测定电源的电动势和内阻方法浅谈

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1、测定电源的电动势和内阻（复习教案）河南省兰考县二中物理组胡永河邮箱：huyonghe120@163.com测定电源的电动势和内阻实验是近年来高考中的热点,考题主要考查对该实验原理的理解,即用闭合电路欧姆定律测电源的电动势和内阻.内容涉及实验步骤、电路设计、数据处理和误差分析等诸多方面.下面结合近年来的高考试题对该实验的复习进行一些有益的分析和探索.一．教材上该实验的基本原理和电路图由闭合电路欧姆定律有：E=U+Ir，测出两组U、I值，即可解出E和r.为减小偶然误差，可测多组U、I值，求出多个E、r值，然后求E、r的平均值；或根据测出的多组U、I值，画U-I图象，由图线

2、的纵截距和斜率找出E、r.由于电源的内阻一般很小，为减小测量误差，常采用下图(甲)所示电路，而不用(乙)所示电路.如采用甲图所示电路进行测量，用于电压表的分流作用，会使电动势E和内电阻r的测量值都比真实值偏小，但由于RV>>r真，所以电动势和内电阻的测量误差都不太大.思考1:实验中为什么至少需测两组数据？（提示：二元一次方程所需）思考2：实验中使用的电流表如果只有刻度无读数，且已知该表指针偏转格数与电流值成正比，则该实验能否完成（提示：E可测而r不可测）二．方案拓展1.用一只电压表和一只电流表测量VA例1：（05河南高考）测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5V，

3、r约为1.5Ω）。器材：量程3V的理想电压表，量程0.5A的电流表（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑线变阻器R′，电键K，导线若干。②出实验电路原理图.图中各无件需用题目中给出的符号或字母标出.②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）分析：本题所给的器材与教材上该实验的不同点;所给电压表理想、增加了一个固定电阻R.如果我们再仔细分析就会发现，所给电压表量程比待测电源的电动势小，不能像教材上那样把电压表直接并在电源两端，故必须串联保护电阻，这样固定电阻R就派上

4、用场了。所以电路原理图只需在教材上的原理图上加一保护电阻即可。其它方面与教材同，答案如下：REKAVR/①实验电路原理图如图。②练习1：(07宁夏高考）利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为：V干电池：电动势约为1.5V，符号A电压表：量程1V，内阻998.3Ω，符号电流表：量程1A，符号滑动变阻器：最大阻值10Ω，符号电阻箱：99999.9Ω，符号单刀单掷开关1个，符号导线若干①．设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内，要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负.②，为了满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的_____倍

5、，电阻箱的阻值应为_________Ω.答案：2；998.3延伸：本题中的电压表的量程小于待测电源的电动势，是怎么解决的？与例1中的解决方案有什么不同?为什么？2.用一只电流表和电阻箱测量例2：(06天津高考)某研究性学习小组利用图1所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如图2所示的图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E=_______V，r=_______Ω。   分析：本题采用了一只电流表和一只电阻箱的测量电路。其测量原理仍为闭合电路的欧姆定律，所以有：，变形得：，由上式可知和成一次函数，图线为一直线，图线截距的绝对值为，图线的斜

6、率为电源的电动势。在忽略电流表的内阻时，可求得电源的内阻，所以答案为：2.9；0.9（注意：如电流表的内阻不能忽略时，利用此法只能求出电源的电动势，不能求出内阻，想想这是为什么？）练习2：（06广东高考）某同学设计了一个如图7所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组（电动势约3V）、电流表（量程0.6A，内阻小于1）、电阻箱（0～99.99）、滑动变阻器（0～10）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略。（1）该同学按图7连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为0.20。试分析该测量

7、产生误差的原因是_________________________________________。（2）简要写出利用图7所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤：①______________________________________________________________________；②______________________________________________________________________；（3）图8是由实验数据绘出的图象，由此求出待测干电池组的电动势E＝_______V、内阻r＝_____。（