知识点22-测量电源的电动势和内阻.docx

7 .注意事项(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜,可选用已使用过一段时间的干电池.(2)干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻，会明显增大，故长时间放电不在超过0.3A,短时间放电不宜超过0.5A.因此，实验中不要将/调得过大，读电表要快，每次读完立即.(3)要测出不少于6组/、U数据.且变化范闱要，用方程组求解时,要将测出的/、U数据中，第I和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出E、r值再求.«)在画U-/图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直战的.个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑.这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度.<5)干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时,在画U-/图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标/必须从零开始).但这时图线和横轴的交点不再是短路电流.不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻.(£,)8 .实验改进：<1)用一个电流表和电阻箱测量，电路如图<),测量原理为：E=(1+r),E=Z2(2+r),由此可求出E和r,此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏.用一个电压表和电阻箱泄量，电路如图(Z>).测量原理为：E=.E=.由此可求出r和£此种方法测得的电动势和内阻均偏.用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时U=E,需满足Rv»r.用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图(c)所示.测量方法为：断开S,测得我、V2的示数分别为5、S，此时£=.RV为Vl的内阻：再闭合S,VI的示数为UY此时E=，解方程组可求得£二.思考与练习1 .在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路.(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到(选域“最大值”、“最小值”或“任意值”)；改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值RO=IO的定值电阻两端的电压U,下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是(选填“1”或"2”)；方案编号电阻箱的阻值ZQ1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0根据实验数据描点，绘出的古-R图煞是一条直线.若直线的斜率为k,在古坐标轴上的截距为E则该电源的电动势E=,内阻r=(用K万和品表示).2 .某同学设计了一个如图甲所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组(电动势约为3V、电潦表(量程0.6A,内阻小于IC)、电阻箱RI(O9999C)、滑动变阻器R2(O-IO).单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导级若干，考虑到干电池测量电源的电动势和内阻一,考点要理1 .实验目的：测定电源的电动势和内阳：举握用图象法求电动势和内阻.2 .实验原理：实验依据定律，实验电路如图所示.rl（1）E和r的求解：由U=E-",即Ui=E-hr.U2=E-iu一Ir.解得E=、r=.徐作图法数据处理，如图所示，图线与纵轴交点为S图线吁与横轴交点为/e=.图线的斜率表示r=._呈一13 .实验器材：电池（被测电源）、电压表、电流表、滑动变KI器、开关、导然、.4 .实验步骤：电流表用06A量程，电压表用3V量程，按图甲连接好电路.把变阻器的滑片移动到使阻值的端.闭合开关，调节变阻静，使电流表有明显示数并记录一组数据（S）.用同样方法测量几组/、U值.填入表格中.断开开关，拆除电路，整理好器材.5 .数据处理：本实验中数据的处理方法一是联立方程求解的法，二是法.方法1：取六组对应的U、I数据,数据满足关系式U=E-hr.U2=E-I2r.U3=E-hr让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组£r,取其平均值作为电池的电动势E和内阻的大小.笫1组第2组第3组第4组第5组第6组UIV/A方法2：以路端电压U为纵釉、干路电流/为横轴建立U-/坐标系，在坐标平面内描出各组3,U）值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴的交点即是一次函数的纵轴战距）,直线的斜率大小即为电池的.即r=.6 .误差分析：偶然误差：读数和电表线性不良引起误差.用图象法求E和/时，由于作图不准确造成的误差.测量过程中通电时间过或电流过,都会弓I起£、；变化.系统误差：由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差.如图甲电路：在理论上£=,其中电压表示数U是准确的电源两端电压.而实验中忽略了通过电压表的电流v而形成误差（如图乙中虚线段），而且电压表示数越大，越大.结论：与电压表示数为零时，v=0,a=*1.短路电流测量值=真实值：Em<E:因为r=EU所以r*Vr实际上r制是电压表内阻和电源内阻r的并联值,当然应变小.如图西电路：U-/图线如图丁所示，/a为电源电流其实值，理论上有E=,其中的UA不可知，而造成误差（如虚线段为Ua），而且电流表示数越大，UA越大，当电流为零时，UA=O,电压为准确值，等于E.结论：E为真实值，即G=Eft:un<ft:又因为r=E7u所以，.>/“，r”实际是r和?A的串联值.因干电池内阻r很小，因此选用甲电路.然后，用电压表V、电困箱R、定值电阻品、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势:（0根据图乙所示电路图，用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接成完整电路.（i闭合开关s,调整电阻箱限值上读出电压表V相应示数该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的火、U数据,并计算出相应的HR与1/U的值.请用表中数据在图示的坐标纸上描点，并作出lu-I/?图线.Rlil166.771.450.033.325.()20.0UN8.35.94.84.23.22.9R1MO2Cl'0.601.402.003.004.005.00U,V,0.120.,170.210.240.310.34（Ui）从图线中可求得E=V.【变式跟踪2】电动自行车具有环保、节能、便捷等优点，但电动自行车的电瓶用久以后性熊会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大.某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池,分别标为A、B、C、D,测量它们的电动势和内阻用多用电表直流电压“50V”挡测量每块电池的电动势.测量电池A时，多用电表的指针如图甲所示，其读数为V；（2）用图乙所示的电路测出A、B、C、。四块电池的电动势E和内Klr,图中描为保护电阻，其阻值为50.改变电阻箱的阻值R测出对应的电流/,根据测垃数据分别作出A、B、C、。四块电池的Ul-R图线,如图所示.由图线C可知电池C的电动势E=V,内KIr=Q：（3）分析图像可知，电池（选填"A”、“C"或"6'）较优.l2OI3浙江】采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻”.（填选项）C.还需要学生电源D.不在能要任何渊材123456Rq1.21.00.80.60.40.2/A0.600.700.800.891.001.20UN0.900.780.740.670.620.43（1）除了选用照片中的部分器材外，A.还需要电压表B.还需要电流表测量所得数据如下用作图法求得电池的内阻r=根据笫5组所测得的实验数据，求得电流表内阻RA=.【预测1】用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻提供的器材如图（）所示.（1）用实线代表导线把图（“）中的实物连接成测量电路.（两节干电池串联作为电源，图中有部分线路已连好）.的内阻较小，电流表的内阻不能忽略.（1）该同学按图连线,通过控制开关状态，使K,S拨向.测得电流表内阻约为020C.试通过分析判断该测量产生的系统误差为：测JS值真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）.测电源电动势和内电阻时.要将K.S拨向.（3）图乙是由实验数据绘出的jR图飘,由此求出待测干电池组的电动势E=V、内阻=表示数，然后再调节电阻箱.使电流表的示数指到某两个恰当的值，记下此时电阻箱的阻值用、&及对应的电流/|、/2；.考点分类探讨（计糅结果保留.位有效数字）.W1K考点13伏安法测电源电动势和内Kl【例1】某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘 制作了果汁电池.他们测量这种 电池的电动.势E和内阻心并探 究电极间距对E和的膨响.实 验器材如图所示.测量E和/的实验方案为：调 节滑动变KI器，改变电源两端 的电压U和流过电源的电流IWI/.依据公式_.,利用测量数据作出U-/图象，得出E和r.将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，清在图中用笔画线代替导线连接电路.实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U- /图象如图中（a （b× （c）、 （d）所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动切（填“增大”、“减小”或“不变”），电源内阻（填“增大”、“减小”或“不变”>.曲线（C）对应的电源电动势E=V,内阻=.当外电路总电阻为250OC时，该电源的输出功率P=mW.（均保的三位有效数字）【变式跟踪1】用DIS测量干电池的电动势和内电阻的实验电路如图甲所示，已知干电池允许的最大供电电流为0.5A（1）实验时应选用下列哪种滑动变阻器A. 1 O（X）, （）.1 A B. 5（）, 2.（）AC. IO . 2.0 AD. 50 . （）.1 A根据实验得到的图量如图乙所示，可求得干电池的内电阻为r=.K考点251验电路的改进和分析例2某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.先直接用多用电表测定该电池电动势.在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图所示,其示数为,根据以上的数据及闭合电路欧姆定律，建立方程组，即可求出电源的电动势E与内阻r.该方程组的表达式是:,该实验小组现在手头只有一个电流表，只U根据实验数据，请在所给的坐标系中绘出关系图线.V.内阻r=次改变电阻箱的阻值R，从电压表上读出相应的示数U,该小组同学发现 R不成线性关系,于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示.（3由图线可知，该干电池的电动势E= （结果保留两位有效数字）.（1）根据表中的数据和实验原理，你认为第.错误的，原因是序号I234567R, 10.10.4().51.02.02.55.0U ,V,0.360.440.430.600.871.001.58（填序号）组数据是知其内阻很小,却不知具体阻值.为了,测出该电流表的内阻，她们找来了如图乙所示两节干电池等实验器材.请你用笔画线将图中的实物连接成能测出电流表内吼的电路.注意滑动变阻器串联接入电路起限流作用，开