2019届高三第一轮复习 第八章实验十(带例题) 测电源电动势和内阻
测定电源的电动势及内阻-2019年高考物理一轮复习+Word版含解析
测定电源的电动势及内阻高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆要测量一只电压表的内阻R V。
提供的器材有：待测电压表V（量程0—3v，内阻约为3 kΩ）；电阻箱R0（阻值0~9 999.9 Ω）；滑动变阻器R1（阻值0~20 Ω，额定电流为1 A）；滑动变阻器R2（0~1 500 Ω，额定电流为0.5 A）；电源E（电动势为6 V，内阻为0.5 Ω）；开关S及导线若干。
（1）如果采用图所示的电路测定电压表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，滑动变阻器R应选用。
（2）在以下所给的实验步骤中，排出合理的顺序为：。
A．合上开关S；B．使滑动触头P处于最左端，R′的阻值调至最大；C．保持滑动变阻器的解头位置不变，增大电阻箱的阻值，使电压表示数为满偏读数的一半，记下电阻箱的此时阻值R2′D．调节电阻箱和滑动变阻器，使电压表示数满偏，记下电阻箱的此时阻值R1′；（3）用测得的物理量表示电压表内阻应为；（4）在上述实验中测得的电压表内阻值会比真实值。
（填“偏大”、“偏小”或“相同”）【参考答案】（1）R1（2）BADC （3）R2′–2R1′ （4）偏大【试题解析】（1）电源电动势是6 V，滑动变阻器阻值0~20 Ω，额定电流为1 A，电源接在滑动变阻器两端，最大电流为0.6 A，能保证电路安全；要精确测量待测电压表内阻，方便实验操作，可以选用滑动变阻器；（2）半偏法测电压表内阻，合理的实验步骤是：使滑动触头P处于最左端，R′的阻值调至最大；合上开关S；调节电阻箱和滑动变阻器，使电压表示数满偏，记下电阻箱的此时阻值；保持滑动变阻器的触头位置不变，增大电阻箱的阻值，使电压表示数为满偏读数的一半，记下电阻箱的此时阻值；（3）设电压表与定值电阻的串联电压为U，电压表内阻为，电压表示数满偏时，电阻箱的阻值为，电路电流①；电压表与定值电阻的串联电压不变，增大电阻箱的阻值，使电压表示数为满偏读数的一半，电压表内阻不变，由可知，电压表示数变为原来的一半，则电路电流变为原来的一半，此时②，由①②解得：；（4）在实验步骤C中，保持滑动变阻器的触头位置不变，增大电阻箱的阻值，电路总电阻变大，待测电压表与定值电阻的串联电压变大，当电压表半偏时电阻箱的阻值偏大，则电压表内阻测量值偏大。
2019版高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第5讲 实验：测定电源的电动势和内阻学案
第5讲 实验：测定电源的电动势和内阻微知识1 实验目的 测定电源的电动势和内阻。
微知识2 实验原理1．用电压表、电流表、可变电阻(如滑动变阻器)测量。
如图甲所示：测出两组U 、I 值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：E ＝U ＋Ir 。
2．用电流表、电阻箱测量。
如图乙所示：测出两组I 、R 值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：E ＝I (R ＋r )。
甲 乙 丙3．用电压表、电阻箱测量。
如图丙所示：测出两组U 、R 值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：E ＝U ＋URr 。
下面以图甲所示的方法介绍实验步骤和实验数据的处理方法。
微知识3 实验器材电池(待测电源)，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，导线，坐标纸。
微知识4 实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好。
2．把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。
3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的读数，用同样方法测量并记录几组电压、电流值。
4．断开开关，整理好器材。
5．数据处理：在坐标纸上作U －I 图线，求出E 、r 。
微知识5 数据处理1．公式法：原则上，利用两组U、I数据，根据公式E＝U＋Ir便可得到E、r，但这样误差较大，为减小误差，可测多次求平均值。
2．图象法：将多组U、I数据描在坐标纸上，利用图线求解电动势和内阻。
(1)图线的纵坐标是路端电压，横坐标是干路电流，根据U＝E－Ir，图线是向下倾斜的直线。
(2)电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持一定，而这里的U－I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，才有I和U的变化。
(3)实验中至少得到5组以上实验数据，画在坐标纸上拟合出一条直线。
要使多数点落在直线上，且分布在直线两侧的点个数大致相等。
(4)将图线延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就等于电动势。
横轴截距点(路端电压U＝0)意味着短路情况，它的数值等于短路电流。
高考物理一轮复习 测定电源的电动势和内阻教学实验(含解析)
实验10：测定电源的电动势和内阻一、实验目的1．用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻。
2．进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解。
3．进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方法。
二、实验原理1．实验依据：闭合电路的欧姆定律2．实验电路：如图所示3．E 和r 的求解：由U ＝E －I r得⎩⎪⎨⎪⎧ U 1＝E －I 1r U 2＝E －I 2r ，解得⎩⎪⎨⎪⎧E ＝I 1U 2－I 2U 1I 1－I 2r ＝U 2－U 1I 1－I 24．作图法数据处理，如图所示。
(1)图线与纵轴交点为E 。
(2)图线与横轴交点为I 短＝E r。
(3)图线的斜率表示r ＝ΔU ΔI。
三、实验器材电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干、坐标纸。
四、实验步骤1．按如图所示电路图连接成电路，电流表取0～0.6 A 量程，电压表取0～3 V 量程，将滑动变阻器阻值调到有效电阻最大(图中左端)。
2．检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器触头的位置，使电流表有明显示数，记下一组(I ，U)值。
3．改变滑动变阻器滑片的位置5次，用同样的方法，再测出五组(I ，U)数值。
然后断开开关，整理好仪器。
4．建立坐标系、描点。
纵轴表示电压，横轴表示电流，取合适的标度，使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上，必要时纵坐标可以不从零开始取值。
5．根据描出的坐标点作出U-I 图象，并延长与两坐标轴相交。
6．测算电动势和内电阻，准确读出U-I 图线与纵轴和横轴的交点坐标，即读出E 和I短，进一步算出内阻r ＝E I 短＝ΔU ΔI，如图所示。
五、数据处理本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法。
方法一 取六组对应的U 、I 数据，数据满足的关系式U 1＝E －I 1r 、U 2＝E －I 2r 、U 3＝E －I 3r ……让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E 、r ，取其平均值作为电池的电动势E 和内阻r 的大小。
高考物理一轮复习专题8.5 实验十 测定电源的电动势和内阻(练)(解析版)
专题8.5实验十测定电源的电动势和内阻1.（陕西西安市第一中学2019届期末）在测量电源电动势和内电阻的实验中，已知一节干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.30Ω；电压表V(量程为3V，内阻约3kΩ)；电流表A(量程为0.6A，内阻为0.70Ω)；滑动变阻器R(10Ω，2A)．为了更准确地测出电源电动势和内阻．(1)请在图甲方框中画出实验电路图．(2)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图乙所示的U－I图线，由图可得该电源电动势E＝V，内阻r＝Ω.(结果均保留两位有效数字)【答案】(1)图见解析(2)1.50.3【解析】(1)由于电流表内阻已知，应采用电流表外接法，电路图如图所示．(2)由图可知，图象的纵截距表示电源的电动势，故E＝1.5V，内阻为r＝1.5－1.0Ω－0.7Ω＝0.3Ω.0.52．（湖南省邵阳一中2019届质检）为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材：A．被测干电池一节B．电流表A1，量程0～0.6A，内阻r＝0.3ΩC．电流表A2，量程0～0.6A，内阻约为0.1ΩD．电压表V1，量程0～3V，内阻未知E．电压表V2，量程0～15V，内阻未知F．滑动变阻器1,0～10Ω，2AG ．滑动变阻器2,0～100Ω，1A H ．开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．(1)在上述器材中请选择适当的器材：(填写选项前的字母)；(2)实验电路图应选择下图中的(填“甲”或“乙”)；(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U －I 图象，则干电池的电动势E ＝V ，内电阻r ＝Ω.【答案】(1)ABDFH(2)甲(3)1.50.7【解析】(1)在上述器材中请选择适当的器材：被测干电池一节；电流表B 的内阻是已知的，故选B ，电压表选择量程0～3V 的D ，滑动变阻器选择阻值较小的F ，开关、导线若干，故选ABDFH.(2)因电流表的内阻已知，故实验电路图应选择图甲．(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U －I 图象，则干电池的电动势E ＝1.5V ，内电阻r ＝1.5－1.00.5Ω－0.3Ω＝0.7Ω.3．（江苏省苏州二中2019届调研）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V ，内电阻约1Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、开关、导线外，还有下列器材供选用：A ．电流表：量程0.6A ，内电阻约1ΩB ．电流表：量程3A ，内电阻约0.2ΩC ．电压表：量程3V ，内电阻约30kΩD ．电压表：量程6V ，内电阻约60kΩE ．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5AF ．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)．(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)．(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R 和对应电压表的示数U .用图象法处理采集到的数据，为使在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标．【答案】(1)ADF (2)adc gf h(3)1U1R(或U U R 或R UR )(横纵坐标互换亦可)【解析】(1)为了使测量更准确，电流表选量程为0.6A 的电流表A ，电池组的电动势约4.5V ，故电压表选D ，为了便于调节滑动变阻器应选F.(2)为了使测量误差尽可能小，测量电源电动势和内电阻的原理图如图(a)所示，因此将a 、d 相连，c 、g 相连，f 、h 相连．(3)用电阻箱和电压表测量电源电动势和内电阻的实验原理图如图(b)所示，根据闭合电路欧姆定律，得E ＝U ＋URr所以1U ＝1E ＋r E ·U ＝E －U R r 或R U ＝r E ＋1E R因此可作出1U －U －U R 或RU－4．（辽宁省丹东一中2019届模拟）利用如图甲所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值为999.9Ω)，电阻R0(阻值为3.0Ω)，电阻R1(阻值为3.0Ω)，电流表A(量程为200mA，内阻为R A＝6.0Ω)，开关S.实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；③以1I为纵坐标，R为横坐标，作1I－R图线(用直线拟合)；④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.回答下列问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则1I与R的关系式为______________________．(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0Ω时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________.R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.0771I/A－1 6.998.00②10.011.011.913.0(3)在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝________A－1·Ω－1，截距b ＝________A－1.(4)根据图线求得电源电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.【答案】(1)1I ＝3.0E R ＋3.0E (5.0＋r )(2)①0.110②9.09(3)见解析图1.0(0.96～1.04间均对)6.0(5.9～6.1间均对)(4)3.0(2.7～3.3间均对)1.0(0.6～1.4间均对)【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可知：E ＝IR A R ＋R 0＋r )将R 0＝3.0Ω，R 1＝3.0Ω，R A ＝6.0Ω代入上式得1I ＝3.0E ＋3.0E＋r )．(2)从读数上，有效数字要一致，即读数是0.110A ，倒数是9.09A －1.(3)由1I －R 关系式可知k ＝3.0E ，截距b ＝3.0E (5.0＋r )；由给出的数据作出图象，连线时使尽可能多的点在同一直线上，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧．由图象可知，k ＝1.0A －1·Ω－1，b ＝6.0A －1.(4)电源电动势E ＝3.0V ，电源内阻r ＝1.0Ω.5.（山西省长治一中2019届模拟）甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E 及电阻R 1和R 2阻值．实验器材有：待测电源E (不计内阻)，待测电阻R 1，待测电阻R 2，电压表V(量程为1.5V ，内阻很大)，电阻箱R (0～99.99Ω)，单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2，导线若干．(1)先测电阻R 1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：A ．闭合S 1，将S 2切换到a ，调节电阻箱，读出其示数R 0和对应的电压表示数U 1.B ．保持电阻箱示数不变，，读出电压表的示数U 2.C ．则电阻R 1的表达式为R 1＝.(2)甲同学已经测得电阻R 1＝4.80Ω，继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值．该同学的做法是：闭合S 1，将S 2切换到a ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ，由测得的数据，绘出了如图乙所示的1U －1R图线，则电源电动势E ＝V ，电阻R 2＝Ω(保留三位有效数字)．【答案】(1)将S 2切换到bU 2－U 1U 1R 0(2)1.43 1.20【解析】(1)保持电阻箱示数不变，将S 2切换到b ，由于R 0和R 1串联，所以通过R 1的电流I ＝U1R 0，R 1两端的电压为U 2－U 1，所以R 1＝U 2－U 1I ＝U 2－U 1U 1R 0.(2)根据闭合电路欧姆定律，E ＝U R (4.8＋R 2＋R )，所以1U ＝1E ·(4.8＋R 2)1R ＋1E ，由此式看出，1U －1R 图线的截距为1E ＝0.7，斜率k ＝1E ·(4.8＋R 2)＝2.8－0.70.5＝4.2，由此两式得，E ＝1.43V ，R 2＝1.20Ω.6.（浙江省宁波一中2019届模拟）某研究性学习小组欲较准确地测量一电池组的电动势及其内阻，给定的器材如下：A ．电流表G(满偏电流10mA ，内阻10Ω)B ．电流表A(0～0.6A ～3A ，内阻未知)C ．滑动变阻器R 0(0～100Ω，1A)D ．定值电阻R (阻值990Ω)E ．多用电表F ．开关与导线若干(1)某同学首先用多用电表的直流10V 挡粗略测量电池组的电动势，电表指针如图甲所示，则该电表读数为V.(2)该同学再用提供的其他实验器材，设计了如下图乙所示的电路，请你按照电路图在图丙上完成实物连线．(3)图丁为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I 1－I 2图线(I 1为电流表G 的示数，I 2为电流表A 的示数)，则由图线可以得到被测电池组的电动势E ＝V ，内阻r ＝Ω.【答案】(1)7.2(2)图见解析(3)7.5 5.0【解析】(1)量程为10V ，则最小分度为0.2，故读数为7.2V.(2)先将电流表及滑动变阻器串接在电源两端，再并联另一支路，电路中连线避免交叉．(3)电流表G 和定值电阻R 组成了一个量程为10V 的电压表，由U ＝E －Ir 可得，图象与纵轴的交点为电源的电动势，由图可知，电动势E ＝7.5V ；图象的斜率表示电源的内阻，内阻r ＝7－50.5－0.1Ω＝5.0Ω.7.（河南省商丘一中2019届质检）同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究．(1)同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1V 多一点．晓宇同学找来了一个土豆做实验，当用量程为0～3V 、内阻约50kΩ的电压表测其两极时读数为0.96V ．但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V,0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光．检查灯泡、线路均没有故障，而用电压表测量其电压确实能达到3V 多．据您猜想，出现这种现象的原因应当是：(不要求写分析、推导过程)．(2)晓宇同学用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，读得此时的读数为30Ω.小丽同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为0.32mA ，根据前面用电压表测得的0.96V 电压，由闭合电路欧姆定律得：r ＝E I ＝0.960.32×10－3Ω＝3.0kΩ.因而晓宇同学说土豆的内阻为30Ω，而小丽同学则说是3kΩ.请你判断，用晓宇或小丽同学的方法测量“土豆电池”的内阻，结果是否准确，为什么？请分别说明理由.(3)若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择；A．电流表A1(量程为0～0.6A，内阻为1Ω)B．灵敏电流表A2(量程为0～0.6mA，内阻为800Ω)C．灵敏电流表A3(量程为0～300μA，内阻未知)D．滑动变阻器R1(最大阻值约10Ω)E．滑动变阻器R2(最大阻值约2kΩ)F．定值电阻(阻值2kΩ)G．变阻箱(0～9999Ω)①为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻，实验中应选择的器材是(填器材前的字母代号)．②在方框中画出设计的电路图．【答案】(1)水果电池内阻太大(2)见解析(3)①BG②图见解析【解析】(1)“苹果电池”的内阻太大，接灯泡时，电流太小，灯泡功率太小，不会发光；(2)晓宇的方法不正确，因水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接接“土豆电池”的两极时，欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联，影响测量的结果，故测不准；小丽同学测量的误差也很大，理想状态下用电流表测得的是短路电流，伏特表测得的应当是电源电动势，但由于水果电池的内阻很大，伏特表的内阻不是远大于水果电池的内阻，故其测得的电动势误差大，算得的内阻亦不准确．(3)①安阻法测电源电动势与内阻需要电阻箱与电流表，由题意可知，水果电池内阻很大，通过水果电池的最大电流较小，为保证安全并精确测量，电流表可选B，所以选择器材B、G.②安阻法测电源电动势与内阻的实验电路图如图所示．8．（黑龙江省鹤岗一中2019届模拟）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V ，内电阻约1Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A ．电流表：量程0.6A ，内电阻约1ΩB ．电流表：量程3A ，内电阻约0.2ΩC ．电压表：量程3V ，内电阻约30kΩD ．电压表：量程6V ，内电阻约60kΩE ．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5AF ．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A (1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)．(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将__________和________相连、________和________相连、__________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)．(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R 和对应电压表的示数U .用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标．【答案】(1)A D F (2)a d c g f h(3)1U1R或U U R ；或R UR【解析】(1)因三节干电池的电动势约为4.5V ，故电压表应选D ；因干电池放电电流不宜超过0.5A ，故电流表应选A ；由电压表和电流表的测量范围可知滑动变阻器选用F 即可．(2)本实验的实验电路如图甲所示．所以还需要用导线将a 与d 相连，c 与g 相连，f 与h 相连．(3)电阻箱代替滑动变阻器，实验电路图如图乙所示．根据闭合电路欧姆定律得U ＋UR r ＝E ，整理可得三种情况：①1U ＝r E ·1R ＋1E ，以1U 为纵坐标，1R ②U ＝E －r ·U R ，以U 为纵坐标，UR 为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线；③R U ＝1E ·R ＋r E ，以RU为纵坐标，R 为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线．9．（吉林省通化一中2019届模拟）某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材：①待测电池，电动势约为1.5V(小于1.5V)②电流表，量程3mA ③电流表，量程0.6A ④电压表，量程1.5V ⑤电压表，量程3V ⑥滑动变阻器，0～20Ω⑦开关一个，导线若干(1)请选择实验中需要的器材________(选填标号)．(2)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来．(3)小组由实验数据作出的U －I 图象如图乙所示，由图象可求得电源电动势为__________V ，内电阻为____________Ω.【答案】(1)①③④⑥⑦(2)图见解析(3)1.40 2.8【解析】(1)电流表量程3mA不能满足实验需要，故选量程为0.6A的电流表；电动势小于1.5V，故选量程为1.5V的电压表．其他都是电路必需器材，故所需器材为：①③④⑥⑦.(2)如图所示．(3)根据图象得：E＝1.40V，r＝2.8Ω.10．（福建省莆田一中2019届调研）某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100μA，内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9Ω)和若干导线．(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表，则应将表头与电阻箱_____________(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为_______________Ω.(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图所示，通过改变电阻R 测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如下表．123456R/Ω95.075.055.045.035.025.0I/mA15.018.724.829.536.048.0IR/V 1.42 1.40 1.36 1.33 1.26 1.20①根据表中数据，下图中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图中，并画出IR－I图线．②根据图线可得电池的电动势E是________V，内阻r是________Ω.【答案】(1)并联 5.0(2)①作图略②1.53 2.0【解析】(1)I g＝100μA，R g＝2500Ω，量程I＝50mA，根据并联分流原理，改装成大量程电流表需并联的电阻R＝I g R gI－I g＝5.0Ω；(2)根据闭合电路欧姆定律，E＝IR＋Ir，即IR＝E－Ir，所以IR－I图象的纵轴截距即等于电池的电动势E的大小，斜率的绝对值即等于电池内阻r的大小，由图象可求出E＝1.53V，r＝2.0Ω.11．（浙江省丽水一中2019届模拟）一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻．准备的器材有：电流表A(0～200mA，内阻是12Ω)电阻箱R(最大阻值9.9Ω)一个开关和若干导线．(1)由于电流表A的量程较小，考虑到安全因素，同学们将一个定值电阻和电流表A(填“串联”或“并联”)，若要使连接后流过定值电阻的电流是流过电流表A的电流的3倍，则定值电阻的阻值R0＝Ω.(2)虚线框中为同学设计的实验电路的一部分，请将电路图补充完整．(3)若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表A的示数I，并计算出1I得到多组数据后描点作出R－1I图线如图所示，则该电源的电动势E＝V，内阻r＝Ω.【答案】(1)并联4(2)图见解析(3)8.0 3.0【解析】(1)由并联电路规律可知，并联部分电压相等，要使并联后流过定值电阻的电流是流过电流表的电流的3倍；则定值电阻的阻值应是电流表内阻的13；故有：R 0＝13r ＝4Ω.(2)电路如图．(3)由闭合电路欧姆定律可知I ＝14×E R ＋r ＋4×124＋12，变形得R ＝E 4·1I－3－r故图象中的斜率等于k ＝E4＝2.0故E ＝8.0V图象与纵坐标的交点为－6.0＝－r －3解得r ＝3.0Ω.12．（广东省汕头一中2019届质检）实验室有下列器材：灵敏电流计G(内阻约为50Ω)；电压表V(0～3V ，内阻约为10kΩ)；电阻箱R 1(0～9999Ω)；滑动变阻器R 2(0～100Ω，1.5A)；旧干电池一节；导线开关若干．(1)某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路如图甲所示，测得电压表示数为2V ，灵敏电流计示数为4mA ，电阻箱旋钮位置如图乙所示，则灵敏电流计内阻为Ω.(2)为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R 1的阻值调为Ω.调好后连接成如图丙所示的电路测干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出了几组电压表和灵敏电流计的示数如下表，请在图丁所示的坐标系中作出合适的I G －U 图线.I G /mA 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0U /V0.80.91.0 1.1 1.2(3)由作出的I G －U 图线求得干电池的电动势E ＝V ，内阻r ＝Ω.【答案】(1)45(2)5图见解析(3)1.415.5【解析】(1)由图乙所示电阻箱可知，电阻箱示数为：R 1＝0×1000Ω＋4×100Ω＋5×10Ω＋5×1Ω＝455Ω，由欧姆定律可得R g ＋R 1＝U I ＝20.004Ω＝500Ω，电流计内阻为：R g ＝(500－455)Ω＝45Ω.(2)将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，并联电阻阻值：R ＝I g R g I －I g ＝45I g10I g －I g＝5Ω.根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象，图象如图所示．(3)由图示电源U －I 图象可知，图象与纵轴交点坐标值为1.4，电源电动势E ＝1.4V ，电流表内阻R A ＝R 1R g R 1＋R g ＝5×455＋45Ω＝4.5Ω，且ΔU ΔI ＝1.4－0.80.003×10＝20Ω，电源内阻r ＝k －R A ＝(20－4.5)Ω＝15.5Ω.13．（江西省新余一中2019届模拟）用DIS 测电源电动势和内电阻电路如图(a)所示，R 0为定值电阻．(1)调节电阻箱R ，记录电阻箱的阻值R 和相应的电流值I ，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图(b)所示图线，则该图线选取了为纵坐标，由图线可得该电源电动势为V.(2)现有三个标有“2.5V 0.6A”相同规格的小灯泡，其I －U 特性曲线如图(c)所示，将它们与图(a)中电源按图(d)所示电路相连，A 灯恰好正常发光，则电源内阻r ＝Ω，图(a)中定值电阻R 0＝Ω.(3)若将图(a)中定值电阻R 0换成图(d)中小灯泡A ，调节电阻箱R 的阻值，使电阻箱R 消耗的电功率是小灯泡A 的两倍，则此时电阻箱阻值应调到Ω.【答案】(1)1I4.5(2)2.52(3)4.80(4.6～4.9均可)【解析】(1)由闭合电路欧姆定律可知I ＝E R ＋R 0＋r；要形成与电阻成一次函数关系，则纵坐标只能取1I ；则有1I ＝R E ＋R 0＋r E ；则图象的斜率为k ＝1E ＝14.5；则有E ＝4.5V ；R 0＋r E＝1，则有R 0＋r ＝4.5Ω.(2)A 灯正常发光的电流为I ＝0.6A ；则B 、C 两灯的电流为0.3A ，由图象可知，B 、C 两灯的电压为0.5V ；路端电压为U ＝2.5V ＋0.5V ＝3V ；则内压为U 内＝(4.5－3)V ＝1.5V ；则内阻为r ＝1.50.6Ω＝2.5Ω；则定值电阻为R 0＝(4.5－2.5)Ω＝2Ω.(3)灯泡与电阻箱串联，故灯泡与电阻中流过的电流相等，若电阻箱阻值为灯泡电阻的两倍，则电阻箱两端的电压为灯泡两端电压的两倍，设灯泡两端电压为U ，则滑动变阻器两端电压为2U ，由闭合电路欧姆定律可知3U ＋2.5I ＝4.5，变形得I ＝1.8－1.2U ；在上图中作出对应的I －U 图象，则与原图象的交点为符合条件点；由图可知，I ＝0.48A ，U ＝1.15V ；则电阻箱阻值为R ＝2U I ＝2×1.150.48Ω＝4.80Ω(4.6～4.9均可)．14.（安徽省安庆一中2019届调研）利用如图甲所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值为999.9Ω)，电阻R0(阻值为3.0Ω)，电阻R1(阻值为3.0Ω)，电流表A(量程为200mA，内阻为R A＝6.0Ω)，开关S.实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；③以1I为纵坐标，R为横坐标，作1I－R图线(用直线拟合)；④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.回答下列问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则1I与R的关系式为________________.(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0Ω时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________.R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.0771I/A－1 6.998.00②10.011.011.913.0(3)在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝________A－1·Ω－1，截距b＝________A－1.(4)根据图线求得电源电动势E ＝__________V ，内阻r ＝________Ω.【答案】(1)1I ＝3.0E R ＋3.0E (5.0＋r )(2)①0.110②9.09(3)图见解析1.0(0.96～1.04间均对) 6.0(5.9～6.1间均对)(4)3.0(2.7～3.3间均对) 1.0(0.6～1.4间均对)【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可知：E ＝IR A R ＋R 0＋r )将R 0＝3.0Ω，R 1＝3.0Ω，R A ＝6.0Ω代入上式得1I ＝3.0E R ＋3.0E(5.0＋r )．(2)从读数上，有效数字要一致，即读数是0.110A ，倒数是9.09A －1.(3)由1I －R 关系式可知k ＝3.0E ，截距b ＝3.0E (5.0＋r )；由给出的数据作出图象，连线时使尽可能多的点在同一直线上，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧．由图象可知，k ＝1.0A －1·Ω－1，b ＝6.0A －1.(4)电源电动势E ＝3.0V ，电源内阻r ＝1.0Ω.15．（山东省济宁一中2019届模拟）甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E 及电阻R 1和R 2的阻值．实验器材有：待测电源E (不计内阻)，待测电阻R 1，待测电阻R 2，电压表V(量程为1.5V ，内阻很大)，电阻箱R (0～99.99Ω)，单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2，导线若干．(1)先测电阻R 1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：闭合S 1，将S 2切换到a ，调节电阻箱，读出其示数R 0和对应的电压表示数U 1.保持电阻箱示数不变，______________________，读出电压表的示数U 2.则电阻R 1的表达式为R 1＝______________.(2)甲同学已经测得电阻R 1＝4.80Ω，继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值，该同学的做法是：闭合S 1，将S 2切换到a ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ，用测得的数据，绘出了如图乙所示的1U －1R 图线，则电源电动势E ＝__________V ，电阻R 2＝________Ω(保留三位有效数字)．【答案】(1)将S 2切换到bU 2－U 1U 1R 0(2)1.431.20【解析】(1)保持电阻箱示数不变，将S 2切换到b ，由于R 和R 1串联，所以通过R 1的电流I ＝U1R 0R 1两端的电压为U 2－U 1，所以R 1＝U 2－U 1I ＝U 2－U 1U 1R 0.(2)根据闭合电路欧姆定律，E ＝U R (4.8＋R 2＋R )，所以1U ＝1E ·(4.8＋R 2)1R ＋1E ，由此式看出，1U －1R 图线的截距为1E ＝0.7，斜率k ＝1E ·(4.8＋R 2)＝2.8－0.70.5＝4.2，由此两式得，E ≈1.43V ，R 2＝1.20Ω.16.（广东省中山一中2019届质检）硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件．某同学利用图甲所示电路探究某硅光电池的路端电压U 与电流I 的关系．图中定值电阻R 0＝2Ω，电压表、电流表均可视为理想电表．(1)用笔画线代替导线，根据电路图，将图乙中的实物电路补充完整．(2)实验一：用一定强度的光照射硅光电池，闭合开关S ，调节可调电阻R 的阻值，通过测量得到该电池的U －I 曲线a (见图丙)．则由图象可知，当电流小于200mA 时，该硅光电池的电动势为________V ，内阻为________Ω.(3)实验二：减小光照强度，重复实验，通过测量得到该电池的U －I 曲线b (见图丙)．当可调电阻R 的阻值调到某值时，若该电路的路端电压为1.5V ，由曲线b 可知，此时可调电阻R 的电功率约为_____W(结果保留两位有效数字)．【答案】(1)图见解析(2)2.9 4.0(3)0.083【解析】(1)分析题图甲所示实验原理图，根据原理图连接实物电路图，如图所示．(2)在硅光电池的U －I 图象中，当I ＝0时，U ＝E ，图线斜率的绝对值表示内阻．由图线a 可知E ＝2.9V ，在电流小于200mA 的情况下，此电池的内阻r ＝4.0Ω.(3)由图线b 可知，在实验二中当路端电压为1.5V 时，电路电流I ＝60mA ＝0.06A ，由欧姆定律可知，此时外电阻R 外＝U 外I＝1.5V 0.06A ＝25Ω，可调电阻阻值R ＝R 外－R 0＝25Ω－2Ω＝23Ω，可调电阻消耗的电功率P ＝I 2R ＝(0.06A)2×23Ω＝0.083W.17.（陕西工业大学附中2019届模拟）用实验测一电池的内阻r 和一待测电阻的阻值R x .已知电池的电动势约为6V ，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有：电流表A 1(量程0～30mA)；电流表A 2(量程0～100mA)；电压表V(量程0～6V)；滑动变阻器R 1(阻值0～5Ω)；滑动变阻器R 2(阻值0～300Ω)；开关S 一个，导线若干条．某同学的实验过程如下：Ⅰ.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路．甲Ⅱ.将R 的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R 的阻值，测出多组U 和I 的值，并记录．以U 为纵轴，I 为横轴，得到如图乙所示的图线．乙Ⅲ.断开开关，将R x 改接在B 、C 之间，A 与B 直接相连，其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤，得到另一条U －I 图线，图线与横轴I 的交点坐标为(I 0,0)，与纵轴U 的交点坐标为(0，U 0)．回答下列问题：(1)电流表应选用______，滑动变阻器应选用________.(2)由图乙的图线，得电源内阻r ＝________Ω.(3)用I 0、U 0和r 表示待测电阻的关系式R x ＝________，代入数值可得R x .(4)若电表为理想电表，R x 接在B 、C 之间与接在A 、B 之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围________，电压表示数变化范围________.(选填“相同”或“不同”)【答案】(1)A 2R 2(2)25(3)U 0I 0－r (4)相同不同【解析】(1)由U －I 图线可知电流表量程应为0～100mA ，故选A 2.路端电压大于5.5V ，而电源电动势E ＝6V ，故R 外≫r ，则滑动变阻器选R 2.(2)由题图得：r ＝|ΔUΔI |＝25Ω.(3)R x ＋r ＝U 0I 0，R x ＝U0I 0－r .(4)电流I ＝ER ＋r ＋R x，r ＋R x 一定，R 从300Ω变到某同一阻值，电流变化范围相同．R x 接AB 间时，U＝E R ＋R x ＋r (R ＋R x )，R x 接BC 间时，U ′＝E R ＋R x ＋rR ，故两种情况下电压变化不同．1.(2018·江苏高考)一同学测量某干电池的电动势和内阻。
高考物理一轮复习专题8.5 实验十 测定电源的电动势和内阻(练)(原卷版)
专题8.5实验十测定电源的电动势和内阻1.（陕西西安市第一中学2019届期末）在测量电源电动势和内电阻的实验中，已知一节干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.30Ω；电压表V(量程为3V，内阻约3kΩ)；电流表A(量程为0.6A，内阻为0.70Ω)；滑动变阻器R(10Ω，2A)．为了更准确地测出电源电动势和内阻．(1)请在图甲方框中画出实验电路图．(2)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图乙所示的U－I图线，由图可得该电源电动势E＝V，内阻r＝Ω.(结果均保留两位有效数字)2．（湖南省邵阳一中2019届质检）为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材：A．被测干电池一节B．电流表A1，量程0～0.6A，内阻r＝0.3ΩC．电流表A2，量程0～0.6A，内阻约为0.1ΩD．电压表V1，量程0～3V，内阻未知E．电压表V2，量程0～15V，内阻未知F．滑动变阻器1,0～10Ω，2AG．滑动变阻器2,0～100Ω，1AH．开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．(1)在上述器材中请选择适当的器材：(填写选项前的字母)；(2)实验电路图应选择下图中的(填“甲”或“乙”)；(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U－I图象，则干电池的电动势E＝V，内电阻r＝Ω.3．（江苏省苏州二中2019届调研）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V，内电阻约1Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、开关、导线外，还有下列器材供选用：A．电流表：量程0.6A，内电阻约1ΩB．电流表：量程3A，内电阻约0.2ΩC．电压表：量程3V，内电阻约30kΩD．电压表：量程6V，内电阻约60kΩE．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5AF．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)．(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)．(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图象法处理采集到的数据，为使在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标．4．（辽宁省丹东一中2019届模拟）利用如图甲所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值为999.9Ω)，电阻R0(阻值为3.0Ω)，电阻R1(阻值为3.0Ω)，电流表A(量程为200mA，内阻为R A＝6.0Ω)，开关S.实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；③以1I为纵坐标，R为横坐标，作1I－R图线(用直线拟合)；④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.回答下列问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则1I与R的关系式为______________________．(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0Ω时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________.R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.0771I/A－1 6.998.00②10.011.011.913.0(3)在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝________A－1·Ω－1，截距b ＝________A－1.(4)根据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.5.（山西省长治一中2019届模拟）甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2阻值．实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为1.5V，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．(1)先测电阻R1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：A．闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1.B．保持电阻箱示数不变，，读出电压表的示数U2.C．则电阻R1的表达式为R1＝.(2)甲同学已经测得电阻R1＝4.80Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值．该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的1U－1R图线，则电源电动势E＝V，电阻R2＝Ω(保留三位有效数字)．6.（浙江省宁波一中2019届模拟）某研究性学习小组欲较准确地测量一电池组的电动势及其内阻，给定的器材如下：A．电流表G(满偏电流10mA，内阻10Ω)B．电流表A(0～0.6A～3A，内阻未知)C．滑动变阻器R0(0～100Ω，1A)D．定值电阻R(阻值990Ω)E．多用电表F．开关与导线若干(1)某同学首先用多用电表的直流10V挡粗略测量电池组的电动势，电表指针如图甲所示，则该电表读数为V.(2)该同学再用提供的其他实验器材，设计了如下图乙所示的电路，请你按照电路图在图丙上完成实物连线．(3)图丁为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I 1－I 2图线(I 1为电流表G 的示数，I 2为电流表A 的示数)，则由图线可以得到被测电池组的电动势E ＝V ，内阻r ＝Ω.7.（河南省商丘一中2019届质检）同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究．(1)同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1V 多一点．晓宇同学找来了一个土豆做实验，当用量程为0～3V 、内阻约50kΩ的电压表测其两极时读数为0.96V ．但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V,0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光．检查灯泡、线路均没有故障，而用电压表测量其电压确实能达到3V 多．据您猜想，出现这种现象的原因应当是：(不要求写分析、推导过程)．(2)晓宇同学用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，读得此时的读数为30Ω.小丽同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为0.32mA ，根据前面用电压表测得的0.96V 电压，由闭合电路欧姆定律得：r ＝E I ＝0.960.32×10－3Ω＝3.0kΩ.因而晓宇同学说土豆的内阻为30Ω，而小丽同学则说是3kΩ.请你判断，用晓宇或小丽同学的方法测量“土豆电池”的内阻，结果是否准确，为什么？请分别说明理由.(3)若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择；A ．电流表A 1(量程为0～0.6A ，内阻为1Ω)B ．灵敏电流表A 2(量程为0～0.6mA ，内阻为800Ω)C ．灵敏电流表A 3(量程为0～300μA ，内阻未知)D ．滑动变阻器R 1(最大阻值约10Ω)E ．滑动变阻器R 2(最大阻值约2kΩ)F．定值电阻(阻值2kΩ)G．变阻箱(0～9999Ω)①为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻，实验中应选择的器材是(填器材前的字母代号)．②在方框中画出设计的电路图．8．（黑龙江省鹤岗一中2019届模拟）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V，内电阻约1Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A．电流表：量程0.6A，内电阻约1ΩB．电流表：量程3A，内电阻约0.2ΩC．电压表：量程3V，内电阻约30kΩD．电压表：量程6V，内电阻约60kΩE．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5AF．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)．(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将__________和________相连、________和________相连、__________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)．(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标．9．（吉林省通化一中2019届模拟）某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材：①待测电池，电动势约为1.5V(小于1.5V)②电流表，量程3mA③电流表，量程0.6A④电压表，量程1.5V⑤电压表，量程3V⑥滑动变阻器，0～20Ω⑦开关一个，导线若干(1)请选择实验中需要的器材________(选填标号)．(2)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来．(3)小组由实验数据作出的U－I图象如图乙所示，由图象可求得电源电动势为__________V，内电阻为____________Ω.10．（福建省莆田一中2019届调研）某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100μA，内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9Ω)和若干导线．(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表，则应将表头与电阻箱_____________(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为_______________Ω.(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图所示，通过改变电阻R 测相应的电流I ，且作相关计算后一并记录如下表．123456R /Ω95.075.055.045.035.025.0I /mA 15.018.724.829.536.048.0IR /V1.421.401.361.331.261.20①根据表中数据，下图中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图中，并画出IR －I 图线．②根据图线可得电池的电动势E 是________V ，内阻r 是________Ω.11．（浙江省丽水一中2019届模拟）一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻．准备的器材有：电流表A (0～200mA ，内阻是12Ω)电阻箱R(最大阻值9.9Ω)一个开关和若干导线．(1)由于电流表A 的量程较小，考虑到安全因素，同学们将一个定值电阻和电流表A(填“串联”或“并联”)，若要使连接后流过定值电阻的电流是流过电流表A 的电流的3倍，则定值电阻的阻值R 0＝Ω.(2)虚线框中为同学设计的实验电路的一部分，请将电路图补充完整．(3)若实验中记录电阻箱的阻值R 和电流表A 的示数I ，并计算出1I 得到多组数据后描点作出R －1I图线如图所示，则该电源的电动势E＝V，内阻r＝Ω.12．（广东省汕头一中2019届质检）实验室有下列器材：灵敏电流计G(内阻约为50Ω)；电压表V(0～3V，内阻约为10kΩ)；电阻箱R1(0～9999Ω)；滑动变阻器R2(0～100Ω，1.5A)；旧干电池一节；导线开关若干．(1)某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路如图甲所示，测得电压表示数为2V，灵敏电流计示数为4 mA，电阻箱旋钮位置如图乙所示，则灵敏电流计内阻为Ω.(2)为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R1的阻值调为Ω.调好后连接成如图丙所示的电路测干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出了几组电压表和灵敏电流计的示数如下表，请在图丁所示的坐标系中作出合适的I G－U图线.I G/mA 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0U/V0.80.9 1.0 1.1 1.2(3)由作出的I G－U图线求得干电池的电动势E＝V，内阻r＝Ω.13．（江西省新余一中2019届模拟）用DIS测电源电动势和内电阻电路如图(a)所示，R0为定值电阻．(1)调节电阻箱R，记录电阻箱的阻值R和相应的电流值I，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图(b)所示图线，则该图线选取了为纵坐标，由图线可得该电源电动势为V.(2)现有三个标有“2.5V 0.6A”相同规格的小灯泡，其I －U 特性曲线如图(c)所示，将它们与图(a)中电源按图(d)所示电路相连，A 灯恰好正常发光，则电源内阻r ＝Ω，图(a)中定值电阻R 0＝Ω.(3)若将图(a)中定值电阻R 0换成图(d)中小灯泡A ，调节电阻箱R 的阻值，使电阻箱R 消耗的电功率是小灯泡A 的两倍，则此时电阻箱阻值应调到Ω.14.（安徽省安庆一中2019届调研）利用如图甲所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R (最大阻值为999.9Ω)，电阻R 0(阻值为3.0Ω)，电阻R 1(阻值为3.0Ω)，电流表A(量程为200mA ，内阻为R A ＝6.0Ω)，开关S.实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S ；②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I 和电阻箱相应的阻值R ；③以1I 为纵坐标，R 为横坐标，作1I －R 图线(用直线拟合)；④求出直线的斜率k 和在纵轴上的截距b .回答下列问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则1I与R的关系式为________________.(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0Ω时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________.R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.0771/A－1 6.998.00②10.011.011.913.0I(3)在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝________A－1·Ω－1，截距b＝________A－1.(4)根据图线求得电源电动势E＝__________V，内阻r＝________Ω.15．（山东省济宁一中2019届模拟）甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2的阻值．实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为1.5V，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．(1)先测电阻R1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1.保持电阻箱示数不变，______________________，读出电压表的示数U2.则电阻R1的表达式为R1＝______________.(2)甲同学已经测得电阻R1＝4.80Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值，该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，用测得的数据，绘出了如图乙所示的1U－1R图线，则电源电动势E＝__________V，电阻R2＝________Ω(保留三位有效数字)．16.（广东省中山一中2019届质检）硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件．某同学利用图甲所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系．图中定值电阻R0＝2Ω，电压表、电流表均可视为理想电表．(1)用笔画线代替导线，根据电路图，将图乙中的实物电路补充完整．(2)实验一：用一定强度的光照射硅光电池，闭合开关S，调节可调电阻R的阻值，通过测量得到该电池的U－I曲线a(见图丙)．则由图象可知，当电流小于200mA时，该硅光电池的电动势为________V，内阻为________Ω.(3)实验二：减小光照强度，重复实验，通过测量得到该电池的U－I曲线b(见图丙)．当可调电阻R的阻值调到某值时，若该电路的路端电压为1.5V，由曲线b可知，此时可调电阻R的电功率约为_____W(结果保留两位有效数字)．17.（陕西工业大学附中2019届模拟）用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值R x.已知电池的电动势约为6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有：电流表A1(量程0～30mA)；电流表A2(量程0～100mA)；电压表V(量程0～6V)；滑动变阻器R1(阻值0～5Ω)；滑动变阻器R2(阻值0～300Ω)；开关S一个，导线若干条．某同学的实验过程如下：Ⅰ.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路．甲Ⅱ.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录．以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线．乙Ⅲ.断开开关，将R x改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤，得到另一条U－I图线，图线与横轴I的交点坐标为(I0,0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)．回答下列问题：(1)电流表应选用______，滑动变阻器应选用________.(2)由图乙的图线，得电源内阻r＝________Ω.(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式R x＝________，代入数值可得R x.(4)若电表为理想电表，R x接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围________，电压表示数变化范围________.(选填“相同”或“不同”)1.(2018·江苏高考)一同学测量某干电池的电动势和内阻。
2019版高考物理一轮复习： 第八章 恒定电流 微专题63 实验：测定电源的电动势和内阻
63 实验：测定电源的电动势和内阻[方法点拨] (1)图象法处理数据是本实验重点．根据闭合电路欧姆定律找出图象的函数关系式，从而确定图象斜率、截距等的意义．(2)明确实验中需要测量的量与实际测量的量的关系，进行误差分析．1．(2017·山东烟台模拟)在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，某同学利用两个理想电流表A1、A2和定值电阻R0＝2 000 Ω以及滑动变阻器，设计了如图1甲所示的电路来测量一个电池组的电动势和内阻，用I1和I2分别表示通过电流表A1和A2的电流，该同学测出的实验数据如下表所示：图1(1)根据实验测得的数据，在图乙的坐标纸上绘出I1－I2图线；(2)由I1－I2图线得出，被测电池组的电动势E＝____ V，内阻r＝________ Ω.(结果均保留两位有效数字)2．(2017·北京丰台区模拟)某物理兴趣小组的同学要测量一节干电池的电动势E和内电阻r.实验室提供如下器材：待测干电池电流表A1：量程0～0.6 A，内阻r1约为0.125 Ω电流表A2：量程0～300 μA，内阻r2为1 000 Ω滑动变阻器R：阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A电阻箱R′：阻值范围0～9 999 Ω，额定电流1 A开关S、导线若干小组中不同的同学选用了不同的器材和实验方案：(1)甲同学选用电流表A 1、电流表A 2和滑动变阻器R 、电阻箱R ′等来测量干电池的电动势和内电阻，电路如图2所示．图2①他将电流表A 2与电阻箱R ′串联，使其改装成一个量程为3.0 V 的电压表，此时电阻箱R ′的阻值应调到________ Ω；②在记录数据时，他没有记录第三组的电压值，请你根据图3电流表A 2的表盘示数写出对应的电压值U ＝______________________________________________V ；图3③请你根据他记录的数据，在图4的直角坐标系上画出U －I 图象；并由图象得到电池的电动势E ＝________ V ，内电阻r ＝________Ω.图4(2)乙同学选用电流表A 2、电阻箱R ′、开关和导线测量干电池的电动势和内阻，电路如图5所示．实验中他先将电阻箱R ′阻值调到最大，闭合开关S ；多次调节电阻箱阻值，分别记下电流表的示数I 和电阻箱对应的阻值R ′；以1I 为纵坐标，以(R ′＋r 2)为横坐标，作1I－(R ′＋r 2)图线，如图6所示，并根据图象求出图线的斜率k 和在纵轴上的截距b .图5图6请用斜率k 和截距b ，写出电动势E ＝________，内电阻r ＝________.(3)请你对两位同学的实验作出评价________________________________________ ________________________________________________________________________. 3．(2018·山东青岛二中模拟)某同学设计了如图7甲所示的电路来测量电源电动势E 、内阻r 和电阻R 1的阻值．实验器材有：待测电源(电动势为E ，内阻为r )；待测电阻R 1；电压表V(量程1.5 V ，内阻很大)；电阻箱R (0～99.99 Ω)；开关S 1；单刀双掷开关S 2；导线若干．图7(1)先测量电阻R 1的阻值，请将该同学的操作补充完整．①闭合S 1，将S 2切换到a ，调节电阻箱，读出其示数R 0和对应的电压表示数U 1； ②保持电阻箱示数不变，将S 2切换到b ，读出电压表的示数U 2； ③则电阻R 1表达式为R 1＝________________________________________.(2)该同学已经测得电阻R 1＝4.95 Ω，继续测量电源电动势E 和内阻r 做法是：闭合S 1，将S 2切换到a ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ，由测得的数据，绘出了如图乙所示的1U －1R图线，则电源电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.(保留三位有效数字)4．为测量某一电源的电动势和内阻，提供器材如下：待测电源：电动势约为4.5 V，内阻约为1.5 Ω；电压表：量程0～3 V，内阻R V＝3 kΩ；电流表：量程0～0.6 A，内阻R A约为0.1 Ω；定值电阻R1：阻值为3 Ω；定值电阻R2：阻值为1.5 kΩ；滑动变阻器R：最大阻值为10 Ω；开关、导线若干．甲同学采用如图8甲所示电路进行测量，乙同学采用如图乙所示电路进行测量．两同学通过实验获得电压表和电流表的多组读数，在U－I坐标系中分别进行描点连线，得到直线后，将直线向两侧延长，得到在两坐标轴上的截距如图丙所示．图8(1)甲同学实验获得数据为坐标系中的图线________(填写序号“①”或“②”)．(2)用图线①测得的电动势和内阻分别为________V和________Ω.(3)按照乙同学的实验电路，用细线替代导线，在图9中完成实物连接．图9答案精析1．(1)如图所示(2)3.0 1.02．(1)①9 000 ②1.20 ③如图所示 1.46(1.45～1.47均可) 0.73(0.71～0.74均可)(2)1k b k(3)乙同学的设计方案较好，实验器材简单，没有系统误差 3．(1)③U 2－U 1U 1R 0 (2)1.43 1.05(1.06也正确) 4．(1)② (2)4.47 1.49 (3)实物连线如图所示解析 (1)甲同学获得数据为题图丙坐标系中的图线②.(2)根据改装原理知，路端电压为电压表示数的3＋1.53＝1.5倍；则有1．5U ＝E －IrU ＝23E －23Ir ，故用题图丙图线①测得的电动势 E ＝2.98×1.5 V＝4.47 V ，内阻r ＝EI 0＝1.49 Ω.。
2019版高考物理一轮复习备考专题-第八章恒定电流专题63实验：测定电源的电动势和内阻2019高考备考
63 实验：测定电源的电动势和内阻
[方法点拨] (1)图象法处理数据是本实验重点．根据闭合电路欧姆定律找出图象的函数关系式，从而确定图象斜率、截距等的意义．(2)明确实验中需要测量的量与实际测量的量的关系，
进行误差分析．
1．(2017·山东烟台模拟)在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，某同学利用两个理想电流表A1、A2和定值电阻R0＝2 000 Ω以及滑动变阻器，设计了如图1甲所示的电路来测量一个电池组的电动势和内阻，用I1和I2分别表示通过电流表A1和A2的电流，该同学测出的实验数据如下表所示：
I1/mA I2/A
1 1.350.30
2 1.300.40
3 1.200.60
4 1.100.80
5 1.050.90
图1
(1)根据实验测得的数据，在图乙的坐标纸上绘出I1－I2图线；
(2)由I1－I2图线得出，被测电池组的电动势E＝____ V，内阻r＝________ Ω.(结果均保留两位有效数字)
2．(2017·北京丰台区模拟)某物理兴趣小组的同学要测量一节干电池的电动势E和内电阻r.实验室提供如下器材：
待测干电池
电流表A1：量程0～0.6 A，内阻r1约为0.125 Ω
电流表A2：量程0～300 μA，内阻r2为1 000 Ω
滑动变阻器R：阻值范围0～20 Ω，额定电流 2 A
电阻箱R′：阻值范围0～9 999 Ω，额定电流 1 A
开关S、导线若干
小组中不同的同学选用了不同的器材和实验方案：。
2019届高考物理一轮复习第八章恒定电流实验十测定电源
(2)排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变 阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图 像如图。由I1-I2图像得到电池的电动势E＝________V，内阻 r＝________Ω。
解析：(1)良好的同一根导线上任何两点都不会存在电势差，若一根
导线两端有电势差，则导线断开。a、b′间的电压不为零，说明a、
实验十 测定电源的电动势和内阻
一、实验目的 1．测定电源的电动势和内阻。 2．加深对闭合电路欧姆定律的理解。 二、实验器材
_电__池__、电压表、 电流表 、滑动变阻器、开关、导线、坐 标纸和刻度尺。
突破点(一) 实验原理与操作
[例1] (2015·天津高考)用电流表和电压表测定由三节干电池串联 组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 Ω)的电动势和内电阻，除待 测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：
a′或b、b′间有一处导线断开，若a、a′间电压不为零，说明aa′
导线断开；若a、a′间电压为零，则一定是bb′导线断开。
(2)法一：将电流表A1和R1串联当成电压表使用，电压测量值U＝I1
(r1＋R1)，根据闭合电路欧姆定律有I1(r1＋R1)＝E－I2(r＋R0)，整理
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• 答案 ①U＝E－Ir ②如图所示 ③不变 增大
• 0．975 478 0.268
• 电源的电动势和内阻测量方法一般为伏安 法，另外还有
• 以下几种方法： • 1．安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，
电路如图7-5-5甲所示，测量原理为：E＝ I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r， 此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻 偏大．
图7-5-5
2．伏阻法：用一个电压表和电阻箱测量，电路如图7-5-5乙所
示，测量原理为：E＝U1＋UR11r，E＝U2＋UR22r，由此可求出 r和E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小．
3．粗测法：用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电
源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时U＝ ≈E，需满足RV≫r.
2019届高三物理第一轮复习 课件制作讲授：邵阳市二中 谭伟卿
(1)掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内 阻的方法；进一步理解闭合电路欧姆定律。
(2)掌握用图象法求电动势和内阻的方法。
Байду номын сангаас
(1)实验依据：闭合电路欧姆定律。
(2)实验电路：如图所示。
(3)E和r的求解：由U＝E－Ir
得：UU12＝ ＝EE－ －II12rr， ，
ERV RV＋r
4．双伏法：用两个电压表可测得电源的电动
势，电路如图7-5-6所示．测量方法为：断
开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此
时，E＝U1＋U2＋
U1 RV
r，RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示
数为U1′，此时E＝U1′＋UR1′V r，解方程组可求得E和r.
• 【变式跟踪1】 (2013·长春一调)用DIS测 量干电池的电动势和内电阻的实验电路如 图7-5-7甲所示，已知干电池允许的最大 供电电流为0.5 A.
解得：Er＝＝UII121U－ －I12－ －IU21II。22U1，
(4)作图法数据处理，如图所示： ①图线与纵轴交点为电动势 E。 ②图线与横轴交点为短路电流 I 短＝Er 。 ③图线的斜率的大小表示内阻 r＝|ΔΔUI |。
电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、 开关、导线、坐标纸、铅笔。
注意事项
1．可选用旧电池：为了使电路的路端电 压变化明显，电池的内阻宜大些，可 选用已使用过一段时间的1号干电池．
2．电流不要过大，读数要快：干电池在 大电流放电时，电动势E会明显下降， 内阻r会明显增大，故长时间放电不宜 超过0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A．因此，实验中不要将I调得过大， 读电表要快，每次读完立即断电．
3．计算法求E、r：要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要 大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第 4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出 E、r值再求平均值．
4．合理选择标度：为使图线分布空间大，如图7-5-2所示，纵 坐标可以不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电
(1)电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图 实－9－1所示连接好电路。
(2)把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值 最大的一端。
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显 示数并记录一组数据(I1，U1)。用同样方法测量几组I、 U值，填入表格中。
第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 U/V I/A (4)断开开关，拆除电路，整理好器材。
1．公式法 取上表六组对应的U、I数据，数据满足关系式U1 ＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r…让第1式和第4式 联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联 立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的 电动势E和内阻r的大小。
2．描点法 以路端电压 U 为纵轴、干路电流 I 为横轴建立 U－I 坐 标系，在坐标平面内描出各组(U，I)值所对应的点，然后尽 量多地通过这些点作一条直线，使不在直线上的点大致均匀 分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标即是电池电动 势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率大小即为电池 的内阻 r，即 r＝|ΔΔUI |。
生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家 乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量 这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极 间距对E和r的影响．实验器材如图7-5-3 所示．
•①测量E和r的 实验方案为：调 节滑动变阻器， 改变电源两端的 电压U和流过电 源的电流I，依 据公式 ________，利 用测量数据作出 UI图象，得出E 和r.
•②将电压表视为理想表，要求避免电流表分 压作用对测量结果的影响，请在图753中用笔 画线代替导线连接电路．
•③实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别 得到相应果汁电池的UI图象如图754中(a)、 (b)、(c)、(d)所示，由此可知：
•在该实验中，随电极间距的减小，电源电动 势________(填“增大”、“减小”或“不 变”)，电源内阻________(填“增大”、 “减小”或“不变”)．
流，电源的内阻不能用r＝IE短确定，应根据r＝ΔΔUI 确定．
• 误差分析
•
①用图象法求E和r时作图不准确．
•
②由于电流表或电压表的分压或分
流存在系统误差．
• •本实验中测量结果是：E测<E真，r测<r真.
• 热点一 伏安法测电源电动势和内阻
• 【典例1】 (2012·重庆卷，22(2))某中学
• 曲线(c)对应的电源电动势E＝________V， 内阻r＝________Ω.当外电路总电阻为2 500 Ω时，该电源的输出功率P＝ ________mW.(均保留三位有效数字)
图7-5-4
解析 ①本题是利用伏安法测电源电动势和内阻，由E＝U＋ Ir得U＝E－Ir. ②连图要从电源正极出发，先连接串联部分，最后再进行并 联，并注意电压表、电流表的正、负接线柱，以防接反． ③在电源的UI图象中，纵轴截距表示电源电动势，斜率绝对值 表示电源的内阻，由图象可得，电极间距减小时，电源电动势 不变，内阻增大．对图线(c)，由图得：E＝0.975 V，内阻r＝ |k|＝ΔΔUI ＝478 Ω.当R＝2 500 Ω时，P＝I2R＝R＋E2r2R，代入数 据可得：P≈0.268 mW.