实验九：测定电源的电动势和内阻(含答案)

实验九：测定电源的电动势和内阻(含答案)

实验九 测定电源的电动势和内阻

考纲解读 1.掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法.2.掌握用图象处理实验数据的方法.3.掌握实物图连接的技巧．

基本实验要求 1．实验原理

(1)闭合电路的欧姆定律．

?U1＝E－I1r

(2)E和r的求解：由U＝E－Ir得?，解得E、

?U2＝E－I2r

r.

(3)用作图法处理数据，如图1所示． 图1

E

①图线与纵轴交点为E； ②图线与横轴交点为I短＝r；

ΔU

③图线的斜率表示r＝.

ΔI

2．实验器材

电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐

2

标纸和刻度尺． 3．基本操作

(1)连接电路．

(2)电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程； (3)把滑动变阻器调到最大阻值处；

(4)闭合开关，调节变阻器，使表有明显的示数，记下一组数据，同理记录多组数据． 规律方法总结

1．实验数据求E、r的处理方法

(1)列多个方程组求解，再求E、r的平均值．

(2)图象法处理：以端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建系、描点、连线，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r. 2．注意事项

(1)为了使端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池． (2)电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快．

(3)要测出不少于6组的(U，I)数据，变化范围要大些． (4)若U－I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交

ΔU

点不再是短路电流，应根据r＝||确定．

ΔI

(5)电流表要内接(因为r很小)． 3．误差来源

(1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确． (2)系统误差：电压表分流或电流表分压.

考点一 对实验原理及数据处理的考查 例1 (2012·重庆理综·22(2))某中学生课外科技活动小组利

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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r，并探究电极间距对E和r的影响．实验器材如图2所示。

①测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式________，利用测量数据作出U－I图象，得出E和r。

②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，请在图2中用笔画线代替导线连接电路． ③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－I图象如图3中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：

在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势________(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r＝______Ω.当外电路总电阻为2 500 Ω时，该电源的输出功率P ＝________mW。(均保留三位有效数字)

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图2 图3

解析 ①本题是利用伏安法测电源的电动势和内阻，由E＝U＋Ir得

U＝E－Ir。

②连接电路图要从电源正极出发，先连接串联部分，最后再进行并联，并注意电压表、电流表的正、负接线柱，以防接反．

③在电源的U－I图象中，纵轴截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图可得，电极间距减小时，电源电动势不变，内阻增大．对图线(c)，由图得：E

ΔU

＝0.975 V，内阻r＝|k|＝＝478 Ω.当R＝2 500 Ω时，P

ΔI

＝I2R＝(RER，代入数据可得：P≈0.268 mW. ?r)22答案 ①U＝E－Ir ②如图所示

③不变 增大 0.975 478 0.268

实物图连接的技巧

实物图连接是一类考查学生实验技能和操作能

力较为有效的题型，连线前一

定要画出实验电路图，然后按图连线，且必须注意以下几点：(1)连线不能交叉；

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