高中物理 第二章 测定电源的电动势和内阻测试题 新人教版选修3-1.doc

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1、实验：测定电池的电动势和内阻一、实验原理：图11、根据闭合电路欧姆定律，路端电压U=E-Ir，改变外电阻R，测得多组U、I，代入公式可求得多组E、r数值，取其平均值作为电池电动势和内电阻。实验原理如图1所示。ErSR图3VAErSR图22、由公式E=U+Ir可得E=IR+Ir，改变外电阻R可得到多组I、r，代入公式可得多组E、r的数值，取其平均值作为电池的电动势和内电阻。实验原理如图2所示。3、由公式E=U+Ir可得E=U+r，改变外电阻R可得到多组U、r，代入公式可得多组E、r的数值，取其平均

2、值作为电池的电动势和内电阻。实验原理如图3所示。二、实验方法：利用水果电池或选用已使用过一段时间的1号干电池做实验效果较好，因为它们的内阻较大。图4三、数据处理：公式U=E-Ir对于一定的电池来说E，r是常量，可将U、I看做一个一次函数的表达式，它的U—I图象是一条直线；以I为横坐标，U为纵坐标，用测定的几组I、U值画出U-I图象，如图4所示，直线跟纵轴的交点即为电动势E值，直线斜率的绝对值即为内电阻r的值。四、注意事项：1、为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的

3、1号干电池)。2、干电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过O.3A，短时间放电不宜超过0.5A，因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。3、在画U-I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线的两侧，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。4、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-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根

4、据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I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。五、误差分析：1、第一种实验电路（图1）U=E-Ir中的I是通过电源的电流，U是电源两端电压；本实验用图1所示的电路是存在系统误差的，这是由于电压表分流IV，使电流表示数I测小于电池的输出电流I真。∵I真=I测+IV，而，U越大，IV越大，U趋于零时，IV也趋于零。∴它们的关系可用图5表示，测量图线为AB，真实图线为A/B。由图线可以看出r和E的测量值都小于真实值，

5、即r测r真。（内阻测量误差非常大）图7IUEU1U2I1I2△UI测I真AV图6图5IUIV1IV2E真E测U1U2I1I2ABA/【范例精析】例１：用如图8所示的

6、电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图9所示的U—I图，由图可知（）A.电池电动势的测量值是1.40VB.电池内阻的测量值是3.50ΩC.外电路发生短路时的电流为0.40AD.电压表的示数为1.20V时电流表的示数I/=0.20AI/AU/V1.401.201.000I/0.4图9AV图8解析由全电路欧姆定律U=E-Ir知当I=0时，U=E。U—I直线的斜率表示电源的内阻，则U轴的电压刻度不是从零开始的，U—I图线的横截距不再表示U=O时的短路电流，而是表示路端电压1V时的干路电

7、流是0.4A,因为，从图中易知，所以I/=0.2A正确选项是A、D。拓展本题主要考查测电动势和内阻实验中U—I图象的意义，同时考查学生由图象提取信息的能力。解题的关键是要理解开路电压就是电动势，图线斜率的绝对值是内电阻。理解测量电动势和内电阻的原理和方法，掌握全电路欧姆定律公式U=E-Ir的应用，是解决这类问题的关键，又如：例2：利用电流表和电压表测一节干电池的电动势E和内电阻r，电路如图10所示，图中R1为粗调滑动变阻器，R2为微调滑动变阻器，实验中得到的四组数据如表中所示：I/mA50.07

8、5.0100.0150.0U/V1.351.351.201.05AV图10E，rSR1R2（1）表中数据经处理后，可以确定电动势E=______V，内阻r=______Ω.（2）现有滑动变阻器：A（10Ω，1A），B（500Ω，0.5A）,C（500Ω，0.1A）,那么在本实验中，滑动变阻器R1应选用_______,R2应选用________.[提示：第二组数据有明显偏差，舍去不用。参考答案：1.5；3B；A]图11[能力训练]1、某同学用电压表和电流表测量电源电动势。调节滑动变阻器,读出电