1、测电源的电动势和内电阻1、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，电路中用一个定值电阻 R0 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（阴值范围 0-10 、额定电流 2A）（f） 滑动变阻器（阻值范围 0-100 、额定电流 1A）那么显然，该电流已超过电流表的量程。考虑到实验的可行性，此时用定值电阻 R2与 R1串联即可
2、，故有如下解答：（1）连图：左图只用 R1接入电路；右图用 R1和 R2串联接入电路。(连线如图) （2）设 I1是外电阻为 R1时的电流，I 2是外电阻为 R1和 R2串联时的电流，则有，1AEIRr212AEIRr解之，可解得干电池电动势为： . 12IR（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； R0 应选择 的定值电阻，R 应选择阻值范围是 的滑动变阻器。（2 ） 引起该实验系统误差的主要原因是 。【解析】 （1）3，0.6 ，1，010。 （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。由于电源是一节干电池（1.5V） ，所选量程为 3
3、V 的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几 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；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，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 010 能很好地控制电路中的电流和电压，若取 0100 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。2、某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，实验室中
4、有如下器材：A 待 测 干 电 池 B 电 流 表 G（ 03mA， 内 电 阻 r1=20）C 电 流 表 A（ 00.6A， 内 电 阻 r2=0.20） D 滑 动 变 阻 器 甲 （ 最 大 阻 值 10）E 滑 动 变 阻 器 乙 （ 最 大 阻 值 100） F 定 值 电 阻 R1=100G 定 值 电 阻 R2=500 H 定 值 电 阻 R3=1.5k开关、导线。由于没有电压表，为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量。为了方便并能较准确测量，滑动变阻器应选 ，定值电阻应选用 。 （填写定值电阻前的序号） 若某次测量中电流表 G 的示数为 I1，电流表 A 的示数为 I
5、2；改变滑动变阻器的位置后，电流表 G 的示数为 I1，电流表 A 的示数为 I2。则可知此电源的内电阻测量值为 r= ，电动势测量值为 E= 。【解析】 干电池的电动势和内阻的测量，一般需要电流表和电压表。由于题中没有电压表，故需要将电流表 G 改装为电压表，且改装后电压表的量程应该达到 1.5V，则总电阻为，故定值电阻应选用的序号为 G 的电阻，而 滑动变阻器应选用阻 值 较 小 的1.503VmAD；在两次测量过程中，通过电源的电流是两只电表的电流之和，则根据全电路欧姆定律有 ，1212()()EIRrIr122()()EIRrIr解之，得 ， 1212II 2121IRrI3、某同学通
6、过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势 E 和内电阻 r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为 9.999，科当标准电阻用） 一只电流表（量程 RI=0.6A,内阻 0.1gr）和若干导线。请根据测定电动势 E 内电阻 r的要求，设计图 4 中器件的连接方式，画线把它们连接起来。接通开关，逐次改变电阻箱的阻值 R,读处与 R对应的电流表的示数 I,并作记录当电阻箱的阻值 2.6时，其对应的电流表的示数如图 5 所示。处理实验数据时。首先计算出每个电流值 I 的倒数 1I;再制作 R- I坐标图，如图 6 所示，图中已标注出了（ 1,RI）的几个与测量对
7、应的坐标点，请你将与图 5 实验数据对应的坐标点也标注在图 6 中上。在图 6 上把描绘出的坐标点练成图线。根据图 6 描绘出的图线可得出这个电池的电动势 E= V,内电阻 r 解析：根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如答图 4 所示。由闭合电路欧姆定律有：E =I（R+r+r g） ，解得： ，根据 R-1/I 图线可知：电源的电动势等于图线)(1grIER的斜率
8、，内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。答案： 见答图 4 见答图 6 见答图 6 1.5（1.461.54） ；0.3（0.250.35）4、电流表一个，定值电阻 R1=150 ，定值电阻 R2=100 ，单刀单掷开关 K，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约 1.5V）的电动势。（1）按要求在实物图上连线。（2）用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为 E= ，式中各直接测得量的意义是： .【解析】根据提供的器材，可任取一个定值电阻与电流表、干电池、开关接成一个串联电路，用欧姆定律建立方程组进行测量。但在本题中，电流表量程为 10.0mA，干电池的电动势约为 1.5V，
9、如果把定值电阻 R1与电流表、干电池、开关接成一个串联电路，则回路中总电阻约为 180 ，回路中电流约为 1.5V /180 =8.3mA，而如果把定值电阻 R2与电流表、干电池、开关接成一个串联电路， ，则回路中总电阻约为 130 ，回路中电流约为1.5V /130 =11.5mA，显然，该电流已超过电流表的量程。考虑到实验的可行性，此时用定值电阻 R2与 R1串联即可，故有如下解答：（1）连图：左图只用 R1接入电路；右图用 R1和 R2串联接入电路。(连线如图) （2）设 I1是外电阻为 R1时的电流，I 2是外电阻为 R1和 R2串联时的电流，则有，1AERr212AEr解之，可解得干
10、电池电动势为： . 12IR5、 某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，实验室中有如下器材：A 待 测 干 电 池 B 电 流 表 G（ 03mA， 内 电 阻 r1=20）C 电 流 表 A（ 00.6A， 内 电 阻 r2=0.20） D 滑 动 变 阻 器 甲 （ 最 大 阻 值 10）E 滑 动 变 阻 器 乙 （ 最 大 阻 值 100） F 定 值 电 阻 R1=100G 定 值 电 阻 R2=500 H 定 值 电 阻 R3=1.5k开关、导线。由于没有电压表，为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量。为了方便并能较准确测量，滑动变阻器应选 ，定值电阻应选用 。 （填
11、写定值电阻前的序号） 若某次测量中电流表 G 的示数为 I1，电流表 A 的示数为 I2；改变滑动变阻器的位置后，电流表 G 的示数为 I1，电流表 A 的示数为 I2。则可知此电源的内电阻测量值为 r= ，电动势测量值为 E= 。【解析】 干电池的电动势和内阻的测量，一般需要电流表和电压表。由于题中没有电压表，故需要将电流表 G 改装为电压表，且改装后电压表的量程应该达到 1.5V，则总电阻为，故定值电阻应选用的序号为 G 的电阻，而 滑动变阻器应选用阻 值 较 小 的1.503VmAD；在两次测量过程中，通过电源的电流是两只电表的电流之和，则根据全电路欧姆定律有 ，1212()()EIRr
12、Ir122()()EIRrIr解之，得 ， .1212II 2121IRrI6、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待测的干电池（电动势约为 1.5V，内电阻小于 1.0)B电流表 G（满偏电流 3mA，内阻 Rg=10)C电流表 A(00.6A，内阻 0.1)D滑动变阻器 R1(020,10 A) E.滑动变阻器 R2(0200,l A)F定值电阻 R0 (990) 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，于是他设计了如图所示中甲的（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
13、，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 I1I2图线（I 1为电流表 G 的示数，I 2为电流表 A 的示数） ，则由图线可以得被测电池的电动势 E= V，内阻 r= 。【解析】本题中测定干电池的电动势和内电阻需要用电压表和电流表，由于题中只给了两个电流表，故可以通过改装来实现.因为定值电阻 R0=990，则电流表 G 与之串联较好，所以合理的是 b 图所示的电路，滑动变阻应选 D；根据全电路欧姆定律容易得到 ，即102()gEIIr1200ggrEIR由 I1I2图线可以看出，图线与纵轴的交点为 1.48 ，即 ，故电动mA0.48gEmA势 E=1.48V；又因为图线的斜率 ，即 ，故12.485.703Ik01.7grR.07r
