1、1 2020 届一轮复习人教版 实验：测量电源电动势和内阻 学案 （ 1）实验器材：待测电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线等。 （ 2）实验操作： 选择电表，设计电路，连接电路； 把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处； 闭合开关，调节变阻器，使表有明显的示数，记下多组数据。 （ 3）实验数据处理 读出两组数据，列方程组求解 E、 r 。 图象法：以路端电压 U 为纵轴、干路电流 I 为横轴，建立坐标系，并根据实验数据描点作图，纵 轴 截距 为电动势 E、斜率 k 的绝对值为内阻 r 。 1. 可选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的 1 号干
2、电池。 2 2. 电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，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 0.3 A ，短时间放电不宜超过 0.5 A 。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. 计 算 法 求 E、 r ： 要 测 出 不 少 于 6 组 I 、 U 数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的 I 、 U数 据 中 ， 第 1 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 平 均 值。 4. 合理选择标度：为使图线分布空间大，如图
3、 2 所示，纵坐标可以不从零开始，则图线和横轴的交点 不再是短路电流，电源的内阻不能用 r E 确定，应根据 r U 确定。 I 短 I 3 图 2 误差分析 用图象法求 E和 r 时作图不准确。 由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。 8 某研究小组收集了手机中的锂电池。为测量锂电池的电动势 E 和内阻 r ，小红同学设计了如图所示的电 路 图来“测电源电动势和内阻”，图中 R2 为电阻箱。根据测量数据作出 图象，如图所示。 （ 1） 若该图线的斜率为 k，纵轴截距为 b， 则该锂电池的电动势 E ，内阻 r （用 k、 b 表示）。 （ 2） 上述方法测出的数据与真实值比较，测量出的
4、内阻 （填“偏大” 或“偏小”） , 造成 此系统误差主要原因是 【答案】 偏小 电压表的分流作用 4 【解析】 （ 1） 不考虑电压表分流作用，电路的电流 根据闭合电路欧姆定律，有 ，联立得 ， 则图像斜率 ，纵轴截距 ，所以 ， （ 2） 考虑电压表的分流作用，写出闭合电路欧姆定律 ，其中 是电压表内阻与电源内阻并联之 后 的电阻，此为我们实验的测量值，所以比真实值小。 9 （ 1）测干电池的电动势和内阻的实验，为了尽量减小实验误差。在如下图所示的四个实验电路中应选用 。 5 （ 2）选好电路后 , 由于电流表和电压表内电阻对电路的影响 , 所测得电动势将 （选填“偏大” ， “偏小”，“
5、不变”） 6 （ 3） 根据实验测得的一系列数据，画出 U-I 图（如图丙所示） ，则被测干电池的电动势为 V， 电池 的内阻为 （结果均保留两位小数） （ 4） 这种用图象法处理数据是为了减少 . （选填“系统误差”或“偶然误差”） 。 【答案】（ 1） . 丙 （ 2） . 偏小 （ 3） . 1.45 （ 1.44 1.46 均给分） 0.70 （ 0.67 0.72 均给分） （ 4） . 偶然误差 10测量一节干电池的电动势和内阻。实验室除提供开关 S 和导线外，还有以下器材可供选择： A电压表 V（量程 3 V ，内阻 RV=10 k ） B. 电流表 A1（ 量程 3 mA，内阻
6、 Rg1=99.5 ） 7 C. 电流表 A2（量程 1500 m A ，内阻 Rg2 =0.5 ） D. 滑动变阻器 R1（ 阻值范围 0 10 ，额定电流 2 A ） E. 滑动变阻器 R2（ 阻值范围 0 1000 ，额定电流 1 A） F. 定值电阻 R3=0.5 （ 1）根据可选用的器材，设计了如图 1 所示的测量电路图 。 （ 2） 该同学应该将电流表 （选 填 A1 或 A2） 与 定 值 电 阻 R3 并联，改装成一个量程是 A 的 新 电 流 表。 （ 3）滑 动 变 阻 器 选 用 （选 填 “ R1”或 “ R2”） 。 （ 4） 利用上述测量电路测得数据，以电流表 A
7、的直接读数 I 为横坐标，以电压表 V 的读数为 U纵坐标绘出 了如图 2 所示的图线，根据图线可求出电源的电动势 E= V（ 结果保留三位有效数字） ，电源的内阻r = （ 结果保留两位有效数字） 。 【答案】（ 2） A1 0.6 （ 3） R1 （ 4） 1.48 （ 1.47 1.49 ） 0.84 （ 0.82 0.86 ） 8 （ 4） 由上可知，改装后电流表的量程是电流表 G量程的 200 倍，图象的纵截距 b 等于电源的电动势，由图 读出电源的电动势为： E=1.48V 图线的斜率大小 k=r ，由数学知识知： ，则电源的内阻为： r=k=0.84 ； 9 1 （北京高考）利用
8、电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻要求尽量减小实验误差 （ 1） 应该选择的实验电路是图中的 （选填“甲”或“乙”） （ 2） 现有电流表（ 0 0.6 A ） 、开关和导线若干，以及以下器材： A 电压表（ 0 15 V ） B. 电压表（ 0 3 V ） C. 滑动变阻器（ 0 50 ） D. 滑动变阻器（ 0 500 ） 实验中电压表应选用 ；滑动变阻器应选用 ； （ 选填相应器材前的字母） （ 3） 某位同学记录的 6 组数据如下表所示，其中 5 组数据的对应点已经标在如图的坐标纸上，请标出余下 一 组数据的对应点，并画出 U I 图线 . 10 （ 4） 根据（ 3） 中所
9、画图线可得出干电池的电动势 E V ，内电阻 r . （ 5） 实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数 U及干电池的输出功率 P 都会发生变化下列各 示意图中正确反映 P U关系的是 11 【答案】 （ 1） 甲 （ 2） B C （ 3） （ 4） 1.50 （ 1.49 1.51 ） 0.83 （ 0.81 0.85 ） （ 5） C 【解析】 试题分析： （ 1） 干电池的内阻较小，电压表的分流作用可以忽略，可以用滑动变阻器中的电流来代替干路中的电流， 所以选甲图电路。 （注意：两种实验电路都存在系统误差，题图甲实际测量的电阻是电源内阻与 电压 表的并联电阻，而图乙测量的电阻是电
10、池内阻与电流表内阻之和） 5 （ “超级全能生” 2019 高考选考科目浙江省 9 月联考） 小张同学测量一节蓄电池的电动势和内阻的实验中， 认为 蓄电池内阻常小， 为防止滑动变阻器电阻过小时， 由于电流过大而损坏器材， 电路中用了个定值电阻 实 验时蓄电池、开关、导线、选用电流表量程 与电 12 压表量程 、滑动变阻器 按如图甲连接电路 图 现有两个定值电阻 ，小张选择哪一个更合理？ A. 定值电阻 、额定功率 B. 定值电阻 、额定功率 （ 2） 小张同学按图甲电路图进行连接，下列实物图正确的是 13 （ 3） 若小张用如图乙所示电路，分别测出两组数据记为 、 与 、 ，已知定值电阻为 ，
11、可粗测出蓄电 池的电动势 ，内阻 用字母 、 、 、 、 来表示 【答案】（ 1） A; （ 2） C; （ 3） ; ; 6. （浙江省 2019 届高三高考选考科目 9 月联考）小张同学测量一节蓄电池的电动势和内阻的实验中，认为 蓄电 池內阻非常小，为防止滑动变阻器电阻过小时，由于电流过大而损坏器材，电路巾用了一个定值电阻 R1。实验时蓄电池、开关、导线、选用电流表（量程 3A）与电压表（量程 3V） 、滑动变阻器（ 05 ）按如 图甲连接电路图。 14 （ 1）现有两个定值电阻 R0，小张选择哪一个吏合理 ? 。 A. 定值电阻（ 1 、额定功率 5W） B. 定值电阻（ 10 、额定功
12、率 10W） （ 2） 小张同学按图甲电路图进行连接，下列实物图正确的是 。 15 （ 3）若小张用如图乙所示电路，分别测出两组数据记为 U1、 I 1 与 U2、 I 2，已知定值电阻为 R0，可粗测出蓄 电池的电动势 E= ，内阻 r= 。 （用字母 U1、 I 1、 U2、 I 2、 R0 来表示） 【答案】（ 1） A （ 2） C （ 3） 7 （浙江省温岭中学 2018 届高三考前冲刺）小王同学测量干电池的电动势和内阻，他用如图所示的实验 器 材进 行实验，其连接的部分实验电路图如图所示。 16 （ 1） 请用细线代替导线，在图中完成实物连接 ; （ 2） 连接好电路，小王检查无误
13、后，闭合开关，开始实验。电压表指针如图所示，请读数并记录 V。 17 （ 3） 小王在如图中已描绘各点，请作出电源的 U I 图线 。根据图线，可得每节干电池的 电 动势为 E= V， 每节干电池的内阻 r= 。 （保留到小数点后两位） 【答案】 （ 1） 如图所示 : 18 （ 2） 1.80 如图所示 : （ 3） 1.50 2.18 【解析】（ 1）要测量两节干电池的电动势和内电阻，应采用滑动变阻器限流接法，同时电流表应采用相对电源的 电流表外接法，故实物图如图所示； 19 （ 2） 电压表量程为 3.0V ，则指针示数为 1.80V. （ 3） 根据给出的点用直线连接得出对应的 U-
14、I 图象： 20 8 （ 浙江省杭州市 2018 届高考命题预测卷）在“测定干电池电动势和内阻”的实验中 21 （ 1） 甲同学仅用一只多用电表，选择欧姆档 （填“能”或“否”）测出干电池的内阻； （ 2）乙同学用待测干电池、滑动变阻器、多用电表、电流表、电键、导线连成如图甲所示电路进行实验。 连接多用电表的导线 c 端应接在图中 （填“ a”或“ b”） 接线柱；选择开关位置正确的是图乙中的 （填 “ A”、 “ B”或 “ C”） 。 （ 3）正确连线后， 闭合开关， 缓慢移动滑片至某一位置时两表指针如图丙所示， 此时电流表的示数为 ， 多用电表读数为 。 【答案】 （ 1） 否 （ 2）
15、 b B （ 3） 0.20 1.05 0.05 （ 3） 电流表量程为 0.6A ， 故最小分度为 0.02A ， 因此读数为 0.20A ； 电压表量程为 2.5V ， 故最小分度为 0.05V ， 则读数为 1.05V ； 本题考查电动势和内电阻的测量以及多用电表的使用，要注意明确多电表内部结构，知道伏安法测量电动势和内 电阻一般采用相对电源的外接法 9 （浙江省杭州市 2018 年高考命题预测） 某同学查阅电动车使用说明书知道自家电动车的电源是铅蓄电池， 他通 过以下操作测量该电池的电动势和内阻。 （ 1） 先用多用电表粗测电池的电动势。把电表的选择开关拨到直流电压 50V 档，将两只
16、表笔与电池两极 接触，此时多用电表的指针位置如图甲所示，读出该电池的电动势为 V 22 （ 2）再用图乙所示装置进一步测量。多用电表的选择开关拨向合适的直流电流档，与黑表笔连接的是电池 的 极（选填“正”或“负”） 。闭合开关，改变电阻箱的阻值 R， 得到不同的电流值 I ，根据实验 数据作出 1 I R 图象如图丙所示。 已知图中直线的斜率为 k， 纵轴截距为 b， 则此电池的电动势 E= ， 内 阻 r = 。 （结果用字母 k、 b 表示） （ 3）不同小组的同学分别用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完成了上述的实验后， 发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异
17、较大 . 同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个 电池组进一步探究， 对电池组的输出功率 P随外电阻 R变化的关系， 以及电池组的输出功率 P 随路端电压 U 23 变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图 3 所示的 P-R 和 P-U图象 . 若已知甲电池组的内电阻较大，则下 列各 图中可能正确的是 （选填选项的字母） . 1 【答案】（ 1） 12.0 （ 2） 负 k b （ 3） BC k 24 10 （浙江省名校协作体 2018 届高三上学期考试）小李同学欲选择图甲中实验器材进行实验研究： 25 （ 1）他先选用图中器材 ABCFG完成“测定干电池的电动势和内阻”实验。正确连接电路并
18、操作后，结合实 验数据画出如图所示的 U-I 图 像， 则由图像可得干电池的电动势为 V ，内阻为 （结果保留 2 位小 数） 。 （ 2） 小明同学采用与题 （ 1） 不同的方案测定干电池的电动势和内阻， 则除了器材 AB外， 还需要图中的 （填写器件下的字母编号即可） 。 （ 3）若小李同学找来另一节完全相同的干电池并选择图中的 ABCEFG完成 “描绘小灯泡的伏安特性曲线” 实验， 请在图甲上帮他补充完成必需的导线连接 。 26 【答案】 （ 1） 1.48 0.65 0.70 （ 2） DG或 DF （ 3） （ 3）图线如图； 11 （ 2017 届浙江省杭州市萧山区命题比赛模拟）某
19、 同 学 要 测 定 一 节 干 电 池 的 电 动 势 和 内 阻 ， 现 有 下 列 器 材 可供选 用： 27 A 电压表（ 0 3V， 内阻约 5k ） B 电流表（ 0 100 mA， 内阻 1 ） C 滑动变阻器 R3（ 阻值 0 15 ） D 滑动变阻器 R（ 阻值 0 1000 ） E 开关、导线若干 操 作步骤如下： （ 1） 请用笔画线代替导线在图中完成实物连接图 ，要求滑动变阻器的滑片 P 自左向右滑动时电 流表示数变小。 （ 2） 为了得到合理的实验结果，滑动变阻器应选 （ 填 C 或 D） （ 3）用此方法测量该电池的电动势和内阻，并把测量结果记录在图乙所示的图中，由
20、图可知电池的电动势 28 【答案】（ 1）如图所示： （ 2） C （ 3） 1.5 1.0 【解析】 （ 1） 电流表相对电源外接，如图所示 为 V， 内阻为 12欲用伏安法测定一段阻值约为 5 左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材： A电池组（ 3 V ，内阻 1 ） B电流表（ 03 A ，内阻 0 012 5 ） C电流表（ 00 6 A，内阻 0 125 ） D. 电压表（ 03 V ， 内 阻 3 k ） E. 电压表（ 015V， 内 阻 15 k ） F. 滑动变阻器（ 020 ，额定电流 1 A ） G. 滑动变阻器（ 02 000 ，额定电流 0 3 A ） H 开关、导线 29 （ 1） 上述器材中应选用的是 ； （ 填写各器材的字母代号） （ 2） 实验电路应采用电流表 接法； （ 填“内”或“外”） （ 3） 设实验中，电流表、电压表的某组示数如下图所示，图示中 I= A ， U= V。 （ 4） 为使通过待测金属导线的电流能在 0-0 5 A 范围内改变请按要求在下面方框内画出测量待测金属导 线 的电阻 Rx 的原理电路图。 【答案】（ 1） C； D ； F （ 2） 外； （ 3） 0.48 ； 2.20 （ 4） 电路如图；
