人教2003课标版 高中物理 选修3-1
第二章 恒定电流
10 测定电池的电动势和内阻同步练习
1.用电流表和电压表测定电池的电动势 E 和内电阻r，所用的电路如图1-1所示，一位同学测得的6组数据如下表中所示。
（1）试根据这些数据在图1-2中作出 U-I图线
（2）根据图线得出电池的电动势 E = ______V，根据图线得出的电池内阻r=______Ω．
（3）若不作出图线，只选用其中两组 U 和I的数据，可利用公式 E=U1＋I1r1和E =U2＋I2r2 算出，这样做可能得出误差很大的结果，选用第＿组和第＿组数据，求得 E 和r误差最大．
2. 在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材
①干电池（电动势约1.5v，内阻小于1.0Ω）
②电流表（满偏电流 3mA 内阻 Rg=10Ω)
③ 电流表（0～0.6A ，内阻0.1Ω )
④ 滑动变阻器 Rl(0～20Ω,10A )
⑤ 滑动变阻器 R2(0～100Ω, 1A )
⑥ 定值电阻 R3=990Ω
⑦ 开关、导线若干
（1）为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是 （填写字母代号）
（2）请在线框内画出你利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图．
3.某同学用量程为15V 的电压表连接如图2所示的电路，实验步骤如下：
（1）合上电键 S ，将电阻箱 R 阻值调到 Rl=10Ω，读得电压表的读数为Ul .
（2）将电阻箱 R 阻值调到 R2=20Ω，读得电压表的读数为 U2 .为了减少实验误差，上述实验在选择器材的实验步骤中，应做哪些改进？
4．某同学设计如图4所示电路用来测量电源的电动势和内阻，其中电流表内阻为RA.
(1)实验时，应先将电阻箱电阻调到________．(填“最大值”、“最小值”或“任意值”)
(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出通过电流表的电流I.
下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________．(填“1”或“2”)
方案
编号
电阻箱的阻值R/Ω
1
400.0
350.0
300.0
250.0
200.0
2
35.0
30.0
25.0
20.0
15.0
(3)根据实验数据描点，绘出的－R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________．(用k、b和RA表示)
5．(设计型)用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线．
A．电压表V1(量程6 V、内阻很大)
B．电压表V2(量程3 V、内阻很大)
C．电流表A(量程3 A、内阻很小)
D．滑动变阻器R(最大阻值10 Ω、额定电流4 A)
E．小灯泡(2 A、5 W)
F．电池组(电动势E、内阻r)
G．开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小．
(1)请将设计的实验电路图在图5甲中补充完整．
(2)每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点(I，U1)、(I，U2)，标到U－I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E＝________V、内阻r＝________Ω.(结果保留两位有效数字)
(3)在U－I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω，电池组的效率为________(结果保留两位有效数字)．
10 测定电池的电动势和内阻同步练习参考答案
1.解析：（l）图线如图1所示．
（2）E = 1.45V , r = 0.70 Ω
（3）第 3 组和第 4 组数据．作图线时应把个别不合理的数据排除，由直线与纵轴的交点可读出电动势 E=1.45v，再读出直线与横轴的交点的坐标（U、I ) ，连同得出的 E 值代人 E =U + Ir 中，得
选用第 3 组和第 4 组数据求得的 E 和 r 误差最大．不需要利用所给的 6 组数据分别进行计算，利用作图就可看出这一点．选用这两组数据求 E 和r，相当于过图中 3 和 4 两点作一直线，
利用此直线求出 E 和r，而此直线与所画的直线偏离最大，实际上，第 4 组数据不合理，已经排除．
2.解析：（1） Rl （2）电路图如图2
（3） 1.48 ；0.8
3.解析：由方程、
解得E、r ，为了减小实验误差，应选量程小一些的电压表，比如 3V 的电压表，以减小测量误差，另外应多测几组数据，求得多组电动势和内阻的值，之后取平均值作为电动势和内阻的测量值，作为测量结果．
4.解析 (1)为保护电流表，将电阻箱的电阻调到最大值；
(2)实验时，若电阻箱的阻值太大，
电流很小，实验误差大，所以比较合理的是方案2；
(3)由闭合电路的欧姆定律有：
E＝I(r＋RA＋R)，整理得＝R＋，
所以k＝，b＝，解得E＝，r＝－RA.
答案 (1)最大值 (2)2 (3) －RA
5．解析 (1)先作出测量电源内阻和电动势的电路图，然后在此基础上增加伏安特性曲线电路，需要注意，小灯泡额定电压为2.5 V，且电阻较小，故伏特表直接与小灯泡并联，而电压表则测量路端电压，电路如图所示．
(2)根据图象可知，倾斜的直线为计算电源电动势和内阻的图线，该图线的纵截距为电动势大小，图线斜率的绝对值为电源内阻大小．据此可知电动势E＝4.5 V，r＝1.0 Ω.
(3)由图象可知，小灯泡两端电压为2.5 V，电源内电压为2 V，故滑动变阻器连入电路阻值为0.电源的效率为η＝×100%＝56%.
答案 (1)如解析图所示；
(2)4.5 1.0
(3)0 56%
课件15张PPT。2.10 实验：测定电池的电动势和内阻 思考: 1、（伏安法）给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、一块电流表、一块电压表、一个电键和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻。原理：E=U+Ir一、实验原理 2、（安阻法）给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、一块电流表、一个电键和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻。原理：E=I（R+r) 3、（伏阻法）给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻。二、实验过程：1.实验目的：伏安法测定电池的电动势和内阻。
2.实验器材：被测电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线。
3.实验步骤：
（1）按电路图连接实物图 （2）把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大（3）闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组U，I值。（4）断开开关，整理好器材。4、数据处理方法一：公式法EI短方法二:图象法在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U，I值画出U－I图像.EE等于U轴截距r等于直线的斜率的绝对值注意事项（1）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应处于阻值最大处。
（2）使用旧电池（3）实验中将电流不要太大，每次读完数后立即断电（4）画U--I 图，描点连线时，应使图线通过尽可能多
的点，使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，
偏离直线太远的点可舍去。（5）画U--I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，
横坐标必须从0开始
(这时图线与横轴的交点不再是短路电流)
误差分析1、本实验中，存在的系统误差是由于电压表的分流引起。测量值×××真实值2、由U-I图线可知，该实验的测量结果将导致电源的电动势E和内阻r都偏小。E测 r真 r 测 < r真 r 测 > r真 E测 r真 r 测 > r真
