實驗十測定電源的電動勢和內阻

注意事項1.可選用舊電池：為了使電路的路端電壓變化明顯，電池的內阻宜大些，可選用已使用過一段時間的1號干電池。2.電流不要過大，讀數要快：干電池在大電流放電時，電動勢E會明顯下降，內阻r會明顯增大。因此，實驗中不要將I調得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。3.計算法求E、r：要測出不少于6組I、U數據，且變化范圍要大些，用方程組求解時，要將測出的I、U數據中，第1和第4為一組、第2和第5為一組、第3和第6為一組，分別解出E、r值再求平均值。圖2熱點一教材原型實驗【例1】

(2016·四川理綜，8Ⅱ)用如圖3所示電路測量電源的電動勢和內阻。實驗器材：待測電源(電動勢約3V，內阻約2Ω)，保護電阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑動變阻器R，電流表A，電壓表V，開關S，導線若干。

實驗主要步驟：圖3回答下列問題：(1)電壓表最好選用________；電流表最好選用________。A.電壓表(0～3V，內阻約15kΩ)B.電壓表(0～3V，內阻約3kΩ)C.電流表(0～200mA，內阻約2Ω)D.電流表(0～30mA，內阻約2Ω)(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現電壓表示數增大。兩導線與滑動變阻器接線柱連接情況是________。A.兩導線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱B.兩導線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱C.一條導線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導線接在電阻絲左端接線柱D.一條導線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導線接在電阻絲右端接線柱(3)選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內阻r的表達式E＝________，r＝________，代入數值可得E和r的測量值。(2)由電路分析可知，若滑動變阻器的滑片向右滑動時電壓表示數變大，則滑動變阻器接入電路部分阻值增大，選項C符合題意。答案(1)A

C

(2)C

(3)ka

k－R2【變式訓練1】某興趣小組利用圖4所示電路測定一組干電池的內阻r和一待測電阻的阻值Rx。已知電池組的電動勢約為6V，電池組內阻和待測電阻的阻值都約為10Ω，且不超過10Ω，可供選用的實驗器材有：圖4該實驗過程如下：(1)在連接電路前，先選擇合適的器材，電流表應選用________，電壓表應選用________。(填所選器材前的字母)圖5(2)按圖4正確連接好電路后，將滑動變阻器的阻值調到最大，閉合開關，逐次調小其接入電路的阻值，測出多組U和I的值，并記錄相應的數據，以U為縱軸，I為橫軸，得到圖5所示的圖線。(3)斷開開關S，將Rx改接在B、C之間，A與B用導線直接相連，其他部分保持不變。重復步驟(2)，得到另一條U－I圖線，其斜率的絕對值為k。(4)根據上面實驗數據結合圖5可得，電池組的內阻r＝________Ω；用k和r表示待測電阻的關系式為Rx＝________。解析(1)由圖5可知，電流最大為300mA，為了保證實驗的安全和準確，電流表應選擇A；電源的電動勢約為6V，故電壓表應選擇6V量程的C。答案

(1)A

C

(4)10

k－r熱點二實驗拓展創(chuàng)新方法1安—阻法

實驗原理用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖6所示，測量原理為：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r，此種方法使測得的電動勢無偏差，內阻偏大。若已知電流表A的阻值可消除測內阻的系統誤差。方法2伏—阻法

(1)實驗原理圖7圖8(2)圖象法處理數據，如圖8所示。圖9【例2】

(2017·湖北省襄陽市高三調研)如圖9所示為某興趣小組測量電池組的電動勢和內阻的實驗原理圖，已知電池組的電動勢約3V，內阻約2Ω?，F提供的器材如下：A.電池組B.電壓表V1(量程0～10V，內阻約10000Ω)C.電壓表V2(量程0～3V，內阻約10000Ω)D.電阻箱R(0～99.9Ω)E.定值電阻R1＝20ΩF.定值電阻R2＝1000ΩH.開關和導線若干(1)如果要準確測量電源的電動勢和內阻，電壓表V應選擇________(選填“B”或“C”)；定值電阻R0應選擇________(選填“E”或“F”)。圖10(3)該實驗測得的電動勢與真實值相比________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)，內阻的測量值與真實值相比________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。【變式訓練2】

(2017·山東省濰坊市高三統考)某興趣小組要精確測定電源的電動勢和內阻，他們找來了如下器材：A.電流表G(量程為30mA、內阻未知)B.電阻箱R(0～999.9Ω)C.滑動變阻器R1(0～20Ω)D.滑動變阻器R2(0～1kΩ)E.開關、導線若干F.電源E(電動勢約10V)(1)要完成實驗，首先需測量電流表G的內阻。測量電流表G內阻的實驗電路如圖11所示。①將下述實驗過程補充完整。a.選擇器材，滑動變阻器R′應該選取________(選填“R1”或“R2”)；b.連接好電路，R′的滑片應調到________(選填“a”或“b”)端；c.斷開S2，閉合S1，調節(jié)R′，使電流表G滿偏；d.保持R′不變，閉合S2，調節(jié)電阻箱R的阻值，當R＝10Ω時，電流表G的示數為20mA；②如果認為閉合S2前后干路上電流不變，則電流表G的內阻Rg＝________Ω。圖11圖12答案

(1)R2

a

5

(2)9

40圖13(1)圖13甲為該同學設計的電路圖的一部分，將電路圖補充完整。(2)圖13甲中的R1應選________(填“RA”或“RB”)。(3)改變滑動變阻器接入電路的阻值，分別記下幾組電壓表的示數U和相應電流表的示數I；以U為縱坐標，I為橫坐標，作U－I圖線如圖乙所示，并求出U－I圖線在橫軸上的截距a和在縱軸上的截距b。請選用待測電源電動勢E、內阻r、定值電阻R1和R2，寫出a、b的表達式，a＝________，b＝________，代入相應數值即可得E和r的測量值。解析(1)利用電壓表和電流表測量電源電動勢和內阻的實驗，電流表內阻與電源內阻相差不大，所以要把電流表內接，電路圖如答圖。(2)由于滑動變阻器最大阻值只有10Ω，電流表量程只有0.6A，所以需要串聯的電阻R1應該選擇阻值為10Ω的定值電阻RA。

2.[2017·天津理綜，9(3)]某探究性學習小組利用如圖