2018-2019学年物理同步人教版选修3-1学案：第二章 第 节 实验：测定电池的电动势和内阻 Word版含解析

(2)该同学将电流表G与定值电阻R3并联, 实际上是进行了电表的改装, 则他改装后的电流表对应的量程是______ A。

(3)为了能准确地进行测量, 同时为了操作方便, 实验中应选用滑动变阻器______(填写器材的符号)。

(4)该同学利用上述实验原理测得数据, 以电流表G读数为横坐标, 以电压表 V读数为纵坐标绘出了如图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)。

[解析] (1)一节干电池的电动势约为1.5 V, 为方便实验操作, 滑动变阻器应选R1, 它的E1.5

阻值范围是0～10 Ω, 电路中最小电流约为Imin＝R＝ A＝0.15 A, 电流表A的量程是3 A,

10电流表量程太大, 因此不能用电流表A。

(2)改装后电流表量程：I＝Ig＋

0.003×100IgRg

＝0.003 A＋ A＝0.603 A。 R30.5

(3)为使电路中电流较大, 并且方便调节, 故实验中应选用的滑动变阻器是阻值范围较小的R1。

(4)由上可知, 改装后电流表的量程是电流表G量程的200倍, 图像的纵截距等于电源的电动势, 由图读出电源的电动势为：E＝1.48 V。图线的斜率大小k＝r, r＝1.48－1.10

－ Ω＝0.83 Ω。

2.3×200×103

[答案] (1)电流表量程太大 (2)0.603 (3)R1 (4)1.48 0.83 Ω

[例2] 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 Ω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：

ΔU＝ΔI

U(V) I(A) 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U

I图线； 1.10 0.10 0.86 0.16 0.70 0.20 0.54 0.24 0.06 0.36 (3)利用图线, 测得电动势E＝______ V, 内阻r＝______ Ω。

(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”)。

[解析] (1)引起误差的主要因素为电压表的分流； (2)U

I图线如图所示；

(3)图像的纵截距表示电源的电动势, 故E＝1.5 V, 图像的斜率表示内阻与R0之和, 故r＝

ΔU

－R0＝2 Ω； ΔI

(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, 电流测量值等于真实值, 电源的U值。

[答案] (1)电压表的分流作用 (2)见解析图 (3)1.5 2 (4)小于 小于

I图像如图所示, 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

1．为了测出电源的电动势和内阻, 除待测电源和开关、导线以外, 配合下列哪组仪器, 不能达到实验目的( )

A．一个电流表和一个电阻箱

B．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器 C．一个电压表和一个电阻箱 D．一个电流表和一个滑动变阻器

解析：选D 根据E＝I(R＋r), 由电流表测出电流, 用电阻箱读出外电阻的阻值, 可以求出E、r, A正确；根据E＝U＋Ir, 由电流表测出电流, 由电压表测出电压, 可以求出E、Ur

r, B正确；根据E＝U＋R, 由电压表测出电压, 用电阻箱读出外电阻的阻值, 可以求出E、r, C正确；因为滑动变阻器不能读出电阻的数值, 所以只有一个电流表和一个滑动变阻器, 测不出电动势和内阻, D错误。

2．[多选]某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时, 所用滑动变阻器的阻值范围为0～20 Ω, 连接电路的实物图如图所示。关于该学生接线的说法正确的是( )

A．滑动变阻器不起变阻作用 C．电压表量程选用不当

B．电流表接线有误 D．电压表接线不妥

解析：选AD 移动变阻器触头时, 不会改变接入电路的电阻大小, 变阻器不起变阻作用, A正确；电流表只允许电流从正接线柱流入, 从负接线柱流出, 而且应该选择0～0.6 A量程, 图中电流表接线正确, 所以B错误；图中电源为两节干电池, 电动势为3 V, 所以电压表量程应选用0～3 V, 所以C错误；图中开关不能控制电压表, 且电流从负接线柱流入, 从正接线柱流出, 所以电压表的接线不妥, D正确。

3．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r B．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U-I图像, 再根据图像求出E、r

D．多测几组I、U的数据, 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r

解析：选C A中只测量两组数据求出E、r, 偶然误差较大；B中计算E、r平均值虽然能减小误差, 但太繁琐；D中分别求出I、U的平均值再求解的方法是错误的。

4．[多选]用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内电阻, 根据测得的数据作出了如图所示的U-I图线, 由图乙可知( )