13 实验测定电池的电动势和内阻Word下载.docx

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（3）闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据（I1、U1）．用同样的方法测量几组I、U值．

（4）断开开关，整理好器材．

（5）处理数据，用公式法和作图法这两种方法求出电池的电动势和内阻．

二、实验数据的处理

1．求平均值法：

由E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r可解得

E＝

，r＝

.

可以利用U、I的值多求几组E、r的值，算出它们的平均值．

2．作U－I图象法

（1）本实验中，为了减少实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根据多次测出的U、I值，作U－I图象；

（2）将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是电池电动势E；

（3）横轴截距点（路端电压U＝0）意味着短路情况，它的数值就是短路电流

；

（4）图线斜率的绝对值即电池的内阻r，即r＝

＝

，如图5所示．

图5

三、注意事项

1．为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表．

2．实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r的明显变化．

3．当干电池的路端电压变化不很明显时，作图象时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始．

如图6所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝|

|求出．

图6

一、伏安法测E、r的仪器选择与数据处理

例1

　在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中．

（1）备有如下器材

A．干电池1节

B．滑动变阻器（0～20Ω）

C．滑动变阻器（0～1kΩ）

D．电压表（0～3V）

E．电流表（0～0.6A）

F．电流表（0～3A）

G．开关、导线若干

其中滑动变阻器应选__________，电流表应选__________．（只填器材前的序号）

（2）为了最大限度的减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图．

（3）某同学根据实验数据画出的U－I图象如图6所示，由图象可得电池的电动势为____________V，内电阻为____________Ω.

针对训练　用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r，所用电路如图7（a）所示，一位同学测得的六组数据如下表所示.

组别

1

2

3

4

5

6

电流I/A

0.12

0.20

0.31

0.32

0.50

0.57

电压U/V

1.37

1.32

1.24

1.18

1.10

1.05

（1）试根据这些数据在图（b）中作出U—I图线．

图7

（2）根据图线求出电池的电动势E＝________V，电池的内阻r＝________Ω.

二、安阻法（或伏阻法）测E、r的实验原理与数据处理

例2

　某研究性学习小组利用如图8甲所示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R－

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＝________，r＝________.

图8

某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内电阻，使用的器材还包括定值电阻（R0＝5Ω）一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图9所示．

图9

（1）在图10的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．

图10

（2）请完成下列主要实验步骤：

①检查并调节电压表指针指零；

调节电阻箱，示数如图11所示，读得电阻值是________；

图11

②将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V；

③将开关S2____________，电压表的示数是1.16V；

断开开关S1.

（3）使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________（计算结果保留两位有效数字）．

1．图1所示，是根据某次测定电池的电动势和内阻的实验记录的数据作出的U－I图象，下列关于这个图象的说法中正确的是（　　）

图1

A．纵轴截距表示待测电池的电动势，即E＝3.0V

B．横轴截距表示短路电流，即I0＝0.6A

C．根据r＝

，计算出待测电池内阻为5Ω

D．根据r＝|

|，计算出待测电池内阻为1Ω

2．用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法中正确的是（　　）

A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显

B．应选用内阻较小的电压表和电流表

C．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载

D．使滑动变阻器阻值尽量大一些，测量误差才小

3．如图2所示是甲、乙、丙三位同学设计的测量电源电动势和内电阻的电路．电路中R1、R2为已知阻值的电阻．下列说法中正确的是（　　）

A．只有甲同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻

B．只有乙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻

C．只有丙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻

D．三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻

4．在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．

（1）按图3甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．

（2）在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端（选填“A”或“B”）．

（3）如图4是根据实验数据作出的U－I图象，由图可知，电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.

5．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：

量程0～0.6A，内阻0.1Ω

C．电流表：

量程0～3A，内阻0.024Ω

D．电压表：

量程0～3V，内阻未知

E．电压表：

量程0～15V，内阻未知

F．滑动变阻器：

0～10Ω，2A

G．滑动变阻器：

0～100Ω，1A

H．开关、导线若干

在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．

（1）在上述器材中请选择适当的器材：

________（填写选项前的字母）；

（2）在图5（a）方框中画出相应的实验电路图；

（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图（b）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.

6．某同学在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.5Ω的保护电阻R0，实验电路如图6甲所示．

（1）按图甲电路原理图将图乙实物连接起来；

（2）该同学按上述电路原理图正确连接好实验电路，合上开关S后，当滑动变阻器的滑动触头P由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数几乎不变，直到当滑动触头P滑至邻近B端时，电压表的示数急剧变化，出现上述情况的原因是__________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

（3）该同学顺利完成实验，测出的数据如下表所示．请你根据这些数据帮他在图7中画出U－I图象，并由图得出电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω；

I/A

0.10

0.17

0.23

0.30

U/V

1.20

1.00

0.80

0.60

7．小明要测定一电池的电动势E和内电阻r，实验器材有：

一只DIS电流传感器（可视为理想电流表，测得的电流用I表示），一只电阻箱（阻值用R表示），一只开关和导线若干．该同学设计了如图8甲所示的电路进行实验和采集数据．

甲

乙

丙

（1）小明设计该实验的原理表达式是____________（用E、r、I、R表示）．

（2）小明在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至________．（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）在实验过程中，将电阻箱调至图乙所示，则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω.

（3）小明根据实验采集到的数据作出如图丙所示的

－R图象，则由图象求得该电池的电动势E＝____________V，内阻r＝__________Ω（结果均保留两位有效数字）．

8．用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中，被测电源是两节干电池串联的电池组．可供选择的实验器材如下：

A．电流表，量程0～0.6A～3A

B．电流表，量程0～100μA～100mA

C．电压表，量程0～3V～15V

D．滑动变阻器，0～1000Ω，0.1A

E．滑动变阻器，0～20Ω，2A

F．电键一个，导线若干

（1）为了尽量得到较好效果，电流表应选____________________，量程应选____________________，电压表量程应选____________________，滑动变阻器应选________________．

（2）如图9有甲、乙两个可供选择的电路，应选____________电路进行实验．实验中误差是由于__________表的读数比实验值偏____________（选填“大”或“小”）．

9．现有一特殊电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图10甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻RA已经测出，阻值为5Ω，R为电阻箱，阻值范围为0～999.9Ω，R0为定值电阻，对电路起保护作用．

（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，本实验选用哪一种规格的定值电阻最合适（　　）

A．10ΩB．50ΩC．150ΩD．500Ω

（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，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω.