1、第九节 测电源的电动势和内阻 数据处理【考纲要求】内容 要求测定电源的电动势和内阻【知识回顾】实验目的原理一 原理二 原理三 原理四实验原理被测元件测量仪器实验仪器 调节元件实验电路采集图象电动势 E数据采集与处理内阻 r误差分析及减小误差的方法【考点演练】1、用如图所示的电路测量电源的电动势 E 和内阻 r.提供的器材有：保护电阻 R0(准确阻值是 50 )、电阻箱R1(0100 )、电阻箱 R2(0 200 )、电源(电动势约 1.5 V，内阻约 1 )、单刀单掷开关 S1 和单刀双掷开关 S2、导线若干供选择的器材有：电流表 A1(量程 6 mA)、电流表 A2(量程 60 mA)、电流
2、表A3(量程 0.6 A)(1)电流表应该选_(2)实验操作步骤是：闭合开关 S1，电阻箱 R1 选取合适的阻值， _，读取并记录_；电阻箱 R2 选取合适的阻值，保持开关 S1 闭合，_，读取并记录_(明确写出读取并记录的物理量的名称和符号)(3)电动势表达式 E_，内阻表达式 r_.用已知和 (2)中读取并记录的物理量的符号表示2、某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时，发现里面除了一节1.5 V 的干电池外，还有一个方形的层叠电池为了测定层叠电池的电动势和内电阻，实验室中提供如下器材：A电流表 A1(满偏电流 10 mA，内阻 10 )；B电流表 A2 (00.63 A，内阻未知
3、)；C滑动变阻器 R0(0100 ，1.0 A) ；D定值电阻 R(阻值 990 )；E开关 S 与导线若干(1)该同学根据现有的实验器材，设计了如图甲所示的电路，请按照电路图在图乙的实物图中完成连线甲 乙(2)该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据，绘出如图丙所示的 I1 I2 图线(I 1 为电流表A1 的示数，I 2为电流表 A2 的示数)，则由图线可以得到被测电池的电动势 E_V，内阻r_.(保留两位有效数字) 3、某同学用电流表 A(0200 mA，内阻为 12 )，电阻箱 R(最大阻值 9.9 )，定值电阻 R06.0 ，一个开关和若干导线来测量一个电源(电动势 E 约为 6.2
4、 V，内阻 r 约为 2.1 )的电动势及内阻请在虚线框中画出设计电路图若记录实验中电阻箱的阻值 R 和对应的 A示数的倒数，得到多组数据后描点作出 R 图1I线如图所示，则该电源的电动势丙E_V，内阻 r_.(结果保留两位有效数字)4、有一种特殊的电池，它的电动势 E 约为 9 V，内阻 r 约为 50 ，该电池允许输出的最大电流为 50 mA.某同学利用如图甲所示的电路进行实验测定这个电池的电动势和内阻，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R 为阻值范围 09999 的电阻箱，定值电阻 R0 是保护电阻甲 乙(1)实验室备有的定值电阻 R0 有以下几种规格：A10 ，2.5 W B
5、100 ，1.0 WC200 ，1.0 W D2000 ，5.0 W本实验中应选用_(填字母代号 )(2)该同学接入符合要求的 R0 后，闭合开关 S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙所示的图线( 已知该直线的截距为 0.1 V1 )根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E_V，内阻 r_ .5、两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定值电阻 R0、电源的电动势E 和内阻 r，调节滑动变阻器的滑片 P 向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A 和电压表 V1 的测量数据，另一同学记录电流表 A 和电压表 V2 的测量数据并根据数据描绘了如图乙所
6、示的两条 UI直线回答下列问题：甲 乙(1)根据甲、乙两同学描绘的直线，可知( )A甲同学是根据电压表 V1 和电流表 A 的数据B甲同学是根据电压表 V2 和电流表 A 的数据C乙同学是根据电压表 V1 和电流表 A 的数据D乙同学是根据电压表 V2 和电流表 A 的数据(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是( )A滑动变阻器的滑片 P 滑到了最右端B电源的输出功率最大C定值电阻 R0 上消耗的功率为 0.5 WD电源的效率达到最大值 (3)根据图 K3412，可以求出定值电阻 R0_ ，电源电动势 E _V，内阻 r_.(4)该电路中电流表的读数能否达到0.6 A，试说明理由6、某同学到
7、实验室做“测电源电动势和内阻”的实验时，发现实验台上有以下器材：待测电源(电动势约为 4 V，内阻约为2 )；一个阻值未知的电阻 R0；电压表(内阻很大，有 5 V、15 V 两个量程) 两块；电流表(内阻约为 5 ，量程 500 mA)；滑动变阻器 A(020 ，3 A)；滑动变阻器 B(0200 ，0.2 A)；开关一个，导线若干该同学想在完成学生实验“测电源电动势和内阻”的同时测出定值电阻 R0 的阻值，设计了如图所示的电路实验时他用U1、U 2、I 分别表示电表 V1、 V2、A 的读数在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了 U1、U 2、I 的一系列值其后他在两张坐标纸上各作了
8、一个图线来处理实验数据，并计算了电源电动势、内阻以及定值电阻 R0 的阻值根据题中所给信息解答下列问题：(1)电压表 V1 接入电路时应选择的量程是_，滑动变阻器应选择_(填器材代号“A”或“B ”)(2)在坐标纸上作图线时，用来计算电源电动势和内阻的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用_、_表示；用来计算定值电阻 R0 的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用_、_表示( 填“U1、U 2、I ”或由它们组成的算式)(3)若实验中的所有操作和数据处理均无错误，实验中测得的定值电阻 R0 的值_(选填“大于”、 “小于 ”或“等于”) 其真实值第九节 测电源的电动势和内阻 数据处理学案解析【考点演练
9、】1、 【答案】(1)A 2 (2)开关 S2 拨至接线柱1 电阻箱 R1 的阻值和电流表的示数 I1 开关 S2 拨至接线柱 2 电阻箱 R2 的阻值和电流表的示数 I2 (3)R 0I1I2R1 R2I2 I1 I1R1 I2R2I2 I1【解析】(1)闭合开关 S1 和 S2 后，电路中的最大电流约为：I A0.03 ER0 1.550A30 mA，电路中最小电流约为I A6 mA，电流ER0 200 1.5250表选取 A2.(2)开关 S2 拨至接线柱 1，读取电阻箱 R1 的阻值和电流表的示数I1；保持开关 S1 闭合，然后把开关 S2拨至接线柱 2，读取电阻箱 R2 的阻值和电流
10、表的示数 I2.(3)由闭合电路欧姆定律，开关 S1 拨至1，有：EI 1(R0R 1r)；开关 S2 拨至 2，有：EI 2(R0R 2r)联立解得E ，r RI1I2R1 R2I2 I1 I1R1 I2R2I2 I10.2 【答案】(1)如图所示 (2)9.1 10【解析】 (1)实物连接如图所示. (2)由闭合电路欧姆定律得EI 1(RR A1)(I 1I 2)r，从图中可以得出：I 18.0 mA 时，I 20.1 A；I 14.0 mA 时，I 20.5 A把数据代入 I1 和 I2 的关系式，联立解得E9.1 V，r 10 .3、 【答案】如图所示 6.0 2.0【解析】 由于电流
11、表 A 的量程过小，可以并联一个分流电阻 R0.电路如图所示由闭合电路欧姆定律可得 EIr A( I)(Rr )，代入数据解得 R IrAR0 r4，对比图象可得 r46，E31I解得 r2.0； ，解得 E6.0 V.E3 634、 【答案】(1)C (2)10 46【解析】(1)若电阻箱的阻值为零，则有EI m(R0r)，解得 R0130 ，要求定值电阻约为 130 ，A、B 不能选，C 允许的最大电流为 I PR 1200A0.07 A70 mA，大于 50 mA，符合要求，R 0 应选 C.(2)由闭合电路欧姆定律EU r，变形后得 UR0 R 1U 1E rE，对比图乙得，电源的电动
12、势等1R0 R于纵轴截距的倒数，直线的斜率等于电源的内阻与电动势的比值，所以电动势 E10 V，内阻rEk10 4.6 46 .5、 【答案】(1)AD (2)BC (3)2.0 1.50 1.0 (4)不能【解析】 (1)从电路连接可以看出，电流表A 的读数增大时，电压表 V1 的读数减小，电压表 V2 的读数增大甲同学是根据电压表 V1 和电流表 A 的数据绘出图线，选项 B 错误，选项 A 正确；乙同学是根据电压表 V2 和电流表 A 的数据绘出图线，选项 C 错误，选项 D 正确(2)图象中两直线的交点表示电压表 V1的读数与电压表 V2 的读数相等，即滑动变阻器的阻值为 0，滑动变阻
13、器的滑片 P 滑到了最左端，选项 A 错误；从图象可以得出电阻 R0 的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为 0，即电源的输出功率最大，选项 B 正确；定值电阻R0 消耗的功率为：PU 2I1.00.5 W0.5 W，选项 C 正确；电源的效率为： ，U 越大，效率越大，UIEI UE选项 D 错误(3)从图象可以得出定值电阻 R0 的阻值为 R0 2.0 ；从甲同学U2I 1.00.5的图象可以得出图象在 U 轴上的截距为 1.50 V，即电源的电动势为 1.50 V，图象斜率的绝对值为：k U1I1.0 ，即电源的内阻为 r1.0
14、 0.50.5.(4)该电路中电流表的读数为：I，当 R 最小时，电流最大，ER R0 r最大值为：Im A0.5 A，该电ER0 r 1.52.0 1.0路中电流表的读数不能达到 0.6 A.6、 【答案】(1)5 V A (2) I U 1 I U1U 2 (3)大于【解析】(1)由于电源的电动势为 4 V，电压表 V1 的量程选取 5 V；为了便于调节，滑动变阻器应选择 A.(2)计算电源的电动势和内阻的图线是路端电压和电流的关系图象，横坐标和纵坐标分别用 I 和 U1 表示；计算定值电阻 R0 的图线是电阻两端的电压和电流的关系图象，横坐标和纵坐标分别用 I 和(U 1U 2)表示(3
15、)由于电压表 V2 的分流作用，通过定值电阻的电流大于电流表的示数，使得电阻的测量值偏大，即测量值大于真实值79 测电源的电动势和内电阻 数据处理限时训练1、某研究性学习小组利用如图甲所示的电路测量电池组的电动势 E 和内阻 r.根据实验数据绘出如图乙所示的图线，其中 R 为电阻箱读数，I 为电流表读数，由此可以得到E_V，r_.甲 乙2、为了测量某电池的电动势 E(约为 3 V)和内阻 r，可供选择的器材如下：A电流表 G1(2 mA,100 )；B电流表 G2(1 mA，内阻未知)；C电阻箱 R1(0999.9 )；D电阻箱 R2(09999 )；E滑动变阻器 R3(010 ， 1 A)；
16、F滑动变阻器 R4(01000 ，10 mA) ；G定值电阻 R0(800 ，0.1 A) ；H待测电池；I导线、开关若干图 1 图 2 图 3 图 4(1)采用如图 1 所示的电路测定电流表 G2 的内阻，得到电流表 G1 的示数 I1、电流表G2 的示数 I2 如下表所示：I1/mA 0.40 0.81 1.20 1.59 2.00I2/mA 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00根据测量数据，请在图 2 的坐标系中描点作出 I1I2 图线由图得到电流表 G2 的内阻等于_.(2)在现有器材的条件下，测量该电池电动势和内阻，采用如图 3 所示的电路在给定的器材中，图中滑动变阻器应
17、该选用_，电阻箱应该选用_(均填写器材后面的代号)用笔画线代替导线，完成图 4 中实物电路的连接3、某同学为测定某电源的电动势 E 和内阻 r 以及一段电阻丝的电阻率 ，设计了如图(a)所示的电路. ab 是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，R 0 是阻值为 2的保护电阻，滑动片 P 与电阻丝接触始终良好. 图（a） 图（b ）（1 ）实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图（b）所示，其示数为 d= mm（2 ）实验时闭合电键，调节 P 的位置，将 aP 长度 x 和对应的电压 U、 电流 I 数据记录如下表：x(m) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60U(V) 1.5
18、0 1.72 1.95 2.00 2.10 2.18I（A） 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28U/I () 3.06 4.00 5.13 6.06 6.77 7.79图（c） 图（d）该同学根据实验数据绘制了如图(c)所示的 U-I 图像，可得电源的电动势E= V；内阻 r = 请你根据表中数据在图（d）上描点连线作 U/I 和 x 关系图线 .根据测得的直径可以算得金属丝的横截面积 s=0.1210-6m2,利用图（d ）图线，可求得电阻丝的电阻率 为 m（保留两位有效数字）；根据图（ d）图线还可以得到的信息是 .4、79 测电源的电动势和内电阻 数据处理限时训练
19、答案及解析1、 【答案】2.9 0.9【解析】根据闭合电路欧姆定律，有 EI(Rr)，则 RE r，所以，在 R 图象中，1I 1I图线斜率表示电动势 E，图线与纵轴交点坐标的绝对值表示内阻 r.由图线可得：R2.0 时， 1.0 A1 ；R7.8 时， 3.0 A1 .则 E 2.9 1I 1I 7.8 V 2.0 V3.0 A 1.0 AV，r0.9 .2、 【答案】(1)如图甲所示 200 (2)R 3 R 2 连线如图乙所示甲 乙解析 (1)图象如图所示；两电流计电压相等，有 I1r1I 2r2，解得电流计 G2 的内阻r2200 .(2)电流计 G2 与电阻箱串联，相当于电压表，其量程 UI 2(r2R)，因电源电动势约为 3 V，所以 R1800 ，电阻箱选用 R2；电流计 G1 与另一电阻箱并联相当于电流表，滑动变阻器连入电路的电阻一般为 10 左右，所以选用 R3；实物连线如图所示3、 【答案】（1 ） 0.385（0.3830.387 ） （2 ） 3.0（3V 、3.00V 也对）， 1.0（1、1.00 也对）； 如图 1210 -6（1.11.310 -6 ）电流表内阻为 2.0（填电流表内阻也得分）4.【答案】
