实验九：测定电源的电动势和内阻(含答案)详解.doc

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． (2)E和r的求解：由U＝E－Ir得，解得E、r. (3)用作图法处理数据，如图1所示．图1 ①图线与纵轴交点为E； ②图线与横轴交点为I短＝；③图线的斜率表示r＝. 2．实验器材 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺． 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，则图线和横轴的交点不再是短路电流，应根据r＝||确定． (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r②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) 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－Ir②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＝0.975 V，内阻r＝|k|＝＝478 Ω.当R＝2 500 Ω时，P＝I2R＝R，代入数据可得：P≈0.268 mW. 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； (2)必须把线接在接线柱上；(3)电流应从电表正接线柱流入，从负接线柱流出； (4)变阻器应处在有效控制状态．在实际操作中，画电路图时，各元件的相对位置 应尽量与实物图相吻合；连实物图时，应先串后并，先连控制电路后连测量电路． 要特别注意变阻器的分压连接，把变阻器的全电阻、开关、电源连成干路，取变 阻器的部分电阻与测量电路并联即可．考点二　对实验故障的判断的考查 例2　在做测量一只蓄电池(电动势约为2.2 V，内阻很小)的电动势和内阻的实验时，备有下列器材供选用： A．定值电阻(阻值已知为R1＝1 Ω，额定功率约5 W) B．定值电阻(阻值已知为R2＝10 Ω，额定功率约10 W) C．直流电流表(量程0～0.6 A～3 A，内阻不能忽略) D．直流电压表(量程0～3 V～15 V，内阻较大) E．滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω) F．滑动变阻器(阻值范围0～1 000 Ω) G．电键 H．导线若干 (1)为防止电源短路，用作保护电阻的定值电阻选用______(填“A”或“B”)；滑动变阻器选用________(填“E”或