：量程0.6 A，内电阻约1 ΩB．电流表：量程3 A，内电阻约0.2 ΩC．电压表：量程3 V，内电阻约30 kΩD．电压表：量程6 V，内电阻约60 kΩE．滑动变阻器：0～1 000 Ω，额定电流0.5 AF．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)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．2．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1.5 V(小于1.5 V)②电流表，量程3 mA③电流表，量程0.6 A④电压表，量程1.5 V⑤电压表，量程3 V⑥滑动变阻器，0～20 Ω⑦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.热点二数据处理及误差分析[典例赏析][典例2] 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＝2 Ω，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200 mA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1.5 V，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)．[题组巩固]3．(2017·天津卷)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω的电阻．(1)按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________ 导线断开；若读数为零，则一定是________ 导线断开．(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，作出图象如图．由I1－I2图象得到电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.4．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100 μA，内阻为2 500 Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9 Ω)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50 mA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．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.热点三拓展创新实验[核心提炼]1．实验方法、方案的选择根据题目所给仪器→确定实验方案(伏安法、安阻法、伏阻法等)．11r 1r 11r 11rV 1、V 2的示数分别为U 1、U 2，此时，E ＝U 1＋U 2＋U 1R V r ，R V 为V 1的内阻；再闭合S ，V 1的示数为U 1′，此时E ＝U 1′＋U 1′R Vr ，解方程组可求得E 、r .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 ＝ER VR V ＋r≈E ，需满足R V ≫r .2．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)电压表可以当小量程的电流表使用．[典例赏析][典例3] 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999.9 Ω)，电阻R 0(阻值为3.0 Ω)，电阻R 1(阻值为3.0 Ω)，电流表A(量程为200 mA ，内阻为R A ＝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 . 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 ＝3.0 Ω时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表． 答：① ________ ，② ________ .(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.[题组巩固]5．(2019·湖北八校联考)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1.5 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 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＝4.80 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 ，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)．6．(2018·江苏卷)一同学测量某干电池的电动势和内阻．(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处．①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________.(2)实验测得的电阻箱阻值R 和电流表示数I ，以及计算的1I数据见下表：根据表中数据，在相应的方格纸上作出R －I关系图象．由图象可计算出该干电池的电动势为 ________ V ；内阻为 ________ Ω.(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV 的电压表并联在电流表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A 时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为 ________ V ；内阻应为 ________ Ω.2020高考一轮第八章实验十测定电源的电动势和内阻（新人教版）物理参考答案◆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．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流，电源的内阻不能用r＝EI短确定，应根据r＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔUΔI确定．◆误差分析1．偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确．2．系统误差：电压表分流．3．本实验中测量结果是：E测<E真，r测<r真．热点一实验原理与操作[典例赏析][典例1] 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．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”)[解析] (1)由U －I 图线可知电流表量程应为0～100 mA ，故选A 2.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R 2.(2)由题图得：r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝25 Ω.(3)R x ＋r ＝U 0I 0，R x ＝U 0I 0－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 ＝E R ＋R x ＋r (R ＋R x )，R x 接BC 间时，U ′＝ER ＋R x ＋rR ，故两种情况下电压变化不同．[答案] (1)A 2 R 2 (2)25 (3)U 0I 0－r (4)相同 不同[题组巩固]1．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 ．电流表：量程0.6 A ，内电阻约1 ΩB ．电流表：量程3 A ，内电阻约0.2 ΩC ．电压表：量程3 V ，内电阻约30 kΩD ．电压表：量程6 V ，内电阻约60 kΩE ．滑动变阻器：0～1 000 Ω，额定电流0.5 AF ．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)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．解析：(1)因三节干电池的电动势约为4.5 V ，故电压表应选D ；因干电池放电电流不宜超过0.5 A ，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 ＋U Rr ＝E ，整理可得三种情况： ①1U ＝r E ·1R ＋1E，以1U 为纵坐标，1R为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线；②U ＝E －r ·U R，以U 为纵坐标，U R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． 答案：(1)A D F (2)a d c g f h (3)1U 1R ⎝⎛⎭⎪⎫或U U R；或R UR2．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1.5 V(小于1.5 V) ②电流表，量程3 mA ③电流表，量程0.6 A ④电压表，量程1.5 V ⑤电压表，量程3 V ⑥滑动变阻器，0～20 Ω ⑦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.解析：(1)电流表量程3 mA不能满足实验需要，故选量程为0.6 A的电流表；电动势小于1.5 V，故选量程为1.5 V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＝1.40 V，r＝2.8 Ω.答案：(1)①③④⑥⑦(2)图见解析(3)1.40 2.8热点二数据处理及误差分析[典例赏析][典例2] 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＝2 Ω，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200 mA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1.5 V，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)．[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 ＝2.9 V ，在电流小于200 mA 的情况下，此电池的内阻r ＝4.0 Ω.(3)由图线b 可知，在实验二中当路端电压为1.5 V 时，电路电流I ＝60 mA ＝0.06 A ，由欧姆定律可知，此时外电阻R 外＝U 外I ＝1.5 V 0.06 A＝25 Ω，可调电阻阻值R ＝R 外－R 0＝25 Ω－2 Ω＝23 Ω，可调电阻消耗的电功率P ＝I 2R ＝(0.06 A)2×23 Ω＝0.083 W.[答案] (1)图见解析 (2)2.9 4.0 (3)0.083[题组巩固]3．(2017·天津卷)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A 1的内阻r 1＝1.0 kΩ，电阻R 1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R 0＝3.0 Ω的电阻．(1)按图示电路进行连接后，发现aa ′、bb ′和cc ′三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S 闭合，用多用电表的电压挡先测量a 、b ′间电压，读数不为零，再测量a 、a ′间电压，若读数不为零，则一定是 ________ 导线断开；若读数为零，则一定是 ________ 导线断开．(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A 1和A 2的多组I 1、I 2数据，作出图象如图．由I 1－I 2图象得到电池的电动势E ＝ ________ V ，内阻r ＝ ________ Ω.解析：(1)用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在ab′间后有示数，说明电路被接通，即ab′间有断路故障，再测量aa′间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到aa′间，则一定是aa′导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接通，断路故障的范围被确定在bb′间．(2)根据闭合电路的欧姆定律：E＝I1(R1＋r1)＋(I1＋I2)(R0＋r)，读出两点坐标：(60,0.12)和(260,0.05)，代入方程解得：电动势E≈1.4 V，内阻r≈0.5 Ω.答案：(1)aa′bb′(2)1.4(1.36～1.44均可) 0.5(0.4～0.6均可)4．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100 μA，内阻为2 500 Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9 Ω)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50 mA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．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.解析：(1)I g＝100 μA，R g＝2 500 Ω，量程I＝50 mA，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＝5.0 Ω；(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 ＝1.53 V ，r ＝2.0 Ω.答案：(1)并联 5.0 (2)①作图略 ②1.53 2.0热点三 拓展创新实验[核心提炼]1．实验方法、方案的选择根据题目所给仪器→确定实验方案(伏安法、安阻法、伏阻法等)．11r 1r 11r 11rV 1、V 2的示数分别为U 1、U 2，此时，E ＝U 1＋U 2＋U 1R V r ，R V 为V 1的内阻；再闭合S ，V 1的示数为U 1′，此时E ＝U 1′＋U 1′R Vr ，解方程组可求得E 、r .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 ＝ER VR V ＋r≈E ，需满足R V ≫r .2．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)电压表可以当小量程的电流表使用．[典例赏析][典例3] 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999.9 Ω)，电阻R 0(阻值为3.0 Ω)，电阻R 1(阻值为3.0 Ω)，电流表A(量程为200 mA ，内阻为R A ＝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 . 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 ＝3.0 Ω时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表． 答：① ________ ，② ________ .(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. [解析] (1)根据闭合电路欧姆定律可知：E ＝IR A ＋⎝⎛⎭⎪⎫I ＋IR A R 1(R ＋R 0＋r )将R 0＝3.0 Ω，R 1＝3.0 Ω，R A ＝6.0 Ω代入上式得1I＝3.0ER ＋3.0E(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 ＝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 ＝1.0 A －1·Ω－1，b ＝6.0 A －1.(4)电源电动势E ＝3.0 V ，电源内阻r ＝1.0 Ω. [答案] (1)1I ＝3.0E R ＋3.0E(5.0＋r )(2)①0.110 ②9.09(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)[题组巩固]5．(2019·湖北八校联考)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1.5 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 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＝4.80 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 ，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)．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 ＝U 1R 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 ≈1.43 V，R 2＝1.20 Ω. 答案：(1)将S 2切换到bU 2－U 1U 1R 0 (2)1.43 1.20 6．(2018·江苏卷)一同学测量某干电池的电动势和内阻．(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处．①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________.(2)实验测得的电阻箱阻值R 和电流表示数I ，以及计算的1I数据见下表：根据表中数据，在相应的方格纸上作出R －I关系图象．由图象可计算出该干电池的电动势为 ________ V ；内阻为 ________ Ω.(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV 的电压表并联在电流表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A 时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为 ________ V ；内阻应为 ________ Ω.解析：本题考查测量电源电动势和内电阻实验，意在考查考生的实验数据处理能力和误差分析能力． (1)连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源．(2)将数据描点连线，做出一条倾斜的直线．如图根据闭合电路欧姆定律E ＝I (R ＋r )得R ＝E ·1I－r ，所以图线的斜率表示电源电动势E ＝8－(－1.2)6.7－0V ＝1.37 V ，截距绝对值表示r ＝1.20 Ω.(3)用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻R A ＝U V I A ＝66.0×10－3330×10－3Ω＝0.20 Ω，考虑电表内阻对实验的影响，则E ＝I (R ＋R A ＋r )，得R ＝E ·1I－(R A ＋r )，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为1.37 V ，图线的截距表示(R A ＋r )，所以内阻精确值为r ＝(1.20－0.20)Ω＝1.00 Ω.答案：(1)①开关未断开 ②电阻箱阻值为零(2)图见解析 1.37(1.30～1.44都算对) 1.2(1.0～1.4都算对)(3)1.37[结果与(2)问第一个空格一致] 1.0[结果比(2)问第二个空格小0.2]。
(完整版)高中物理电学实验测定电源的电动势和内阻(实验+练习)
测定电源的电动势和内阻一、实验目的 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的欧姆定律．2．掌握用图象法求电动势和内阻的方法． 二、实验原理1．实验依据：闭合电路欧姆定律．2．E 和r 的求解：由U ＝E －Ir 得⎩⎪⎨⎪⎧U 1＝E －I 1rU 2＝E －I 2r ，解得E 、r .3．图象法处理：以路端电压U 为纵轴，干路电流I 为横轴，建系、描点、连线，纵轴截距为电动势E ，直线斜率k 的绝对值为内阻r .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，按实验原理图连接好实物电路． 2．把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端．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，并填入表格中．第1组 第2组 第3组 第4组第5组 第6组U /V I /A4.断开开关，拆除电路，整理好器材．五、数据处理1．列多个方程组求解，再求E 、r 的平均值． 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＝E r ；(3)图线的斜率表示r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI . 六、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)采取电流表内接法，由于电压表分流造成电动势和内阻的测量值均偏小．(2)采取电流表外接法，由于电流表分压，造成内阻的测量值偏大．七、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．每次读数后立即断开电源． 3．要测出不少于6组的(U ，I )数据，且变化范围要大些．4．若U －I 图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI 确定． 5．电流表要内接(因为r 很小)．七、练习巩固1.用如图所示的电路测定一节干电池的电动势和内电阻，除待测电池、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1Ω B．电压表：量程3V，内电阻约40kΩC．电压表：量程15V，内电阻约60kΩ D．滑动变阻器：0～200Ω，额定电流1AE．滑动变阻器：0～50Ω，额定电流2A（1）为了使测量结果尽量准确，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________（均填仪器的字母代号）。
电学实验：电源电动势和内电阻的测量
电学实验：电源电动势和内电阻的测量1．（1）某实验小组设计了如图甲所示的电路测量电压表V2的内阻及电源电动势。
已知电压表V1量程为3V，内阻R V1=6000Ω，电压表V2量程也为3V，内阻R V2为几千欧（待测），电源电动势约为5V，电源内阻可忽略。
按以下步骤进行操作。
①按图甲所示原理图完成电路连接；②把R1、R2均调至最大阻值；③闭合开关S，调节R1、R2，使V1、V2均有合适示数，分别为U1、U2，若调U1的关系，此时电阻箱R2的阻值为1500Ω，则可知电压至U1、U2满足U2=23表V2的内阻R V2为___________Ω；④若将R1调至4000Ω并保持不变，调节R2，记录多组对应的U1、U2值，以U1为纵坐标，U2为横坐标描点作图，在实验误差允许范围内得到一条倾斜直线，直线的纵截距为b，则电源的电动势为___________（用已知量和已测得量计算出结果）。
（2）用伏安法测量电源电动势和内阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。
按如图乙所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。
①闭合开关S1、S2，灵敏电流计G的示数不为零，调节R和R＇使得灵敏电流计G的示数为零，读出电流表和电压表的示数I1和U1；②改变滑动变阻器R、R＇的阻值，重新使得灵敏电流计G的示数为零，读出电流表和电压表的示数I2和U2；③重复②操作，得到了多组I、U；④根据实验得到的多组数据作出的U-I图线如图丙所示，由此可得电源的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。
（结果均保留2位有效数字）【答案】300053b 2.0 1.0【详解】（1）根据并联电路规律可知U1=U2+U2R V2R2代入数据可得R V2=3000Ω④根据闭合电路欧姆定律有E=U1+(U1R V1+U2R V2)R1整理得U1=ER V1R V1+R1−R1R V1R V2(R V1+R1)U2 U1=3E5−45U2故b=3E5，E=53b（2）根据闭合电路欧姆定律有U=E−Ir所以U−I图像的斜率为k=−1.9−1.60.4−0.1Ω=−1.0Ω=−r所以电源的内阻r=1.0Ω，当I=0.1 A时，U=1.9 V，解得E=2.0 V。
第5讲 实验：测定电源的电动势和内阻
第5讲实验：测定电源的电动势和内阻一、实验目的测定电源的电动势和内阻。
二、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)。
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＋UR r。
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。
三、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。
四、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，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。
五、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。
特别提醒(1)两个截距点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。
(含答案)测定电源的电动势和内阻解读
测定电源的电动势和内阻一、基础知识（一）基本实验要求 1、实验原理(1)闭合电路的欧姆定律．(2)E 和r 的求解：由U ＝E －Ir 得⎩⎪⎨⎪⎧U 1＝E －I 1r U 2＝E －I 2r ，解得E 、r .(3)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图线的斜率表示r ＝ΔUΔI .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)连接电路．(2)电流表用0.6 A 的量程，电压表用3 V 的量程； (3)把滑动变阻器调到最大阻值处；(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． （二）规律方法总结1、实验数据求E 、r 的处理方法(1)列多个方程组求解，再求E 、r 的平均值．(2)图象法处理：以端电压U 为纵轴，干路电流I 为横轴，建系、描点、连线，纵轴截距为电动势E ，直线斜率k 的绝对值为内阻r . 2、注意事项(1)为了使端电压变化明显，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(U ，I )数据，变化范围要大些．(4)若U －I 图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，应根据r ＝|ΔUΔI|确定． (5)电流表要内接(因为r 很小)． 3、误差来源(1)偶然误差：用图象法求E 和r 时作图不准确． (2)系统误差：电压表分流或电流表分压. 4、实物图连接的技巧实物图连接是一类考查学生实验技能和操作能力较为有效的题型，连线前一 定要画出实验电路图，然后按图连线，且必须注意以下几点： (1)连线不能交叉； (2)必须把线接在接线柱上；(3)电流应从电表正接线柱流入，从负接线柱流出；(4)变阻器应处在有效控制状态．在实际操作中，画电路图时，各元件的相对位置 应尽量与实物图相吻合；连实物图时，应先串后并，先连控制电路后连测量电路． 要特别注意变阻器的分压连接，把变阻器的全电阻、开关、电源连成干路，取变 阻器的部分电阻与测量电路并联即可． （三）误差分析1、电流表相对电源外接（课本上的方法） （1）用图象法分析：设通过电源电流为I 真，电流表读数为I 测，电压表内阻为R v ，电压表读数为U ，电压表分流为I v ，由电路结构，I I I I UR v v v真测，而=+=，U 越大，I v 越大，U 趋于零时，I v 也趋于零。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
测定电源的电动势和阻【考纲知识梳理】一、实验目的1.测定电池的电动势和电阻。
二、实验原理1、如图所示电路，只要改变外电路R 的阻值，测出两组I 、U 的数值，代人方程组： ⎭⎬⎫⎩⎨⎧+=+=222111U r I E U r I E 就可以求出电动势E 和阻r ．或多测几组I 、U 数据，求出几组E 、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实验数据，求出E 、r 的值．在标坐纸上，I 为横坐标，U 为纵坐标，测出几组U 、I 值，画出U —I 图像，根据闭合电路的欧姆定律U=E —Ir ，可知U 是I 的一次函数，这个图像应该是一条直线．如图所示，这条直线跟纵轴的交点表示电源电动势，这条直线的斜率的绝对值，即为阻r 的值。
2、电源的电动势和阻的实验的技巧（1）前，变阻器滑片应使变阻器连入的阻值最大；要测出不少于6组I 、U 数据，且变化围大些，用方程组求解时，1与4、2与5、3与6为一组，分别求出E 、r 的值再求平均值．（2）电池的路端电压变化明显，电池的阻宜大些（选用已使用过一段时间的1号干电池）．（3）I 图线时，要使较多的点落在直线上或使各点均匀落在直线的两侧，个别偏离较大的舍去不予考虑，以减少偶然误差．本实验由于干电池阻较小，路端电压U 的变化也较小，这时画U —I 图线时纵轴的刻度可以不从零开始，但这时图线和横轴的交点不再是短路电流．（4）在大电流放电时极化现象较严重，电动势E 会明显下降，阻r 会明显增大．故长时间放电不宜超过0．3A ．因此，实验中不要将电流I 调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。
（5）还可以改用一个电阻箱和一个电流表或一个电压表和一个电阻箱来测定．3、电源的电动势和阻的误差分析：]（1）读完电表示数没有立即断电，造成E 、r 变化；（2）路存在系统误差，I 真=I 测十I V 未考虑电压表的分流；（3）象法求E 、r 时作图不准确造成的偶然误差．三、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。
【要点名师精解】一、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电阻的值。
6、注意事项（1）电池的路端电压变化明显，电池的阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。
（2）电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，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）读出不少于6组I、U数据，且变化围要大些，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）作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）电池阻较小时路端电压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阻，这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。
【感悟高考真题】1.(2010·物理·10）在测量电源的电动势和阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学涉及了如图所示的实物电路。
（1） 试验时，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0R =10Ω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1R U -图像是一条直线。
若直线的斜率为k ，在1U坐标轴上的截距为b ，则该电源的电动势E= ▲，阻r= ▲（用k 、b 和R 0表示）答案：10. (2010·物理·29)某同学利用DIS ，定值电阻0R 、电阻箱1R 等实验器材测量电池a 的电动势和阻，实验装置如图1所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R ，用电压传感器测得端电压U ，并在计算机上显示出如图2所示的1/1/U R -关系图线a ，重复上述实验方法测量电池b 的电动势和阻，得到图2中的图线b.（1）由图线a 可知电池a 的电动势a E =______V ，阻a r =____Ω。
（2）若用同一个电阻R 先后与电池a 及电池b ，则两电池的输出功率a p _______b p （填“大于”、“等于”或“小于”），两电池的效率a η_____b η（填“大于”、“等于”或“小于”）。
解析：（1）根据U E U r R =+，得111r U E E R =+•，图象a ，截距b=0.51()V ，斜率k=0.25()V Ω，所以电动势12E V b==，阻r=E ·k=0.5Ω。
（2）从图象可知：截距10.2()b b V =，斜率0.13()b k V Ω=，电动势5b E V ≈，阻0.7b r ≈Ω，a E ＜b E ，a r ＜b r ，电池的输出功率2E p R R r ⎛⎫= ⎪+⎝⎭，得a p 小于b p ；电池的效率UI R EI R r η==+，得a η大于b η。
本题考查用伏阻法（电压表和电阻箱）测电源的电动势和阻，图像法，以及电源的输出功率及效率。
难度：难。
3、 （2009理综，21Ⅱ，6分）用右图所示的电路，测定一节干电池的电动势和阻。
电池的阻较小，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R 0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0.6A 、3A ）；（b ） 电压表（量程3V 、15V ）（c ） 定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W ）（d ） 定值电阻（阻值10Ω，额定功率10W ）（e ） 滑动变阻器（阴值围0--10Ω、额定电流2A ）（f ） 滑动变阻器（阻值围0-100Ω、额定电流1A ）那么（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 ； R 0应选择Ω的定值电阻，R 应选择阻值围是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】由于电源是一节干电池（1.5V ），所选量程为3V 的电压表；估算电流时，考虑到干电池的阻一般几Ω左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A 左右，所以选量程为0.6A 的电流表；由于电池阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池阻大几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。
关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小。
本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E 测<E 真，r 测<r 真。
【答案】（1）3，0.6，1，0～10。
（2）由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小。
4、（2009理综，22）硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。
某同学用题22图2所示电路探究硅光电池的路端电压U 与总电流I 的关系。
图中R 0为已知定值电阻，电压表视为理想电压表。
①请根据题22图2，用笔画线代替导线将题22图3中的实验器材连接成实验电路。
②若电压表2V 的读数为0U ，则I ＝mA ；③实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I 曲线a 。
见题22图4，由此可知电池阻（填“是”或“不是”）常数，短路电流为mA ，电动势为V 。
④实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I 曲线b ，见题22图4.当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V 。
则实验二中外电路消耗的电功率为mW （计算结果保留两位有效数字）。
【答案】①见22题答案图，②00U R ，③不是，0.295(0.293-0.297)，2.67(2.64-2.70)，④0.065(0.060-0.070) 【解析】①见右图；②根据欧姆定律可知I ＝00U R ； ③路端电压U ＝E －Ir ，若r 为常数、则U-I 图为一条不过原点的直线，由曲线a 可知电池阻不是常数；当U ＝0时的电流为短路电流、约为295μA ＝0.295mA ；当电流I ＝0时路端电压等于电源电动势E 、约为2.67V ；④实验一中的路端电压为U 1＝1.5V 时电路中电流为I 1＝0.21mA ，连接a 中点（0.21mA 、1.5V ）和坐标原点，此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻（定值电阻）的U-I 图，和图线b 的交点为实验二中的路端电压和电路电流，如右图,电流和电压分别为I ＝97μA 、U ＝0.7V,则外电路消耗功率为P ＝UI ＝0.068 mW 。
5．（2009物理，14，11分，）图1是利用两个电流表和测量干电池电动势E 和阻r 的电路原理图。
图中S 为开关，R 为滑动变阻器，固定电阻1R 和阻之和为10000 （比r 和滑动变阻器的总电阻都大得多），为理想电流表。
①按电路原理图在图2虚线框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，读出电流表和的示数1I 和2I 。
多次改变滑动端c 的位置，得到的数据为 I 1(mA) 0.120.125 0.130 0.35 0.140 0.145 I 2(mA) 480 400 320[] 232 140 68 在图3所示的坐标纸上以1I 为纵坐标、2I 为横坐标画出所对应的12I I -曲线。
④利用所得曲线求的电源的电动势E=V ，阻r=Ω．（保留两位小数）⑤该电路中电源输出的短路电流m I =A 。
【答案】①连线如图1所示，②b 端，③如图2所示。
④1.49（1.48～1.50），0.60（0.55～0.65）⑤2.4（2.3～2.7）【解析】②实验前滑动变阻器接入电路电阻值最大；④由图线上读出两组数值，代入E ＝I 1R 1+（I 1＋I 2）r 构成方程组联立求解E 和r ；⑤短路电流m I =E/r 。