测定电源的电动势和内阻过程及例题(详细讲解)
实验10 测定电源的电动势和内阻(解析版)
实验十测定电源的电动势和内阻（解析版）1.实验原理(1)如图甲所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组I、U值,利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值,最后分别算出它们的平均值。
甲乙(2)用图象法来处理数据,在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出U-I图象,如图乙所示,直线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源电动势E的值,图线的斜率的绝对值即内阻r的值。
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量程,电压表用3 V量程,按实验原理图连接好电路。
(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)。
用同样方法测量出六组I、U 的值,并填入表格中。
(4)断开开关,拆除电路,整理好器材。
4.数据处理(1)公式法:联立六组对应的U、I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值,取其平均值作为电池的电动势E和内阻r。
(2)图象法: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(I,U)值所对应的点,然后尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧,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图线的斜率的绝对值表示r=|ΔUΔI |。
5.误差分析(1)偶然误差①由于读数不准和电表接线不良引起的误差。
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)系统误差由电压表和电流表内阻影响而导致的误差。
①若采用如图甲所示的电路,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。
专题54 测量电源的电动势和内电阻(解析版)
2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题54 测量电源的电动势和内电阻特训目标特训内容目标1伏安法测电源的电动势和内电阻（1T—5T）目标2安阻法测电源的电动势和内电阻（6T—10T）目标3伏阻法测电源的电动势和内电阻（11T—15T）一、伏安法测电源的电动势和内电阻1．某实验小组测量一充电宝的电动势和内阻。
从说明书可知该充电宝的电动势约为5V，内阻很小，约0.1～0.3Ω，最大放电电流为2A。
（1）该小组将充电宝连接线的外绝缘层剥开，找出充电宝的正极和负极，将多用电表选择开关旋到10V直流电压挡，先进行机械调零，然后红、黑表笔分别接触充电宝的正极和负极，电表刻度盘如图甲所示，该读数为__________V。
（2）该小组想进一步精确测出该充电宝的电动势和内阻，实验室提供的器材如下：A．电压表V（量程为6V，内阻约为5kΩ）B．电流表A（量程为3A，内阻约为0.6Ω）C．滑动变阻器R1（最大阻值为60Ω）D．定值电阻R0=3ΩE．一个开关及导线若干该小组设计了两种测量充电宝电动势和内阻的电路，图乙中__________（填“A电路”或“B 电路”）更为合理，理由是______________。
（3）该小组通过调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，并在坐标纸上描点如图丙所示，请根据描出的点作出U-I图像_________。
（4）根据U-I图像，可求得该充电宝的电动势为__________V，内阻为__________Ω。
（结果均保留两位小数）（5）根据误差分析，该充电宝的电动势的测量值比真实值__________（填“偏小”或“偏大”），内阻的测量值比真实值__________（填“偏小”或“偏大”）。
【答案】 3.8B电路由于充电宝的内阻比较小，若用A电路测量，则改变滑动变阻器接入电路的阻值时，内阻分压小，导致外电路电压表示数变化不明显，不利于测量，误差较大；而采用B 电路测量时，定值电阻一方面起到保护电路的作用，另一方面，改变滑动变阻器接入电路的阻值时，电压表示数变化较为明显，测量误差小，得出的结果较为精确 5.00 0.13 偏小 偏小【详解】（1）[1]多用电表选择开关旋到10V 直流电压挡，最小刻度为0.2V ，故读数为3.8V 。
电源电动势和内阻的测定方法
电源电动势和内阻的测定方法测定电源电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，从这一原理出发，当所给测量仪器不同时，会出现多种不同的方法。
下面结合例题作具体分析。
1. 伏安法例1 测量电源的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）。
器材：量程为3V的理想电压表V，量程为0.5A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑动变阻器R'，开关K，导线若干。
（1）画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。
（2）实验中，当电流表读数为时，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I1、I2、U1、U2及R表示）解析由闭合电路欧姆定律E=U+Ir可知，只要能测出两组路端电压和电流即可，由，可得：①②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“R+r”，R叫做保护电阻），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。
图1调节滑动变阻器R'测两组电压和电流分别代入①②两式，得：，说明此种方法所测E偏小，r偏小。
2. 安阻法例2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：一只量程合适的电流表A，一只电阻箱R，一个开关S。
（1）画出实验原理图。
（2）写出用测量值表示的电源电动势E和内阻r的表达式，并注意式中各量的含义。
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I1、I2是电阻箱分别取R1和R2时电流表读数。
设计实验原理图如图2所示。
图2说明此种方法使测得的电动势无系统误差，但内阻偏大。
3. 伏阻法例3 要求测量由两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r（约几欧），提供下列器材：电压表V1（量程3V，内阻1kΩ）、电压表V2（量程15V，内阻2kΩ）、电阻箱R（0~9999Ω）、电键、导线若干。
专项12 电源电动势和内阻的测量 (解析版)
2021届高考物理实验专项突破--电源电动势和内阻的测量1．（2021·上海高三二模）某同学“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验电路如图a所示，其中R0是阻值为4Ω的定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。
（1）定值电阻R0在实验中的作用是___________。
（2）测得电源的路端电压U与电流I的关系图线如图b所示，电源电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。
（3）滑动变阻器滑片从最左端M处向中点O移动的过程中，滑动变阻器R上消耗的功率变化情况是___________。
（4）另一位同学用电流传感器、电阻箱、电源等器材设计了如图c所示的电路，通过改变电阻箱的阻值R，得到不同的电流I，由实验数据做出1RI图线，若该图线的斜率为k，则电源电动势为___________。
【答案】保护电路 2.9 3 先增大后减小 k【详解】(1)[1]为防止滑动变阻器接入电路的阻值为零导致电路电流太大损坏电源，要在电路中接入保护电阻，因此图中R 0的作用是是保护电源。
(2)[2]根据图(a)所示电路图，由闭合电路的欧姆定律可知，电源电动势()0E U I r R =++则路端电压()0U E I r R =-+由图示U −I 图象可知，电源电动势2.9V E =[3]图象斜率的绝对值0 2.9 1.5Ω7Ω0.2U k r R I ∆-=+===∆ 电源内阻07Ω4Ω3Ωr k R =-=-=(3)[4]定值电阻R 0与电源等效为电源，等效电源电动势2.9V E =等效内阻'03Ω4Ω7Ωr r R =+=+=滑动变阻器最大阻值m 10ΩR =当滑动变阻器滑片从最左端向最右端移动时，滑动变阻器的阻值从10Ω减小到零，外电路(滑动变阻器)的阻值先小于等效电源内阻后大于等效电源内阻，当外电路阻值与等效电源内阻相等时电源输出功率即外电路(滑动变阻器)功率最大，因此在滑动变阻器滑片从最左端逐渐向右移动的过程中，R 上功率的变化情况是先增大后减小。
6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
6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．在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A．待测干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω ）B．电流表A1（量程0～3mA，内阻R g1=10Ω）C．电流表A2（量程0～0.6A，内阻R g2=0.1Ω）D．滑动变阻器R1（0～20Ω，10A）E．滑动变阻器R2（0～200Ω，l A）F．定值电阻R0（990Ω）G．开关和导线若干（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选（填写器材前的字母代号）．（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1﹣I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2的数值远大于I1的数值），则由图线可求得待测电池的电动势E=V，内电阻r=Ω．（结果保留两位小数）（3）若将图线的纵坐标改为，则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小．2．如图所示是探究电源电动势和电源内、外电压关系的实验装置，下部是可调高内阻电池．提高或降低挡板，可改变A、B两电极间电解液通道的横截面积，从而改变电池内阻．电池的两极A、B与电压传感器2相连，位于两个电极内侧的探针a、b与电压传感器1相连，R是滑动变阻器．（实验前已给电源充足了电）下表是某实验小组在固定挡板位置不变，改变R进行实验过程中所记录的实验数据（1）该小组仔细检查仪器和研究实验过程，并没发现错误．重复上述实验所得逐渐变化的原因是：数据仍为上述数据．则该实验U总（2）为了证实（1）中推断，该小组在获得序号6的数据时，用电流传感器测得流过R的电流为9mA．由此计算出两探针之间的电阻是Ω，该可调高内阻电源在此挡板位置的实际内阻是Ω．（3）根据以上判断和计算出的两个阻值，将序号4的实验数据补全．3．某同学想测量某电池的电动势E和内阻r，选用器材如下：电流表A1（量程50mA，内阻R A1约为10Ω）电流表A2（双量程，一量程为20mA，另一量程200mA）电阻箱R（0～999.9Ω）定值电阻R0（阻值为4.0Ω）开关两个、导线若干该同学设计了如图所示电路，并进行如下操作：（1）实验中电流表A2选择量程．（2）将开关S1闭合，S2断开，调整电阻箱R，记下电流表A1、A2的示数I1=30.0mA、I2=120mA，则电流表A1的内阻R A1=Ω．（结果保留一位小数）（3）保持S1闭合，再闭合S2，调整电阻箱R，记下电阻箱阻值分别为30.0Ω、90.0Ω时对应的电流表A1的示数分别为25.0mA、10.0mA．由此可求得E=V，r=Ω．（计算结果保留两位有效数字）4．现有一摄像机电池，无法从标签上看清其电动势等数据．现进行如下实验操作：（1）选取多用电表的直流电压10V挡，将两表笔直接接到电池的正、负两极，指针偏转情况如图1，由此可知其电动势约为V．是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测其内阻，答：（选填“可以”或“不可以”）（2）现要更加准确测量其电动势和内电阻，实验室备有下列器材：A．电流表（量程0.6A，内阻为3Ω）B．电压表（量程3V，内阻为3kΩ）C．电压表（量程30V，内阻为30kΩ）D．定值电阻R1=500ΩE．定值电阻R2=5000ΩF．滑动变阻器（阻值范围0～30Ω）G．开关及导线①该实验中电压表应选，定值电阻应选（均选填选项前的字母序号）．②在图2方框中画出实验电路图，并将图3实物连线图补充完整．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，则电源电动势和内阻间的关系式为．5．测量电源的内阻，提供的器材如下：A．待测电源E（内阻约为10Ω）B．电源E0（电动势E0略大于待测电源的电动势E）C．灵敏电流计G（0﹣30μA）D．电阻箱（0﹣99999.9Ω）E．电阻箱（0﹣99.99Ω）F．定值电阻R0G．均匀金属电阻丝及滑动触头H．开关，导线若干．（1）实验时采用图甲所示电路，闭合开关S1、S2，将滑动触头P与金属电阻丝试触，根据灵敏电流计G指针偏转方向调整P点位置，并（选填”增大”或”减小”）电阻箱R1的阻值，反复调节，直到G指针不发生偏转，此时金属丝左端接线柱A与触头P间的电势差U AP（选填”大于”、”小于”或”等于”）待测电源E的路端电压．（2）改变R2的阻值重复实验，用（1）中的方法调节到G表不发生偏转，用刻度尺测量锄头P到接线柱A间的距离，记下此时电阻箱R2的阻值，根据上述步骤测得的数据，作出电阻箱R2的阻值R与对应AP间距离L的关系图象﹣如图乙所示．测得图线的斜率为k，图线在纵轴上截离为b，则待测电源E的内阻测量值为．（3）实验中，电阻R2应选用（选填序号”D”或”E”）．6．某实验小组计划用实验室提供的下列器材较准确地测量某电源的电动势和内阻．A．电流表G（满偏电流10mA，内阻10Ω）B．电流表A（0～0.6A，内阻2Ω）C．滑动变阻器R（0～20Ω，1A）D．滑动变阻器R2（0～200Ω，1A）E．定值电阻R0（阻值990Ω）F．多用电表G．开关与导线若干H．待测电源（内阻约为几欧）（1）实验小组成员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1所示，则该电表读数为V．（2）实验小组成员根据提供的器材设计了如下实验电路（如图2），为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选（填写器材前的字母代号）．（3）根据选用的电路完成好下列实验图（如图3）的连接．（4）闭合电键前，需将实物图中的滑动变阻器的滑片移到最端．闭合电键后，移动滑动变阻器，读出多组电流表G的示数，I1和电流表A的示数I2，在坐标纸上建立I1﹣I2坐标系，并将测得的数据在坐标系上描点，如图4所示．请做出I1﹣I2图象，根据做出的图象求出电源电动势为E=V，电源的内阻为r=Ω．（结果保留两位有效数字）7．在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室仅提供下列实验器材：A．干电池两节，每节电动势约为1.5V，内阻约几欧姆B．直流电压表V1、V2，量程均为0﹣3V，内阻约为3kΩC．电流表，量程0.6A，内阻小于1ΩD．定值电阻R0，阻值为5ΩE．滑动变阻器R，最大阻值50ΩF．导线和开关若干①如图a所示的电路是实验室测定电源的电动势和内阻的电路图，按该电路图组装实验器材进行实验，测得多组U、I数据，并画出U﹣I图象，求出电动势和内电阻．电动势和内阻的测量值均偏小，产生该误差的原因是，这种误差属于．（填“系统误差”或“偶然误差”）②实验过程中，电流表发生了故障，某同学设计如图甲所示的电路，测定电源电动势和内阻，连接的部分实物图如图乙所示，其中还有一根导线没有连接，请补上这根导线．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，图线斜率为k，与横轴的截距为a，则电源的电动势E=，内阻r=（用k、a、R0表示）．8．在测量电源电动势和内阻的实验中，两组同学分别设计了图（a）和图（b）两种电路．（1）现提供两种定值电阻，阻值分别为2Ω和10Ω，为了使电压表V1的读数范围较大，R0应选择阻值为Ω的定值电阻；（2）其中一组利用测量数据绘制的U1﹣U2图象如图（c）所示（U1、U2分别为电压表V1和V2的读数），则这组同学采用的电路为（填“a”或“b”）；（3）若图（c）中图线的截距为a，斜率为k，则被测电源的电动势为E=，内阻为r=．（定值电阻阻值用R0表示）9．某实验小组为了测量某电池组的电动势和内阻，设计了如图甲所示的实验电路，图甲中电流表G的满偏电流I g=100mA，内阻R g=5Ω，R0是阻值为3.0Ω的定值电阻，R是最大阻值为10Ω的滑动变阻器，电压表内阻很大．（结果均保留3位有效数字）（1）由于电流表G的量程太小，故该学习小组欲将电流表G量程扩大为0﹣0.6a，则需要并联的定值电阻的阻值R1=Ω．（2）该学习小组利用测得的电压表的示数U和电流表G的示数I，作出了如图乙所示的I﹣U图象，则该电池组的电动势E=V，内阻r=Ω．（3）实验中，随着移动变阻器的滑片，电源的输出功率P会随着电流表G的示数I的变化而发生变化，则如图丙中能正确表示该变化关系的图象是．10．手机成为日常生活越来越重要的工具，一天小明同学的手机充电后手机不能开机，他想根据已撑握的知识进行初步的故障检测，于是取出了电池如图甲所示（电动势标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）．并用该电池测定电源电动势和内阻．现实验室备有如下器材：A．电压表V（量程3V，电阻R V约为4.0kΩ）B．电流表A1（量程100mA，电阻R A1约为5Ω）C．电流表A2（量程2mA，电阻R A2约为50Ω）D．滑动变阻器R1（0～40Ω，额定电流1A）E．电阻箱R2（0～999.9Ω）F．开关S一只、导线若干（1）小明用游标卡尺测量了锂电池正负接线柱之间的最大间距，测量结果如图乙所示，请您帮小明读出该数据来mm；（2）为了测定电阻R0的阻值，小明设计了一电路，如图丙所示为其对应的实物图，图中的电流表A应选（选填“A1”或“A2”），请将实物连线补充完整．（3）为测量锂电池的电动势E和内阻r，小红设计了如图丁所示的电路图．根据测量数据作出﹣图象，如图戊所示．若该图线的斜率为3，纵轴截距为0.3，则该锂电池的电动势E=，内阻r=．通过该实验检测，可以判断手机因该电池的电压不足，而不能使手机正常开机．11．某同学用如图所示电路测量多用电表的内阻和内部电池的电动势．（1）将多用电表选择旋钮调至欧姆挡“×1”欧姆挡，将红黑表笔短接，调节，使指针指在右侧满刻度处．（2）移动滑动变阻器R的触头，分别读出五组电压表（内阻较大，可视为理想表）和欧姆表示数U、R，并将计算得出的、记录在表格中．请在坐标纸上作出﹣图线．/V﹣1/Ω﹣1（3）根据图线得到多用电表内部电池的电动势为V，多用电表调至“×1”欧姆挡时的内阻为Ω．（结果保留三位有效数字）（4）本实验中若电压表V内阻不是很大，则多用电表内部电池电动势的测得结果将（填“偏大”“不变”或“偏小”）．12．某同学测定一个叠层电池的电动势和内电阻，实验室中提供的仪器或器材有：A．电流表G（满偏电流10mA，内阻等于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．开关与导线若干（1）该同学根据这些实验器材，设计了图甲所示的电路，实验中，电流表A的量程应选择；（2）图乙为该同学根据上述设计的实验电路，利用实验测出的数据绘出的I1﹣I2图线，I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数，由图线可以得到被测电池的电动势E=V，内阻r=Ω．13．某同学用如图所示电路进行实验，测定电源电动势、电压表内阻及电流表量程．器材如下：电源E（电动势大小、内阻未知）；电流表（总刻度30小格，量程未知）；电阻箱R（0﹣9999.9Ω）；电压表（0﹣3V）；单刀双掷开关S，及导线若干．实验步骤如下：a．单刀双掷开关S接1，调节电阻箱阻值，使电流表满偏（指针偏转30格），读出此时电阻箱阻值为800.0Ω．b．继续调节电阻箱阻值，当电流表半偏（指针偏转15格）时，读出电阻箱阻值为1800.0Ω．c．开关S接2，把电阻箱阻值调为0，读出此时电流表指针偏转10格，电压表示数2.80V．请回答下列问题：（1）开关S闭合前应把电阻箱阻值调为；（填“最大值”或“最小值”）（2）由以上测量数据可推算得到电压表内阻R V=Ω，电流表量程为mA，电源电动势E=V；（3）若电流表和电阻箱中只有一个断路；该同学利用电路中的电压表来检查故障，具体做法为：开关S断开，用一根导线一端连接2，则另一端应接电路点（填“a”或“b”）．判断依据是．14．新能源汽车是今后汽车发展的主流方向，如图1所示为车载动力电池，其技术参数是额定容量约120A•h，额定电压约3.3V，内阻约0.03Ω．现有一个用了很长时间已经老化的这种电池，某研究小组想测量这个电池的电动势和内阻，但实验器材仅有一个电流表（量程100mA、内阻90Ω）、﹣个定值电阻R0=10Ω、一个电阻箱R、一个开关S和导线若干．该同学按如图2所示电路进行实验，测得的数据如下表所示．（1）实验中将电流表与定值电阻并联实质上是把电流表改装成了大量程的电流表，则改装后的电流表的测量值I与原电流表的读数I0的关系为．（2）若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作（填“R﹣I”或“R﹣”）图象．（3）利用测得的数据在图3坐标纸上作出适当的图象．（4）由图象可知，该电池的电动势E=V，内阻r=Ω．15．在测量电源电动势和内阻的实验中，某小组同学按照电路图已完成实物连接，电流表、电压表的量程和正负接线柱都已连接正确，滑动变阻器的滑片也已滑至最右端，情况如图所示．（1）经过观察判断后你认为现在可以闭合电键了吗（填“可以”或“不可以”），正常实验开始后，该小组同学发现把滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，电流表、电压表有示数但指针不偏转，直到滑片滑动接近终止时才出现偏转，你分析造成这一现象的原因是．（2）另一实验小组的同学正用作图法来处理数据，请你完善他们的处理并测出干电池的电动势为伏特，内阻为欧姆（小数点后保留两位数字）．16．某实验小组用图1的装置测量R x的电阻值、以及电池组的电动势E和内阻r，已知电流传感器可视为理想电表，实验中电流传感器1的读数记为I1，电流传感器2的读数记为I2．实验主要步骤如下，完成下列填空：（1）将电阻箱的阻值为最大值，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，当电阻箱各旋钮位置如图2时，读出电阻箱的阻值R=Ω，此时I1=125.0mA、I2=25.0mA，可求得R x=Ω．（2）继续改变电阻箱的阻值，得到几组电流传感器的读数：根据数据在图3中描点并画出I1﹣I2图线（图中已描出三个点）．（3）根据图线可知电动势E=V，内阻r=Ω．（保留三位有效数字）17．在某次描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，所选用的实验器材有：A：小灯泡“2.5V，0.2A”B：电流表0﹣0.6A﹣3A（内阻约0.5Ω）C：电压表0﹣3V﹣15V （内阻分别为10kΩ与50kΩ）D：滑线变阻器“2A，10Ω”E：电源（两节干电池）F：开关一个，导线若干（1）在实验时某同学采用了如图1所示的实物电路，则具体实验操作前该电路需改进的地方有（写出两条）（2）在改进电路之后，该同学进行了实验，但在实验中发现，无论怎样调节滑线变阻器，都不能使小灯泡两端电压达到2.50V额定电压，只能勉强达到1.80V，于是他猜想是否干电池太旧，总电动势只能达到1.80V，为了验证自己的猜想，他用以上器材进行了测该电源电动势和内阻的实验，电路图如图3，实验数据如下：该同学已经在图2坐标纸上标上测量的各个点，请你画出电源的U﹣I图线，由图线可得E=V，电源内阻为r=Ω（保留三位有效数字）（3）描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中电压只能达到1.80V的原因是否如该同学所猜测？（是或否），由实验数据得小灯泡两端电压为1.80V时电流为0.19A，试通过分析说明只能达到1.80V的原因．18．如图a是用DIS测电源电动势和内电阻的实验电路板，图b是某次实验得到的U﹣I图线．（1）实验中电压传感器“+、﹣”极应分别接在电路板中和位置．（选填J1、J2、J3…）（2）由图b实验图线可得，该电源电动势E=V，内阻r=Ω．（3）若电路板中定值电阻R2=5.0Ω，当该电源的输出功率为0.85W时，滑动变阻器W2接入电路的阻值为Ω．19．如图甲是某研究小组设计的一个实验电路，R为阻值可调节的电阻箱，R0为定值电阻，K为单刀双掷开关，电流表量程适当、内阻忽略不计，用该实验电路测量直流电源的电动势E和内阻r．（1）读出图乙中电阻箱的阻值R=Ω；若定值电阻R0为5Ω时电流表指针如图丙所示，电流表读数为A．（2）根据图甲实验电路，用笔画线代表导线将图乙仪器连接好．（3）将单刀双掷开关K分别拨到左侧a、竖起空置两种状态下并保持电阻箱阻值R （已知）不变，闭合开关K1时电流表的读数分别为Ia、I0，则直流电源的电动势E=（用符号表示）．20．利用图示电路可以测量多用电表内电池的电动势E和欧姆“×100”挡内部电路的总电阻r，提供的器材有：多有电表、电压表（量程3V，内阻几千欧）、电阻箱（0～9999.9Ω）、单刀双掷开关S、导线若干．主要实验步骤如下，请补充完整．（1）正确连接电路后，将多用电表的选择开关旋至欧姆挡“×100”，把开关S扳向1，对多用电表进行．（2）将电阻箱R的阻值调为零，开关S扳向2，此时多用电表的示数为R0．（3）多次调节电阻箱的阻值，读出多组电阻箱阻值R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出﹣R图线，若图线在纵轴上的截距为b，斜率为k，则电池的电动势E=，总电阻r=．21．在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室仅提供下列实验器材：A．干电池两节，每节电动势约为1.5V，内阻约几欧姆B．直流电压表V1、V2，量程均为0～3V，内阻约为3kΩC．电流表，量程0.6A，内阻小于1ΩD．定值电阻R0，阻值为5ΩE．滑动变阻器R，最大阻值50ΩF．导线和开关若干①如图甲电路是实验室测定电源的电动势和内阻的电路图，按该电路图组装实验器材进行实验，测得多组U、I数据，并画出U﹣I图象，求出电动势和内电阻．电动势和内阻的测量值均偏小，产生该误差的原因是，这种误差属于．（填“系统误差”或“偶然误差”）②实验过程中，电流表发生了故障，某同学设计如图甲所示的电路，测定电源电动势和内阻，连接的部分实物图如图乙所示，其中还有一根导线没有连接，请补上这根导线．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，图线斜率为k，与横轴的截距为a，则电源的电动势E=，内阻r=（用k、a、R0表示）．22．在“测定电池的电动势和内阻”实验中，通过改变滑动变阻器电阻大小，测量并记录多组电压和相应电流值，某同学的实验数据如下表所示，与预想的实验结果不一致．（1）由实验数据来分析，他所连接的电路可能是下列电路图甲中的．（2）某同学假如利用图甲中的原理图A来测量该电源的电动势，请根据所选的电路原理图A将实物电路图乙连接好．实验后该同学根据实验数据作出的U﹣I 图线如图丙所示，若实验中电阻R1=5Ω，则由该图线可得被测电池的电动势E= V，内阻r=Ω．23．某同学为了测量一个电流表（量程为100mA）的内阻，从实验室找到了以下器材：一个多用电表、一个电阻箱（0～99.9Ω）和若干导线．①该同学先用多用电表的欧姆挡进行粗测．Ⅰ．选用“×10”挡，调零后测量电流表的内阻，发现指针偏转角度很大，应将多用电表选择开关调至挡（选填“×1”或“×100”）Ⅱ．选择合适的量程，调零后测量的结果如图甲所示，该读数是Ω．②多用电表欧姆挡内部的等效电路如图乙中虚线框所示．为了更准确地测出待测电流表的内阻，同时测出多用电表内部电池的电动势，该同学设计了如图乙所示的实验电路图．Ⅰ．某次测量中，电阻箱的阻值R=10.0Ω，电流表的读数如图丙所示，则该读数为mA．Ⅱ．实验时，多次调节电阻箱，记录电阻箱的阻值R和对应的电流表示数I；Ⅲ．在图丁以为纵坐标、以R为横坐标建立直角坐标系，根据记录的各组R和I值描点并作出其关系图象．得出图象的斜率为（A﹣1/Ω）、纵轴截距为13.7（A ﹣1）；则根据图象求得多用电表内部电池的电动势E=V（结果保留两位有效数字）；Ⅳ．已知多用电表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，则待测电流表内阻R A=Ω．（结果保留两位有效数字）24．小明同学想测量一只干电池的电动势和内电阻．（1）他把多用电表的选择开关拨向“直流电压2.5V”挡，再将两只表笔分别与干电池的两极相接触．其中，红表笔应与电池的（选填“正”或“负”）极接触．此时表盘如图甲所示，则电表的读数为V．（2）为了更精确地测量，他又用电阻箱、多用电表（仍选电压挡）、开关和导线连接图乙所示电路．闭合开关S，改变电阻箱接入电路的电阻值，读出电压表的示数，记录的实验数据如表所示．请根据表格中数据，在坐标纸图丙中描点、作图．（3）根据所绘图象，可求得该电池的电动势E=V，内阻r=Ω．（保留两位有效数字）（4）从实验原理来分析，电动势的测量值（选填“＞”、“=”、“＜”）真实值．25．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=0.2ΩC．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（1）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．在上述器材中请选择适当的器材：A、、、、H（填写选项前的字母）；（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．利用如图所示的电路可以较为准确地测量电源的电动势．图中a为标准电源，其电动势为E s，b为待测电源；E为工作电源，R为滑动变阻器，G为零刻度在中央的灵敏电流计．AB为一根粗细均匀的电阻丝，滑动片C可在电阻丝上移动，AC之间的长度可用刻度尺量出．实验步骤如下：（1）按实验原理图连接好电路；（2）调整滑动变阻器R的滑片至合适位置后，闭合开关S1；（3）将S2接1，调节滑动片C使电流计示数为零，记下；（4）将S2接2，重新调整C位置，使，并记下；（5）断开S1、S2，计算待测电源的电动势的表达式为，E x=．27．测量电源的内阻，提供的器材如下：A．待测电源E（内阻约为10Ω）B．电源E0（电动势E0略大于待测电源的电动势E）C．灵敏电流计G（0﹣30μA）D．电阻箱（0﹣99999.9Ω）E．电阻箱（0﹣99.9Ω）F．定值电阻R0G．均匀金属电阻丝及滑动触头H．开关、导线若干（1）实验时采用图甲所示电路，闭合开关S1、S2，将滑动触头P与金属电阻丝试触，根据灵敏电流计G指针偏转方向调整P点位置，并（选填“增大”或“减小”）电阻箱R1的阻值，反复调节，直到G表指针不发生偏转，此时金属丝左端接线柱A与角头P间的电势差U AP（选填“大于”、“小于”或“等于”）待测电源E的路端电压．（2）改变R2的阻值重复实验，用（1）中的方法调节到G表不发生偏转，用刻度尺测量触头P到接线柱A间的距离，记下此时电阻箱R2的阻值，根据上述步骤测得的数据，作出电阻箱R2的阻值R与对应AP间距离L的关系图象如图乙所示．测得图线的斜率为k，图线在纵轴上的截距为b，则待测电源E的内阻测量值为．（3）实验中，电阻箱R2应选用（选填序号“D”或“E”）（4）请写出由金属丝引起误差的一个原因．28．某同学在实验室准备用以下器材测一个电源的电动势E和内阻r，要求测量尽量准确、能测量多组数椐且滑动变阻器调节方便．A．电流表G：量程500μA，内阻200ΩB．待测电源E：电动势约3.0V，内阻未知C．电流表A：量程2A，内阻约0.1ΩD．滑动变阻器R1：最大阻值10Ω，额定电流2AE．电阻箱R2：0～9999ΩF．开关S一个，导线若干（1）该同学首先把G表和电阻箱R2串联，将它改装成一只量程为3V的电压表，则电阻箱R2应调到Ω．（2）接着利用电流表A和改装后的电压表，将各元件连接成图甲所示的测量电路测电源的电动势E和内阻r，但该同学在连线时漏了一条导线，请在答题卷的图甲中用笔画线代替导线，将电路连接完整．（3）利用上面补充完整的电路测量电源的电动势E及内阻r，若用测量的数据，作出的G表的示数I g与通过滑动变阻器的电流I的关系图象如图乙所示，则可得到电源的电动势E=V，内阻r=Ω（计算结果均保留两位有效数字）29．某同学为了准确的测量一节干电池的电动势E和内电阻r，进行了如下探究：Ⅰ．误差分析：课本上设计电路图如图1所示，事实上电表为非理想表，上述的。
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。
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【考纲常识梳理】 一.实验目标 动势和内电阻. 二.实验道理1.如图所示电路,只要转变外电路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 和内阻r ．或多测几组I.U 数据,求出几组E.r 值,最后分离算出它们的平均值． 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,依据闭合电路的欧姆定律U=E —Ir,可知U 是I 的一次函数,这个图像应当是一条直线．如图所示,这条直线跟纵轴的交点暗示电源电动势,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能（1）前,变阻器滑片应使变阻器连入的阻值最大;要测出许多于6组I.U 数据,且变更规模大些,用方程组求解时,1与4.2与5.3与6为一组,分离求出E.r 的值再求平均值．（2）电池的路端电压变更显著,电池的内阻宜大些（选用已应用过一段时光的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平均落在直线的两侧,个体偏离较大的舍去不予斟酌,以削减有时误差．本实验因为干电池内阻较小,路端电压U的变更也较小,这时画U—I图线时纵轴的刻度可以不从零开端,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轻微,电动势E会显著降低,内阻r会显著增大．故长时光放电不宜超出0．3A．是以,实验中不要将电流I调得过大,读电表要快,每次读完立刻断电.（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剖析：]（1）读完电暗示数没有立刻断电,造成 E.r变更;（2）路消失体系误差,I真=I测十IV未斟酌电压表的分流;（3）象法求E.r时作图不准确造成的有时误差．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.实验步调1．电流表用0.6A量程,电压表用3V量程,按电路图衔接好电路.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,使电流表有显著示数,记载一组数据（I1.U1）,用同样办法测量几组I.U的值.4.打开电键,整顿好器材.5．处理数据,用公式法和作图法两种办法求出电动势和内电阻的值.6.留意事项（1）电池的路端电压变更显著,电池的内阻宜大些,可选用已应用过一段时光的1号干电池.A.是以,实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完立刻断电.（3）读出许多于6组I.U数据,且变更规模要大些,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,分离解出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平均散布在直线的两侧个体偏离直线太远的点可舍去不予斟酌.如许,就可使有时误差得到部分的抵消,从而进步准确度.（5）电池内阻较小时路端电压U的变更也较小,即不会比电动势小许多,这时,在画U-I图线时,纵轴的刻度可以不从零开端,而是依据测得的数据从某一恰当值开端（横坐标I必须从零开端）.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照样电源的内阻,这时要特殊留意盘算斜率时纵轴的刻度不从零开端.【感悟高考真题】1.(2010·江苏物理·10）在测量电源的电动势和内阻的实验中,因为所用的电压表（视为幻想电压表）的量程较小,某同窗涉及了如图所示的什物电路.（1）实验时,应先将电阻箱的电阻调到____.（选填“最大值”.“最小值”或“随意率性值”）（2）转变电阻箱的阻值R,分离测出阻值0R =10Ω的定值电阻两头的电压U,下列两组R 的取值计划中,比较合理的计划是____.（选填1或2）（3）依据实验数据描点,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=▲,内阻r=▲（用k.b 和R0暗示） 答案：10. (2010·上海物理·29)某同窗应用DIS,定值电阻0R .电阻箱1R 等实验器材测量电池a 的电动势和内阻,实验装配如图1所示,实验时多次转变电阻箱的阻值,记载外电路的总电阻阻值R,用电压传感器测得端电压U,并在盘算机上显示出如图2所示的1/1/U R -关系图线a,反复上述实验办法测量电池b 的电动势和内阻,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,内阻a r =____Ω.（2）若用统一个电阻R 先后与电池a 及电池b 链接,则两电池的输出功率a p _______b p （填“大于”.“等于”或“小于”）,两电池的效力a η_____bη（填“大于”.“等于”或“小于”）. 解析：（1）依据U E U r R =+,得111r U E E R =+•1()V ()V Ω,所以电动势12E V b==,内阻r=E·k=0.5Ω.（2）从图象可知：截距10.2()b b V =,斜率0.13()b k VΩ=,电动势5b E V ≈,内阻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 ;电池的效力UI R EI R rη==+,得a η大于b η.本题考核用伏阻法（电压表和电阻箱）测电源的电动势和内阻,图像法,以及电源的输出功率及效力.难度：难.3.（2009安徽理综,21Ⅱ,6分）用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路顶用一个定值电阻R0起呵护感化.除电池.开关和导线外,可供应用的实验器材还有：（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（阴值规模0--10Ω.额定电流2A）（f）滑动变阻器（阻值规模0-100Ω.额定电流1A）那么（1）要准确完成实验,电压表的量程应选择V,电流表的量程应选择A; R0应选择Ω的定值电阻,R应选择阻值规模是Ω的滑动变阻器.（2）引起该实验体系误差的重要原因是.【解析】因为电源是一节干电池（1.5V）,所选量程为3V的电压表;估算电流时,斟酌到干电池的内阻一般几Ω阁下,加上呵护电阻,最大电流在0.5A阁下,所以选量程为0.6A的电流表;因为电池内阻很小,所以呵护电阻不宜太大,不然会使得电流表.电压表取值规模小,造成的误差大;滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了,取0～10Ω能很好地掌握电路中的电流和电压,若取0～100Ω会消失开端几乎不变最后忽然变更的现象.关于体系误差一般由测量对象和所造成测量办法造成的,一般具有偏向性,老是偏大或者偏小.本实验中因为电压表的分流感化造成电流表读数老是比测量值小,造成E 测<E 真,r 测<r 真.【答案】（1）3,0.6,1,0～10.（2）因为电压表的分流感化造成电流表读数老是比电池现实输出电流小.4.（2009重庆理综,22）硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件.某同窗用题22图2所示电路探讨硅光电池的路端电压U 与总电流I 的关系.图中R0为已知定值电阻,电压表视为幻想电压表.①请依据题22图2,用笔划线代替导线将题22图3中的实验器材衔接成实验电路.②若电压表2V 的读数为0U , 则I ＝mA;③实验一：用必定强度的光照耀硅光电池,调节滑动变阻器,经由过程测量得到该电池的U-I 曲线a.见题22图4,由此可知电池内阻（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,反复实验,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费的电功率为mW （盘算成果保存两位有用数字）. 【答案】①见22题答案图,②U 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依据欧姆定律可知I ＝U 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 可知电池内阻不是常数;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U1＝1.5V 时电路中电流为I1＝0.21mA,衔接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,电流和电压分离为I ＝97μA.U＝0.7V,则外电路消费功率为P ＝UI ＝0.068 mW.5．（2009海南物理,14,11分,）图1是应用两个电流表和测量干电池电动势E 和内阻r 的电路道理图.图中S 为开关,R 为滑动变阻器,固定电阻1R 和内阻之和为10000 （比r 和滑动变阻器的总电阻都大得多）,为幻想电流表.①按电路道理图在图2虚线框内各什物图之间画出连线.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”.“中心”或“b 端”）.③闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c 至某一地位,读出电流表和的示数1I 和2I .多次转变滑动端c 的地位,得到的数据为I1(mA)I2(mA )480400320[]23214068在图3所示的坐标纸上认为1I 纵坐标.2I 为横坐标画出所对应的12I I -曲线. ④应用所得曲线求的电源的电动势E=V,内阻r=Ω．（保存两位小数） 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 ＝I1R1+（I1＋I2）r 组成方程组联立求解E 和r;⑤短路电流m I =E/r. 【考点精题精练】1.给你一个电压表.一个电阻箱.开关及导线等,若何依据闭合电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和内阻. （1）鄙人图所示的虚线框内画出电路图.（2）实验进程中,将电阻箱拨到45Ω时,电压表读数为0.90 V;若将电阻箱拨到如下图甲所示的Ω时,电压表 的读数如图乙所示,是V.（3）依据以上实验数据,可以算出该节干电池的电动势E=V,内阻r=Ω. 答案（1）见右图 （3）1.30 202.测量电源B 的电动势E 及内阻r （E 约为4.5 V,r 约为1.5Ω）.器材:量程3 V 的幻想电压表,量程0.5 A 的电流表（具有必定内阻）,固定电阻R=4Ω,滑动变阻器R′,开关S,导线若干.（1）画出实验电路道理图.图中各元件需用标题中给出的符号或字母标出.（2）实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2.则可以求出E=, r=.（用I1.I2.U1.U2及R 暗示） 答案（1）见右图（2）R I I U U ILI U I U I -----211211221 3.如图所示的电路可用于测量电池E 和内阻r.电池的电动势未知.图中A 是电流表,其内阻其实不是很小,V 为电压表,其内阻亦不是很大,R 是一限流电阻,阻值未知,3个电键S1.S2.S3都处于断开状况.（1）写出测量电池内阻的实验步调,用恰当的符号暗示该步调中应测量的物理量:.（2）用所测得的物理量暗示电池内阻的表达式为r=. 答案（1）实验步调及应测的物理量为:a.闭合S1,S3打向1,测得电压表的读数为U0,电流表的读数为I0.设Rg 为电压表的内阻,则有Rg=00IU① b.闭合S1,S3打向2,测得电压表的读数为U1,以E 暗示电池的电动势,I1暗示经由过程电池的电流,则有 E=I1r+U1② U1=I1Rg③由①②③式得E=1001U r I U U +c.闭合S1.S2,S3打向2,测得电压表的读数U2,电流表的读数I2 设经由过程电池的电流为I,则有E=Ir+U2 设经由过程电压表的电流为I2′,则有 I=I2′+I2,U2=I2′Rg （2）r=21221I U U U I U U ---4.某同窗设计了一个如图所示的实验电路,用以测定电源电动势和内阻,应用的实验器材为:待测干电池组（电动势约3 V ）.电流表（量程0.6 A,内阻小于1Ω）.电阻箱（0～99.99Ω）.滑动变阻器（0～10Ω）.单刀双掷开关.单刀单掷开关各一个及导线若干.斟酌到干电池的内阻较小,电流表的内阻不克不及疏忽.（1）该同窗按图连线,经由过程掌握开关状况,测得电流表内阻约为0.20Ω.试剖析该测量产生误差的原因是.（2）扼要写出应用图实所示电路测量电源电动势和内阻的实验步调:①;②.1—R图象,由此求出待测干电池组的电动势（3）下图是由实验数据绘出的IE=V.内阻r=Ω.（盘算成果保存三位有用数字）答案（1）测电流表内阻时用的是半偏法,所以并联电阻箱后电路总阻值减小,从而造成总电流增大,测量值偏小.（2）①断开开关K,将电阻箱R调到最大,将开关S接D;②调节电阻箱阻值R,使电流表有足够偏转,转变R值,记载几组R和电流I 的数据.。
实验测定电源电动势和内阻误差分析
实验测定电源电动势和内阻误差分析实验测定电源电动势和内阻误差分析1. 实验背景在电路中，电源的电动势和内阻是非常重要的参数。
电源的电动势是指电源产生的电压，内阻则是指电源输出电流时产生的电阻。
电动势和内阻的大小直接影响电流和电压的大小和稳定性，因此需要对其进行测定和分析。
2. 实验目的本实验的主要目的是测定直流电源的电动势和内阻，并分析误差。
通过实验可以了解电子元器件的基本性质和电路分析方法，同时也能够熟悉电路测量仪器的使用和数据处理技巧。
3. 实验原理及步骤（1）实验原理本实验采用电桥法测定直流电源的电动势和内阻。
电桥是用来测量电阻或电容的一种装置，可以测定任意两点间电阻之比或电容之比，从而求得待测电阻或电容值。
在本实验中，电桥的平衡态条件是R1/R3=R2/Rx，通过调整电桥上的一些元件，可以让电桥的电流为零，即达到平衡状态。
此时，有下式成立：Ux/U0=R2/(R1+R3)，其中，U0为电源的电动势；Ux为待测电阻Rx消耗电流时的电压降；R1、R2、R3分别为电桥上的三个电阻。
（2）实验步骤① 将电桥装置连接好，如图1所示。
② 开始测量前，应先调节电位器，使伏特计读数为零。
③ 调节电桥上的调节电位器，使伏特计读数最小。
④ 记录电桥两端电压U1，U2和两侧电阻R1，R2，R3的数值。
⑤ 更改待测电阻Rx，然后再次测量与记录数值。
⑥ 统计数值，并进行误差分析和处理。
（3）实验注意事项① 在使用电桥时应注意电阻和电容的特性，以及测量的精度和误差。
② 在进行实验前，应检查设备的连接是否正确，以及电源的电压是否稳定。
③ 在测量时应保证实验环境的光线明亮，以便观察仪表的指示值。
4. 实验结果与误差分析（1）实验数据记录本实验共进行了3组测量，分别得到了以下数值。
其中，U1、U2、R1、R2、R3、Rx、Ux分别表示电桥两端电压、电桥电阻与待测电阻消耗电流时的电压降。
| 序号| U1(V) | U2(V) | R1(Ω) | R2(Ω) | R3(Ω) | Rx(Ω) | Ux(V) || --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- || 1 | 2.01 | 2.98 | 500 | 1000 | 1000 | 500.5 | 1.49 || 2 | 2.04 | 2.96 | 500 | 1000 | 1000 | 1002.2 | 1.46 || 3 | 2.02 | 2.97 | 500 | 1000 | 1000 | 1501.6 | 1.44 |（2）实验误差分析通过上述数据可以发现，实验测量中存在着一些误差。
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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： 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．⎭⎬⎫⎩⎨⎧+=+=222111U r I E U r I E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=10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，绘出的图像是一条直线。
若直线的斜率为k ，在坐标轴上的截距为b ，则该电源的电动势E= ▲，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、电阻箱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=______V ，阻=____。
（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_______（填“大于”、“等于”0RΩ1R U -1U0R 1R 1/1/U R-a E a r Ωa p b p或“小于”），两电池的效率_____（填“大于”、“等于”或“小于”）。
解析：（1）根据，得，图象a ，截距b=0.5，斜率k=0.25，所以电动势，阻r=E·k=0.5Ω。
（2）从图象可知：截距，斜率，电动势，阻，＜，＜，电池的输出功率，得小于；电池的效率，得大于。
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1、额定功率5W ）（d ） 定值电阻（阻值10，额定功率10W ）（e ） 滑动变阻器（阴值围0--10、额定电流2A ）（f ） 滑动变阻器（阻值围0-100、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应选择的定值电阻，R 应选择阻值围是的滑动变阻器。
（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。
a ηb ηU E U r R =+111r U E E R =+•1()V ()V Ω12E V b==10.2()b b V =0.13()b k V Ω=5b E V ≈0.7b r ≈Ωa E b E a r b r 2E p R R r ⎛⎫= ⎪+⎝⎭a pb p UI R EI R r η==+a ηb ηΩΩΩΩΩΩ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若电压表的读数为，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）。
2V 0U【答案】①见22题答案图，②，③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＝；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U1＝1.5V时电路中电流为I1＝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。
URUR1R①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“端”、“中央”或“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和。
多次改变滑动端c 的位置，得到的数据为 I 1(mA) 0.120 0.125 0.1300.35 0.140 0.145 I 2(mA) 480 400320[] 232 140 68 在图3所示的坐标纸上以为纵坐标、为横坐标画出所对应的曲线。
④利用所得曲线求的电源的电动势E=V ，阻r=．（保留两位小数）⑤该电路中电源输出的短路电流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】a b 1I 2I 1I 2I 12I I -Ωm I =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＝I1R1+（I1＋I2）r构成方程组联立求解E和r；⑤短路电流E/r。
【考点精题精练】1.给你一个电压表、一个电阻箱、开关及导线等,如何根据闭合电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和阻.（1）在下图所示的虚线框画出电路图.（2）实验过程中,将电阻箱拨到45Ω时,电压表读数为0.90 V;若将电阻箱拨到如下图甲所示的Ω时,电压表的读数如图乙所示,是V.（3）根据以上实验数据,可以算出该节干电池的电动势E=V,阻r=Ω.答案（1）见右图（2）110 1.10（3）1.30 202.测量电源B的电动势E及阻r（E约为4.5 V,r约为1.5Ω）.器材:量程3 V的理想电压表 ,量程0.5 A 的电流表（具有一定阻）,固定电阻R=4Ω,滑动变阻器R′,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）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）见右图mI（2）R I I U U IL I U I U I -----211211221 3.如图所示的电路可用于测量电池E 和阻r.电池的电动势未知.图中A 是电流表,其阻并不是很小,V 为电压表,其阻亦不是很大,R 是一限流电阻,阻值未知,3个电键S 1、S 2、S 3都处于断开状态.（1）写出测量电池阻的实验步骤,用适当的符号表示该步骤中应测量的物理量:.（2）用所测得的物理量表示电池阻的表达式为r=.答案 （1）实验步骤及应测的物理量为:a.闭合S 1,S 3打向1,测得电压表的读数为U 0,电流表的读数为I 0.设R g 为电压表的阻,则有R g =0I U ① b.闭合S 1,S 3打向2,测得电压表的读数为U 1,以E 表示电池的电动势,I 1表示通过电池的电流,则有 E=I 1r+U 1② U 1=I 1R g ③ 由①②③式得E=1001U r I U U + c.闭合S 1、S 2,S 3打向2,测得电压表的读数U 2,电流表的读数I 2设通过电池的电流为I,则有E=Ir+U 2设通过电压表的电流为I 2′,则有I=I 2′+I 2,U 2=I 2′R g（2）r=0021221I U U U I U U --- 4.某同学设计了一个如图所示的实验电路,用以测定电源电动势和阻,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,阻小于1Ω）、电阻箱（0～99.99Ω）、滑动变阻器（0～10Ω）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干.考虑到干电池的阻较小,电流表的阻不能忽略.（1）该同学按图连线,通过控制开关状态,测得电流表阻约为0.20Ω.试分析该测量产生误差的原因是.（2）简要写出利用图实所示电路测量电源电动势和阻的实验步骤:①;②.（3）下图是由实验数据绘出的I1—R 图象,由此求出待测干电池组的电动势E=V 、阻r=Ω.（计算结果保留三位有效数字）答案（1）测电流表阻时用的是半偏法,所以并联电阻箱后电路总阻值减小,从而造成总电流增大,测量值偏小.（2）①断开开关K,将电阻箱R调到最大,将开关S接D;②调节电阻箱阻值R,使电流表有足够偏转,改变R值,记录几组R和电流I的数据.（3）2.84（2.76～2.96） 2.36。