1、专题9：测定电源电动势和内阻1.（多选）用图像法求电动势和内阻时，需要描点，就是在U-I坐标系中描出与每组I、U值对应的点，以下说法正确的是( )A这些点应当准确地分布在一条直线上，即U-I图线应通过每个点B这些点应当基本在一条直线上，由下偶然误差不能避免，所以U-I图线不可能通过每一个点C在画U-I图线时应当使它通过尽可能多的描出的点D不在U-I图线上的点应大致均衡地分布在图线的两侧E个别偏离直线太远的点，应当舍去2（多选）某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表的量程为0.6A，内阻约0.1；电压表的量程为3V，内阻约6k；为小量程电流表；电源电动势约3V，内阻较小，下列电路中正
2、确的是()3.（多选）用如图1所示的电路测定电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图2所示的UI图象，由图象可知() 图1 图2A电池电动势为1.40 VB电池内阻值为3.50 C外电路短路时的电流为0.40 AD电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I约为0.20 A4.下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内阻的数据,处理方法既能减小偶然误差,又直观、简便的是()A.测出两组I、U的数据,代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r求出E和rB.多测几组I、U的数据,求出几组E、r,最后分别求出其平均值C.测出多组I、U的数据,画出UI图象,再根据图象求出E、rD.多测几组I、U的数
3、据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E,再用闭合电路欧姆定律求出电池内阻r5.（多选）如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压U与通过它们的电流I的关系图像，下列说法中正确的是( ) A路端电压都为时，它们的外电阻相等B电流都是时，两电源的内电压相等C电源甲的电动势大于电源乙的电动势D电源甲的内阻小于电源乙的内阻6某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0(约为2k)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA)。实验室备有如下器材：A电压表V(量程3V，电阻RV约为4.0k)B电流表A1(量程100mA，电阻RA1约为5)C电流表A2(量
4、程2mA，电阻RA2约为50)D滑动变阻器R1(040，额定电流1A)E电阻箱R2(0999.9)F开关S一只、导线若干(1)为了测定电阻R0的阻值，小明设计了一电路，如图甲所示为其对应的实物图，甲图中的电流表A应选_(选填“A1”或“A2”)。请将甲图实物连线补充完整。(2)为测量锂电池的电动势E和内阻r，小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数据作出图象，如图丙所示。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)。7如图所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一阻值为2 的保护电阻R0，通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据：U(V)1.
5、100.860.700.540.06I(A)0.100.160.200.240.36请完成下列问题：(1)本实验系统误差主要因素是 ；(2)用作图法在坐标系内作出UI图线；(3)利用图线，测得电动势E_V，内阻r_.(结果保留两位有效数字)(4)电动势测量值_真实值，内阻测量值_真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)8利用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（00.6 A）、开关和导线若干，以及以下器材：A电压表（015 V） B电压表（03 V）C滑动变阻器（050 ） D滑动变阻器（0
6、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图的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出UI图线。序号123456电压U（V）1.451.401.301.251.201.10电流I（A）0.0600.1200.2400.2600.3600.480（4） 根据（3）中所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都会发生变化下图的各示意图中正确反映PU关系的是_。9某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以
7、下器材：一个满偏电流为100 A、内阻为2 500 的表头，一个开关，两个电阻箱(0999.9 )和若干导线(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表，则应将表头与电阻箱_(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为_.(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图1所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如表：123456R()95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.20根据表中数据，图2中已描绘出
8、四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画出IRI图线；根据图线可得电池的电动势E是_V，内阻r是_.10.已知太阳能电池组的电动势约为08 V，短路电流约为40mA，为了精确地测出它的电动势和内电阻，可供选择的仪器有：(A)电流表：量程06A，内阻为0150(B)电流表：量程20mA，内阻为400(C)电压表：量程50V，内阻为520k(D)电阻箱：电阻999，允许通过的最大电流015A(E)滑动变阻器：电阻20，允许通过的最大电流15A(F)滑动变阻器：电阻200，允许通过的最大电流05 A以及开关和导线若干请从上述仪器中选择必要的仪器，有 (用仪器前的字母表示)在虚线框内画出电路图
9、说明要测量的物理量 ，并给出计算电动势和内电阻的公式E= r= 11.要精确测量一个直流电源的电动势和内阻，给定下列实验器材：A待测电源(电动势约为4.5 V，内阻约为2 )B电流表A1(量程0.6 A，内阻为1 )C电压表V1(量程15 V，内阻为3 k)D电压表V2(量程3 V，内阻为2 k)E定值电阻R1500 F定值电阻R21 000 G滑动变阻器R(阻值范围020 )H开关及导线(1)该实验中电压表应选_(填选项前面的序号)，定值电阻应选_(填选项前面的序号)(2)在方框中画出实验电路图(3)若将滑动变阻器滑到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，从理论上分析，电源电动势
10、E和内阻r间的关系式应为E_.12.某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R05)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图(a)在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接请完成下列主要实验步骤：A. 检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图(c)所示，读得电阻值是_；B. 将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V；C. 将开关S2_，电压表的示数是1.16V；断开开关S1.使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_(计算结果保留二位有效数字)由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏_(填“大”或“小”)
11、参考答案与解析1.BCDE2.AB3.AD4.C5.AC6.答案：(1)A2如图(2)解析：(1)因为电池电动势为3.7V，电阻R0约2k，所以电流表应选A2，连线图见答案。(2)由全电路欧姆定律得UEr变式有：所以根据图线的斜率和截距可得Er7.参考(1)电压表的分流作用(2)见解析图 (3)1.52.0(4)小于小于解析(1)引起误差的主要因素为电压表的分流(2)UI图线如图1所示(3)图像的纵截距表示电源的电动势，故E1.5 V，图像的斜率表示内阻与R0之和，故rR02 . (4)由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时
12、，电流测量值等于真实值，电源的UI图像如图2所示，由图像可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值8.【答案】（1）甲（2）BC（3）如图所示（4）1.50（1.491.51）0.83（0.810.85）（5）C（3）根据实验数据作图如图；（4）在电源的UI图像中，若两坐标轴均从零开始的，则图线与U轴的截距为电源电动势，图线与I轴的截距为电源的短路电流；若U轴不以零开始，则U轴截距仍为电动势，I轴不再是短路电流，则r=。因此，根据图线算出的电源电动势个内阻分别为1.50V和0.83。（5）根据电源最大输出功率的条件，当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大.此时电压表示数等于电源电
13、动势的一半，选项C正确。9.【答案】：(1)并联5.0(2)见解析1.532.0【解析】：(1)表头改装成大量程的电流表需要并联电阻，扩大倍数n500倍则并联电阻箱的阻值为R5 ，其中改装后电流表的内阻RA5.0 .(2)根据表中数据，做出5、6两点，描点连线如图所示：根据闭合电路欧姆定律得，EIRI(rRA)，解得IREI(rRA)，图象的纵轴截距表示电动势E1.53 V，斜率krRA7 ，电池的内阻r2.0 .10. (2)BD（2分） 见右图（2分）选择电阻箱的阻值为R1时，测得电流I1，选择电阻箱的阻值为R2时，测得电流为I2（2分）E= （2分） r=（2分）11.【答案】：(1)DF(2)见解析图(3)EU(1 r)I或【解析】：(1)待测电源的电动势约为4.5 V，用量程为15 V的电压表V1误差大，选用量程3 V的电压表V2，需串联电阻扩大量程，串联的定值电阻，即选用R2.(2)如图所示(3)由闭合电路的欧姆定律，对甲图，有EU(1 r)I，对乙图，有.12.解析：由电路原理图将实物连接如图所示A.根据电阻箱面板所示，读得电阻值是20.C将开关S2闭合与电阻箱构成闭合电路由闭合电路欧姆定律，得U1U2(R0r)，代入数据解得r0.69 .由于电压表不是理想电表，所测得的电源电动势U1比实际值E偏小答案：如图10A.20 C闭合0.69 小
