1、1第 10节 实验:测定电池的电动势和内阻1.测定电源的电动势和内电阻的实验电路如图:请回答下列问题:(1)在闭合开关之前,为防止电表过载,滑动变阻器的滑动头 P应放在 处. (2)现备有以下器材:A.干电池 1节B.滑动变阻器(050 )C.滑动变阻器(01 750 )D.电压表(03 V)E.电压表(015 V)F.电流表(00.6 A)G.电流表(03 A)其中滑动变阻器应选 ,电压表应选 ,电流表应选.(填字母代号) 解析:(1)闭合开关之前,为防止电表过载,滑动变阻器的滑动头 P应放在电阻的阻值最大处,故滑动变阻器的滑动头 P应放在 a处.(2)电流表和电压表的选择要保证安全和读数时
2、指针的偏转在 之间,干电池 1节,电压1.5 V,故应选择 D,量程为 3 V的电压表;在该实验中,一般要求电流最大不超过 1 A,故应选择 F,量程为 0.6 A的电流表;电流值在 0.10.6 A变化时,电路中的电阻约为 R 测 = = =15 ,故选择 B,50 的滑动变阻器较为合适.答案:(1)a (2)B D F2.某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻.他根据老师提供的以下器材:画出了如图所2示的原理图:电压表 V(量程 3 V,内阻 RV约为 10 k)电流表 G(量程 3 mA,内阻 Rg=100 )电流表 A(量程 3 A,内阻约为 0.5 )滑动变阻器 R1(020 ,2
3、A)滑动变阻器 R2(0500 ,1 A)定值电阻 R3=0.5 开关 S和导线若干(1)该同学发现电流表 A的量程太大,于是他将电流表 G与定值电阻 R3并联,实际上是进行了电表的改装,则他改装后的电流表对应的量程是 A.(保留两位有效数字) (2)为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是 (填写器材前编号) (3)该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表 G读数为横坐标,以电压表 V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线,根据图线可求出电源的电动势为 V. 解析:(1)改装后电流表量程I=Ig+ =0.003 A+ A=0.60 A.(2)为使电路中电流较大,并且方便
4、调节,故实验中应选用的滑动变阻器是阻值范围较小的.(3)根据 E=U+Ir,则图像的纵截距 b等于电源的电动势,由图读出电源的电动势为 E=1.50 V.答案:(1)0.60 (2) (3)1.53.(2018六安高二段考)某同学利用下列器材测定一节干电池的电动势和内电阻A.待测干电池(电动势约 1.5 V,内阻约 1.0 )B.电流计 G(满偏电流 3 mA,内阻 10 )C.电流表 A(量程 00.6 A,内阻约为 0.1 )D.电阻箱 R3(09 999 )3E.滑动变阻器 R1(020 ,10 A)F.滑动变阻器 R2(0100 ,1 A)G.开关和导线若干(1)由于没有电压表,该同学
5、用电流计 G和电阻箱 R3改装成量程为 3 V的电压表,则电阻箱的阻值应调为 . (2)闭合开关 S,调节滑动变阻器,读出电流表相应的示数 I,并计算出改装后的电压表的读数U,在坐标纸中画出了如图 2所示的 U I图像,由图像可知 E= V,r= (保留两位有效数字). (3)为了能较为准确地进行测量,以及操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是 (填器材前的字母代号). (4)请在图 1方框中画出实验电路图.解析:(1)把电流计 G改装成 3 V的电压表,需要串联电阻阻值R= -Rg= -10 =990 ;(2)由闭合电路欧姆定律可知 U=E-Ir,由题图 2可知,电源的电动势 E=1.5 V,
6、r= = =1.0 ;(3)由于灯泡内阻较小,故为了便于调节,滑动变阻器应选择总阻值较小的 E;(4)由题意可知,本题中采用表头和电阻箱串联充当电压表,同时电流表采用相对电源的外接法,故电路图如图所示.答案:(1)990 (2)1.5 1.0 (3)E (4)如图所示44.在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:A.干电池 E(电动势约为 1.5 V,内阻小于 1.0 )B.电流表 A1(满偏电流 3 mA,内阻 r1=10 )C.电流表 A2(00.6 A,内阻 0.1 )D.滑动变阻器 R1(020 ,10 A)E.滑动变阻器 R2(0100 ,10 A)F.定值电阻 R3(
7、990 )G.开关和导线若干(1)为方便且能较准确地进行测量,其中应选用的滑动变阻器是.(填字母代号) (2)请画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图.(3)如图为某一同学根据他所设计的实验绘出的 I1,I2图线(I 1为 A1的示数,I 2为 A2的示数),由图线可求得被测电池的电动势 E= V,内阻 r= . 解析:(1)实验中应选用较小阻值的滑动变阻器,有利于电流的变化和表的读数,故选 D.(2)由于没有电压表,我们可以把表头及定值电阻充当电压表使用,利用伏安法测定一节干电池的电动势和内阻.(3)表头的示数与定值电阻阻值的乘积可作为路端电压处理,则由闭合电路欧姆定
8、律可知I1(R3+RA1)=E-I2r,即 I1= - ;由题图可知,图像与纵轴的交点为 1.48 mA,则有1.48 mA= ,解得 E=1.48 V.由图像可知,图像的斜率为 0.810-3,由公式得图像的斜率等于 ,故 =0.810-3,解得 r=0.8 .答案:(1)D (2)如图所示5(3)1.48 0.8(教师备用)1.(2018淮安高二期中)在做“用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻”的实验时(1)某同学连接的实物图如图所示,但当开关闭合时发现电压表有示数而电流表没有示数,实验前仪器都检查过是好的,也就是说只可能是某根连接导线断了,那么,请你分析一下,可能发生断路故障的导
9、线是 (写出所有可能断的导线的编号). (2)某同学在实验时使用的电流表量程为 00.6 A,电压表量程为 03 V,并加接了一个已知阻值的定值电阻 R0,如图(甲)所示,试说明他加接此电阻的作用是 . (3)如果某同学把 R0接到图(乙)位置,那么他改变滑动变阻器的阻值,测出两组对应的电流表和电压表示数后,还能算出电池的电动势和内电阻吗?并说明简要理由.解析:(1)电流表示数为零,则可能断路的导线有 2,3,5,6,由于电压表有示数,则导线 3不能断路,所以可能断路的导线有 2,5,6.(2)加接了一个定值电阻 R0,防止变阻器电阻过小时,电池被短路或电流表被烧坏.(3)能算出电池的电动势和
10、内电阻,可以把 R0和电池合起来看成是一个等效电源,由E=U1+I1r和 E=U2+I2r解出的是这个等效电源的电动势和内电阻,而它的电动势与原电池的电动势相同,它的内电阻为被测电池的内电阻与 R0之和,已知 R0就可以求出被测电池的内电阻了.6答案:(1)2,5,6 (2)限制电流,避免电源短路(3)能算出电池的电动势和内电阻,可以把 R0和电池合起来看成是一个等效电源,由E=U1+I1r和 E=U2+I2r解出的是这个等效电源的电动势和内电阻,而它的电动势与原电池的电动势相同,它的内电阻为被测电池的内电阻与 R0之和,已知 R0就可以求出被测电池的内电阻了.2.(2018九江高二月考)某多
11、用电表内欧姆挡“1”的内部电路图如图所示,欧姆调零后明明同学将电阻箱和电压表 V并联后接在两表笔 a,b上,欲用图示的电路测量多用电表内部的电阻 r(远小于电压表 V的内阻)和电池的电动势 E.(1)表笔 a为 表笔(填“红”或“黑”). (2)改变电阻箱 R的阻值,分别读出若干组电压表和电阻箱的示数 U,R,将 , 的值算出并记录在表格中,并作出 图线,如图所示.根据图线得出电动势 E= V,内部的电阻 r= .(结果保留三位有效数字) 由于电压表的分流作用,多用电表内部电池的电动势的测量值比真实值 (填“大”或“小”). 解析:(1)表笔 a内部接电源的负极,则为红表笔;(2)由闭合电路欧姆定律可知E=U+ r;变形得 = + ;可知,图像与纵坐标的交点为电源的电动势的倒数,故有 E= =1.43 V;7图像的斜率为 ,则有 r= 1.43 =2.54 当电压表内阻为无穷大时,即为不接电阻箱时电压表的示数为多用电表内部电池的电动势的测量值,而电压表两端的电压等于电动势的真实值减去多用电表的内电压,所以多用电表内部电池的电动势的测量值比真实值小.答案:(1)红 1.43(1.411.45 均可) 2.54(2.502.56 均可)(2)小
