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测定电池的电动势和内阻
【例1】在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有：
A．干电池一节
B．电流表(量程0.6 A)
C．电压表(量程3 V)
D．开关S和若干导线
E．滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω，允许最大电流1 A)
F．滑动变阻器R2(最大阻值300 Ω，允许最大电流0.5 A)
G．滑动变阻器R3(最大阻值1 000 Ω，允许最大电流0.1 A)
(1)①按如图7－6－4所示电路测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选________(填写代号)．
②为使测量尽可能精确，用笔画线代替导线将如图7－6－5所示的实物图连接成实验电路(已连接了部分线)，要求变阻器的滑动触头滑至最右端时，其使用电阻值最大．

(2)实验步骤：
①按实验要求连接好电路．闭合开关前把变阻器的滑动触头滑至一端，使接入电路的阻值最大；
②闭合开关，调节滑动变阻器，使________的指针有明显偏转，读取________和________的示数．用同样方法测量多组数据；
③断开开关，整理好器材；
④数据处理．
(3)将实验测得的数据标在如图7－6－6所示的坐标图中，请作出U—I图线，由此求得待测电池的电动势E＝______ V，内电阻r＝________ Ω.(结果保留三位有效数字)
（4）误差分析：E测 E真 r测 r真(选填“＞”、“＜”或“＝”)．
归纳小结：

【例2】 某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图7－6－7所示电路进行实验，测得的数据如下表所示．
实验次数
1
2
3
4
5
R(Ω)
4.0
10.0
16.0
22.0
28.0
I(A)
1.00
0.50
0.34
0.25
0.20
1/I(A－1)
1.0
2.0
2.9
4.0
5.0

(1)若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作________(选填“R－I”或“R－1/I”)图象；其简单理由是： ．
(2)利用测得的数据在坐标纸7－6－8上画出适当的图象；
(3)由图象可知，该电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω；
(4)利用该实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，理论上
E测________E真，r测________r真(选填“＞”、“＜”或“＝”)．

【巩固练习】：
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：
V
A
E
S
R
R0
（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）
（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 。
（3）误差有系统误差和偶然误差两种，用画图线求电动势和内电阻的优点在于可以尽量减小实验的 误差．（选填“系统”或“偶然”）
2．某课题研究小组，选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E和内阻r.(电动势约为4 V，内阻在几欧到几十欧之间)
A．电压表V(量程6 V，内阻约为6.0 kΩ) B．电流表A(量程2 mA，内阻约为50 Ω)
C．电阻箱R(0～999.9 Ω) D．开关S一只、导线若干
(1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，你认为可行吗？请说明理由：___________________________________________________________.
(2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，请画出实验电路图．
(3)根据(2)中实验电路测得的5组U、R数据，已在图7－6－12中－坐标系中描出了各点，请作出图象．根据图象求得E＝________ V，r＝________ Ω.

3．某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”，该同学利用下列所给器材测量水果电池的电动势E和内阻r．
A．电流表G1(内阻Rg=l5Ω，满偏电流Ig=2mA)
B．电流表G2(量程20mA，内阻约2Ω)
C．滑动变阻器R1(0-1000Ω)
D．电阻箱R2(0~9999．9Ω)
E．待测水果电池(电动势E约4V，内阻r约200Ω)
F．开关S，导线若干
(1)实验中用电流表G1改装成量程0-4V的电压表，需 (选填“串联”或“并联”)一个阻值为 Ω的电阻；
(2)用电流表G2和改装成的电压表测量水果电池的电动势和内阻，为尽量减小实验的误差，请在虚线方框中画出实验电路图；
(3)该同学实验中记录的6组对应的数据如下表，试根据表中数据在下图中描点画出U-I图线；由图线可得，水果电池的电动势E= V，内电阻r= Ω；

(4)实验测得的水果电池的电动势和内阻与真实值相比， E测 E真，r测 r真(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
4．某同学准备利用下列器材测量电源电动势和内电阻。
A．干电池两节，每节电动势约为，内阻约几欧姆
B．直流电压表、，量程均为，内阻约为3kΩ
C．定值电阻R0，阻值为5Ω
D．滑动变阻器R，最大阻值50Ω
E．导线和开关ww w.ks5 u.co m
（1）该同学连接的实物电路如图甲所示，其中还有一根导线没有连，请补上这根导线。
（2）实验中移动滑动变阻器触头，读出伏特表和的多组数据U1、U2，描绘出图像如图乙所示，图中直线斜率为k，与横轴的截距为a，则电源的电动势E= ，内阻为r= （用k、a、R0表示）。
（3）根据所给器材，请你再设计一种测量电源电动势和内电阻的电路图，画在图丙的虚线框内。
图甲
+
+
-
R

+
+
-
-
+

图乙

图丙

2010届高考物理精题精练：电学实验
1.某同学在做多用电表测电阻的实验中：
（1）测量某电阻时，用×10Ω档时，发现指针偏转角度过大，他应该换用____________档（填×1Ω档或×100Ω档），换档后，在测量前要先_________________。
（2）如图所示，A、B、C是多用表在进行不同测量时，转换开关分别指示的位置，D是多用表表盘指针在测量时的偏转位置。

若用A档测量，指针偏转如D，则读数是________；
若用B档测量，指针偏转如D，则读数是________；
若用C档测量，指针偏转如D，则读数是________。
答案：1. (1)×1Ω档、先调零 （2）1300Ω、5.4mA、27V
2.热敏电阻是传感电路中常用的电子元件．现用伏安法研究热敏电阻在温度
t1=50°C时的伏安特性曲线和t2=80°C时的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整，已知
温下待测热敏电阻的阻值约5~6Ω，且随温度的升高而减小．备用的仪表和器具有：保温杯
盛有冷水水杯、盛有热水的水杯、电源（电动势为3V、内阻可忽略）、电压表、电流表（量
为0.6A）、电流表（量程为3A）、滑动变阻器、开关、导线若干．
⑴在给定的方框中画出实验电路图．
⑵应选用________A的电流表．
⑶实验过程可分为如下操作步骤：
a．接通电路，调节滑动变阻器，多次记录电流表和电压表的值；
b．往保温杯中缓慢加入热水，并同步搅动均匀，直到温度稳定在t1 ；
c．往保温杯内加入一定量的冷水，将热敏电阻和温度计插入保温杯中；
d．往保温杯中加入一些热水，待温度稳定在t2；
e．在同一个坐标系中绘出两个温度下，热敏电阻的伏安特性曲线；
f．重复a；
将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填写： ．
答案：2. （1）如右图（2）3 （3）cbadfe
3.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1.5V的干电池外，还有一个方形的电池（层叠电池）。为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提供有下列器材：
A．电流表G（滿偏电流10mA，内阻10Ω）
B．电流表A（0～0.6 A～3A，内阻未知）
C．滑动变阻器R0（0～100Ω，1A）
D．定值电阻R（阻值990Ω）
E．开关与导线若干
（1）该同学根据现有的实验器材，设计了如图甲所示的电路，请你按照电路图在乙图上完成实物连线．

2）丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势E＝　　V ，内阻r= Ω。

＋　－
答案：（1）实物连接如右图　，
（2）9.0，10.0　

4.利用如图所示的电路测定电源的电动势和内电阻，提供的器材为（）
（A）干电池两节，每节电池的电动势约为1.5V，内阻未知
（B）直流电压表V1、V2，内阻很大
（C）直流电流表A，内阻可忽略不计
（D）定值电阻R0，阻值未知，但不小于5W
（E）滑动变阻器
（F）导线和开关
U/V
2.62
2.48
2.34
2.20
2.06
1.92
I/A
0.08
0.12
0.19
0.20
0.24
0.28
（1）甲同学利用该电路完成实验时，由于某根导线发生断路故障，因此只记录了一个电压表和电流表的示数，如下表所示：
试利用表格中的数据作出U-I图，由图像可知，该同学测得两节干电池总的电动势值为__________V，总内阻为__________W。由计算得到的数据可以判断能够正确示数的电压表应为表__________（选填“V1”或“V2”）
（2）乙同学在找出断路的导线并调换好的导线后，连接该电路继续实验时，由于电流表发生短路故障，因此只能记下两个电压表的示数，该同学利用表中的数据，以表V1的示数U1为横坐标、表V2的示数U2为纵坐标作图像，也得到一条不过原点的直线，已知直线的斜率为k，截距为b，则两节干电池总的电动势大小为__________，两节干电池的总内阻为__________（选填“可以”或“不可以”）求出。
如果该同学希望通过利用图像的截距直接得到电源的电动势，保持为纵坐标不变，应该选用__________作为横坐标作图。
答案：（1）2.90，3.50，V1，（2）E＝b/（1－k），I不可以，U1－U2
5.利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，测量一个电池组的电动
和内电请在答题纸的方框内画出实验电路图；并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电用
录的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
×1
×100
×10
×10000
×100000
×1000

解析：连接电路图如下
按电路图接好实验电路
改变电阻箱阻值，分别读出两组电阻箱阻值和对应的路端电压值R1、U1、R2、U2。根据闭合电路欧姆定律列出与这两组数据相对应的方程：
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
×1
×100
×10
×10000
×100000
×1000
V

解方程组可得E和r：

A
V
R
R0
a
b
c
d
e
E r
6.某同学在用电流表和电压表测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1所示， 图1
（1）连好电路后，当该同学闭合电键，发现电流表示数为0，电压表示数不为0。检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是 。
R0
+
-
V
A
+
-

-
+
-
（2）按电路原理图1及用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接c、d时的实物电路图2以画线代导线连接起来。
I/A
0.10
0.17
0.23
0.30
U/V
1.20
1.00
0.80
0.60
0.10
0.30
0.50
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
I/A
U/V

（3）排除故障后，该同学顺利完成实验，测定下列数据根据数据在下面坐标图中画出U—I图，由图知：电池的电动势为 ，内阻为 。

图2
答案：

7. 在用替代法测电阻的实验中，测量电路如图所示，图中R是滑动变阻器，Rs是电阻箱，Rx是待测高值电阻，S2是单刀双掷开关，G是电流表。
实验按以下步骤进行，并将正确答案填在题中横线上。
A．将滑动片P调至电路图中滑动变阻器的最下端，将电阻箱Rs调至最大，闭合开关S1，将开关S2拨向位置“1”，调节P的位置，使电流表指示某一合适的刻度IG。
B．再将开关S2拨向位置“2”，保持 位置不变，调节 ，使电流表指示的刻度仍为IG。
假设步骤B中使电流表指针指示的刻度为IG时电阻箱的阻值为R0，则Rx= 。
答案： P ， Rs ， R0
8.听说水果也能做电池，某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电池．他们猜想水果电池内阻可能较大，从而设计了一个如图所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内电阻．实验中他们多次改变电阻箱的电阻值，记录下电阻箱的阻值及相应的电流计示数，并算出电流的倒数，将数据填在如下的表格中．
（1）利用图像法处理数据可以减小实验误差．在讨论作图方案时，甲同学认为应作R-I图，而乙同学认为应该作图，你认为哪个同学的想法更科学？____（填“甲”或“乙”），其简单理由是： ．
（2）按照（1）中你选择的方案，在给出的坐标纸上作出图象．
（3）利用你作出的图象，可求出该柠檬电池的电动势为 V，内阻为 Ω．
（4）完成实验后，该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因是：

外电阻R（Ω）
电流 I（mA）
电流倒数(mA-1)
9000
0.0502
19.92
8000
0.0528
18.93
6000
0.0594
16.84
5000
0.0633
15.80
4000
0.0680
14.71

答案：（1）乙同学
画出的图线是一条直线，容易求出电池的电动势和内电阻

（2）如下图所示

0

R×103/Ω
5
10
-10
-5
5
10
15
20

（3）0.75~1.2；9000~11000
（4）电源内阻过大
9.某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系。可用的器材如下：电源（电动势3V，内阻1Ω）、电键、滑动变阻器（最大阻值20Ω）、电压表、电流表、小灯泡、导线若干。
1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U-I图象如图a所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
A
B
C
－
+

U/V
I/A
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
0 0.1 0.2 0.3
0.4
0.5

根据图a，在图b中把缺少的导线补全，连接成实验的电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）。
3）若某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率是 W（本小题若需要作图，可画在图a中）。
答案:(1）增大
(2）如图…，电流表与滑动变阻器之间的导线接到滑动变阻器上端任一接线柱都对，电流表量程选择不作为评分标准，但导线有其他连接错误的即不给分
(3）0.32W（0.30~0.34都对）…
A
B
C
－
+

U/V
I/A
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
0 0.1 0.2 0.3
0.4
0.5

10.某同学要测定一节旧电池的电动势和内电阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示：
（1）若利用图像确定电池的电动势和内电阻，则应作__________（选填“R-I”或“R-1/I”）图像；

（2）利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图像；
（3）由图像可知，该电池的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。
答案：（1）R-1/I，（2）图略，（3）6，2.4，
（

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