高考复习专题测定电源的电动势和内阻.docx

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高考复习专题测定电源的电动势和内阻

测定电源的电动势和内阻（上）

【实验目的】

测定电池的电动势和内电阻。

【实验原理】

如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组

、r值，最后分别算出它们的平均值。

此外，还可以用作图法来处理数据。

即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象（如图2）所得直线跟纵轴的交点即为电

动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。

【实验器材】

待测电池，电压表（0-3V），电流表（0-0.6A），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。

【实验步骤】

1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。

2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。

3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。

4．打开电键，整理好器材。

5．处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。

【注意事项】

1．为了使电池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号干电池。

2．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0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。

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．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值再平均。

4．在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。

个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。

这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。

5．干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。

但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。

不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻,这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。

gk014.2008年高考广东理科基础13、在“测定电源电动势和内阻”的实验中，某同学根据实验数据，作出了正确的U－I图象，如图所示，其中图线斜率绝对值的物理含义是（B）

A．短路电流　　　　　

B．电源内阻

C．电源电动势　　　　

D．全电路电阻

045.南京金陵中学07—08学年一轮复习检测

（一）13．（10分）利用如图a所示的电路图测量电源电动势和内电阻，器材如图b所示，请用实线代表导线，将图b中器材连成实验用电路。

实验时经测量得出的数据如下表，请在图c的方格纸上画出U—I图线。

利用图线可求出电源电动势和内电阻分别为、。

1

2

3

4

5

6

I/A

0.12

0.20

0.31

0.32

0.50

0.57

U/V

1.37

1.32

1.24

1.18

1.10

1.05

答：

E=1.46Vr=0.72

如图。

015.扬州市期中模拟试卷11．某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻。

已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约为1Ω；电压表（0一3V，3kΩ）、电流表（0～0.6A，1.0Ω）、滑动变阻器有R1（10Ω，2A）和R2（100Ω，0.1A）各一只．

（1）实验中滑动变阻器应选用　　　　　　　（填“R1”或“R2”）。

（2）在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路。

（3）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的U－I图线，由图可较准确地求出该电源电动势E＝　　　　V；内阻，r　　　　Ω。

答：

（1）R1

（2）略（3）1.50.85

057.广东省汕头市2008年模拟考试16．（14分）

（1）图中螺旋测微器的读数是______mm．

（2）某研究性学习小组利用图甲所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r．由于该电池的内电阻r较小，因此在电路中接入了一阻值为2.00Ω的定值电阻R0．闭合开关K，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，得到了如下数据（R和U分别表示电阻箱读数和电压表读数）：

R/Ω

40.00

20.00

12.00

8.00

6.00

5.00

U/V

1.89

1.78

1.66

1.57

1.43

1.35

为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的横坐标表示的物理量应该是____________．计算出与各组数据对应的该物理量并填在表格中，在图乙所示的图象中作图，利用图象得到E=_______V，r=_______Ω．

答：

（14分）

（1）9.102（9.101~9.103）．（4分）

（2）电压U与电阻R的比值

（或电流I）（2分）；

表格中各电流值分别为

0.047、0.089、0.138、0.196、0.238、0.270（2分）；

图象如图所示（2分）；

2.00（1.98~2.02）（2分），0.45（0.40~0.50）（2分）．

030.扬州市07-08学年度第一学期期末调研试卷11．（10分）测量电源的电动势E及内阻r（E约为6V，r约为1.5Ω）。

器材：

量程3V的理想电压表V，量程0.6A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=8.5Ω，滑线变阻器R′（0—10Ω），开关S，导线若干。

①画出实验电路原理图。

图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。

②用笔画线代替导线完成实物连接图。

③实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。

则可以求出E=，r=。

（用I1，I2，U1，U2及R表示）

答：

①如图……3分

②如图……3分

③

，……2分

……2分

037.2008届南通市高三第一次调研考试11．（10分）要测量一电源的电动势E（小于3V）和内阻r（约1Ω），现有下列器材：

电压表V（3V和15V两个量程）、电阻箱（0~999.9Ω）、定值电阻R0=3Ω、开关和导线。

某同学根据所给器材设计如下的实验电路。

（1）电路中定值电阻R0的作用是．

（2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。

（3）该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表读数U，得到二组数据：

R1=2.0Ω时U1=2.37V；R2=4.0Ω时U2=2.51V。

由这二组数可求得电源的电动势为E=V，内阻为r=Ω．

（4）为使最终测量结果更精确，在不改变实验方法、不更换实验器材的前提下，请你对该同学提一条建议。

解：

（1）保护电源，防止短路　（2分）

（2）如右图所示（有一处错就不给分）　（2分）

（3）E=2.94Vr=1.2Ω．

（4）多测几组R、U，分别求出电动势E、内阻r，再求E、r的平均值，利用图象处理数据。

（2分）

060.徐州市07—08学年度第三次质量检测11．（10分）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），如图甲所示。

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（0～0.6A～3A，内阻未知）

C．滑动变阻器R（0～100Ω，1A）

D．定值电阻R0（阻值990Ω）

E．开关与导线若干

（1）该同学根据现有的实验器材，设计了如图乙所示的电路，请你按照电路图在丙图上完成实物连线．

（2）丁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．

（3）另一位同学也找到了一块层叠电池，利用上面的实验连接进行测量，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表A才有读数，于是该同学根据测出的数据作出了两个电流表读数I与x的关系图，如图戊所示，则根据图象可知，此电池的电动势为▲V，内阻为▲Ω。

解；

（1）实物连接如右图　（2分，电流表量程选择、滑线变阻器滑片位置错误各扣1分）

（2）9.0，10.0　（每空2分）

（3）9.0，10.7（10.5~11.2均给分，每空2分）

027.盐城市07/08学年度第一次调研考试11.（10分）王红同学到实验室做“测定电源电动势和内阻”的实验时，发现实验桌上还有一个定值电阻R0。

他设计了如图所示的电路来测量R0的阻值，实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，并将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值。

（1）他在同一坐标纸上分别作出U1－I、U2－I图线，则所作的直线斜率较大的是　　　　

（2）定值电阻R0的计算表达式是：

R0=（用测得的物理量表示），若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R0值（填“大于”、“等于”或“小于”）实际值。

（3）张超同学说：

“在王红同学所用的实验器材中，如果知道电流表的内阻rA，就能少用一个电压表测出电动势、内阻以及R0的值。

请你在虚线框中画出张超同学设想的电路图，并写出简单实验步骤和E、r、R0三个物理量的计算式。

答：

⑴U2－I的图线。

⑵

，大于；

⑶电路图：

实验步骤：

①按电路图连接好电路；

②闭合开关S，移动滑片P使滑动变阻器短路，测得两电表读数为U1、I1；

③移动滑片P使滑动变阻器不短路，测得两电表读数为U2、I2；

④整理器材，数据处理。

计算公式：

由闭合电路欧姆定律E=U1+I1r,E=U2+I2r

由部分电路欧姆定律U1=I1（R0+rA）,解得

047.08年福建省毕业班质量检查 22． 

（2）某型号电池的电动势约3.7 V，内阻约2Ω，允许通过的最大电流为300 mA。

现欲测定其电动势E和内阻r，给定的器材有：

待测电池E；电阻箱R（阻值0～999.9 Ω）；定值电阻R0，（阻值3 Ω）；直流电压表（量程3 V，内阻约6 kΩ）；直流电流表（量程0.3 A，内阻约2 Ω）；开关S一个；导线若干。

①如果在上述两个电表中只选用一个电表与其它器材组成测量电路，为使测量结果有尽可能高的精确度，应选用的电表是_______，请在虚线框中画出测量电路图，图中要标明相关器材的字母符号。

②用设计的电路读取两组数据，分别用R1、U1、R2、U2或用R1、I1、R2、I2表示，求得待测电池电动势E=___________，内阻r=___________。

③为使测量结果更精确，在不改变实验器材、实验电路的前提下，请你提出一条建议：

（例如：

多测几组数据，分别列方程组求出E、r，再求E、r的平均值。

）_________________________________________________________________________________

答：

①（3分）

  测量电路如图所示（3分）

②

（2分）

（2分）

③建议一：

多测几组R、U数据，分别求出相应的I值，用U、I数据作出U-I图线，由图线的截距、斜率求出E、r。

  建议二：

由

可推出

，多测几组R、U

    数据，作

图线（为一直线），由图线的截距、斜率求出E、r。

  建议三：

由

可推出

，多测几组R、U数据，作

图线（为一直线），由图线的截距、斜率求出E、r。

（2分）

  其他建议合理的同样给分。

  因电表选错导致①、②小题不能得分的．第③小题可参照评分标准酌情给分。

035.广东茂名市2007年第二次模考14、（14分）如图甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端。

（1）为了探测黑箱，小明进行了以下几步测量：

①用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻；

②用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压；

③用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流．

你认为以上测量中不妥的有：

（填序号），理由是：

.

（2）含有电源的黑箱相当于一个等效电源（a、b是电源的两极），小明想测定这个等效电源的电动势和内阻，设计了如图乙所示的测量电路，此电路同时能测出电阻R0的阻值。

小明将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了三个电表的一系列示数．记录在下面两个表格中。

表格一

电压表示数/V

1.21

0.90

0.60

0.29

0

电流表示数/A

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

表格二

电压表示数/V

1.40

1.31

1.22

1.08

1.00

电流表示数/A

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

在图乙的坐标纸中分别作出R0的U-I图象和电源的U-I图象。

根据作出的图象可以求出定值电阻R0=__________Ω，电源电动势E=__________V，内电阻r=__________Ω

若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的定值电阻R0值_____实际值；测得的电源电动势E的值_____实际值，内阻r的测量值_____实际值（横线上选填“大于、等于、小于”）．

答：

（1）、（2分）；中不能用电阻挡直接测含源电路的电阻，中可能会造成短路。

（2）图略（每图2分）；2.0（1.9—2.1），1.50（1.48—1.52），1.0（0.8—1.2）（每空1分）；大于；小于；小于；（每空1分）

测定电源的电动势和内阻（下）

039.08年深圳市高三年级第一次调研考试14．（12分）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：

（1）乙同学（1分）；

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分）

（2）如下图所示（3分）

（3）0.75~1.2（2分）；9000~11000（2分）

（4）电源内阻过大（2分）

004.南京师大物理之友电学综合

（二）15、

现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为50Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图（a）所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围0～9999Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用．

（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：

A.10Ω2.5W

B.100Ω1.0W

C.200Ω1.0W

D.2000Ω5.0W

本实验应选哪一种规格？

答。

（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图（b）所示的图线（已知该直线的截距为0.1V-1）．则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为V，内阻r为Ω.

解：

（1）C

（2）由闭合电路欧姆定律得

化简得

可见图线的截距为1/E∴E=10V

图线的斜率为r/E=（0.65-0.1）/0.12=4.6∴r=46Ω

063.上海市南汇区2008年第二次模拟考试19．（6分）现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为50Ω，已知该电池允许输出的电大电流为50mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围是0～9999Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用。

（1）本实验备有的定值电阻R0，有以下几种规格：

本实验应选用。

　A．10Ω、2.5W　　B．100Ω、1.0W　　C．200Ω、1.0W　　D．2000Ω、5.0W

（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，改变电阻箱的阻值，取得多组数据，作出了图乙所示的图线（该图线为直线，其截距为0.1V－1）。

根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E为V，内阻r为Ω（保留整数）。

答：

（1）C　　

（2）10、46±2　　

（1）2分　

（2）每空2分

006江苏省南通市08届第一次基础调研测试11．（11分）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，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示．

（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；

（2）利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图象；

（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“=”）．

解：

（11分）

（1）（2分）

图像的斜率等于电动势E

图像的截距的绝对值等于内阻r,应该画出R-1/I图像

（2）如图所示（2分）

（3）

（5.8~6.2都给分）（1分），

r=2.0Ω（1.8~2.2都给分）（2分）

（4）由于电流表有内阻RA，

（4分）

059.江苏南通市2008届第三次调研测试11．（10分）在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，现有下列器材：

待测干电池一节，电流表G（满偏电流为2.5mA，内阻为199Ω），定值电阻R1＝1.0Ω，定值电阻R2＝99.5Ω，电阻箱R（0~99.9Ω），开关、导线若干．

（1）请在下面所给方框内，画出实验电路图，其中定值电阻应选用▲（选填“R1”或“R2”）；

（2）某同学实验测出了电阻箱的电阻R和电流表G的示数Ig，记录数据（见下表）．请在下面坐标图中描点作出

图线．

次数

物理量

1

2

3

4

5

6

R/Ω

1.6

2.1

2.2

3.2

4.2

5.6

Ig/mA

2.25

2.00

1.67

1.50

1.25

1.00

/（mA）-1

0.44

0.50

0.60

0.67

0.80

1.00

（3）根据图线可求得，被测电池的电动势E=___▲___V，内阻为r=___▲___Ω．

答：

（10分）

（1）实验原理图如图所示（2分）R1（2分）

（2）如图所示（2分）

（3）1.38~1.44（2分）0.40~0.60（2分）

066.珠海市2008年高考模拟考试16．（15分）两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表和A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表和A和电压表V2的测量数据．并根据数据描绘了如图（b）所示的两条U—I直线．回答下列问题：

（1）根据甲乙两同学描绘的直线，可知（）

A．甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据

B．甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据

C．乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据

D．乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据

（2）图象中两直线的交点表示的物理意义是（）

A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端

B．电源的输出功率最大

C．定值电阻R上消耗的功率为0.5W

D．电源的效率达到最大值

（3）根据图（b），可以求出定值电阻R0=Ω，电源电动势E=V，内电阻r=Ω．

（4）该电路中电流表的读数能否达到0.6A，试说明理由．

答案：

（1）AD（3分）；

（2）BC（3分）；

（3）2.0（2分）1.50（2分）1.0，（2分）；

（4）不能（1分）．当电流表读数达到0.6A时，从图（b）中可以看出测路端电压的电压表V1的读数会小于V2的读数，在电路里是不可能实现的．（或者电路中的最大电流应该是0.5A）（2分）

054.08年北京市海淀区一模试卷21.

（2）（12分）按图所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r，其中R为电阻箱，R0为定值电阻，干电池的工作电流不宜超过0.5A。

实验室提供的器材如下：

电流表（量程0～0.6～3.0A）

电阻箱（阻值范围0～999.9Ω）

定值电阻若干

电键、导线若干.

①在下面提供的四个定值电阻中，保护电阻R0应选用（填写阻值相应的字母）。

A．5ΩB．10ΩC．20ΩD．100Ω

②根据电路图，请在图中画出连线，将器材连接成实验电路。

③实验时，改变电阻箱R的值，记录下电流表A的示数I，得到若干组R、I的数据。

根据实验数据绘出如图所示的

图线，由此得出电池组的电动势E＝V，内电阻r＝Ω。

按照此实验方法，电动势的测量值与真实值相比，内电阻的测量值与真实值相比。

（填“偏大”、“偏小”或“相等”）

答：

①A………………………………………4分

②连接如图………………………………………4分

③（2.9-3.0）V，（0.9-1.0）Ω，相等，偏大……4分

055.08年佛山市高三教学质量检测

（二）15.（12分）同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？

某学习小组的同学准备就此问题进行探究。

（1）同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1伏多一点。

晓宇同学找来了一个土豆做实验，当用量程为0～3V、内阻约50kΩ的伏特表测其两极时读数为0.96V。

但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V，0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光。

检查灯泡、线路均没有故障，而用伏特表测量其电压确实能达到3V多。

据您猜想，出现这种现象的原因应当是：

（不要求写分析、推导过程）。

（2）晓宇同学用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，读得此时的读数为30Ω.小丽同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为0.32mA，根据前面用伏特表测得