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1、 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流第五讲试验九：第五讲试验九：测定电池的电动势和内阻测定电池的电动势和内阻其次课时其次课时 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流1用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻2进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解3进一步进一步娴娴熟熟驾驭驾驭，电压表和电流表的，电压表和电流表的运运用方法用方法 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流1试验依据：闭合电路的欧姆定律试验依据：闭合电路的欧姆定律2试验电路：如下图所示试验电路：如下图所示 工具工具
2、工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流图线斜率的确定值为电源内阻图线斜率的确定值为电源内阻r的大小；当的大小；当I0时，时，UE，即图线与纵轴的交点坐标值；当，即图线与纵轴的交点坐标值；当U0时，时，I为短路时的电为短路时的电流，即图线与横轴的交点坐标值但要留意，有时纵轴起点流，即图线与横轴的交点坐标值但要留意，有时纵轴起点不是零，这时图线与横轴的交点不是短路电流，图线斜率的不是零，这时图线与横轴的交点不是短路电流，图线斜率的确定值仍是内阻值，与纵轴的交点坐标值仍为电源电动势值确定值仍是内阻值，与纵轴的交点坐标值仍为电源电动势值
3、工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流电池电池(被测电源被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸标纸 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流一、试验步骤一、试验步骤1电流表用电流表用0.6 A量程，电压表用量程，电压表用3 V量程，按试验电路图连接好量程，按试验电路图连接好电路电路2把变阻器的滑片移动到运用阻值最大的一端把变阻器的滑片移动到运用阻值最大的一端3闭合开关，调整变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据闭合开关，调整变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)用同样方法测量几组用同
4、样方法测量几组I、U值填入表格中值填入表格中.第第1组组第第2组组第第3组组第第4组组第第5组组第第6组组U/VI/A 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流二、整理器材、数据处理二、整理器材、数据处理4断开开关，拆除电路整理好器材断开开关，拆除电路整理好器材5本本试试验验中中数数据据的的处处理理方方法法：一一是是联联立立方方程程求求解解的的公公式式法法，二二是是描点画图法描点画图法方方法法一一取取六六组组对对应应的的U、I数数据据，数数据据满满足足关关系系式式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r让让第第1式式和和第第4式式联联立立方方程程第第2式式和和第第5式式联联立立方
5、方程程，第第3式式和和第第6式式联联立立方方程程，这这样样解解得得三三组组E、r，取取其其平平均均值值作作为为电池的电动势电池的电动势E和内阻和内阻r的大小的大小 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流1为了使电路的路端电压变更明显，电池的内阻宜大些可选用为了使电路的路端电压变更明显，电池的内阻宜大些可选用已运用过一段时间的已运用过一段时间的1号干电池号干电池2干电池在大电流放电时，电动势干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻会明显下降，内阻r会明显增会明显增大，因此，试验中不宜将电流调得过大，读电表要快，每次读完
6、后马上大，因此，试验中不宜将电流调得过大，读电表要快，每次读完后马上断电断电3在画在画UI图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上，不在直图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差减小偶然误差 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流1由于试验电路及电压表、电流表内阻的影响，本试验结果由于试验电路及电压表、电流表内阻的影响，本试验结果E测测E真，真，r测测r真真 3造成误差的缘由是：电流表
7、的分压作用造成误差的缘由是：电流表的分压作用 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流某某同同学学用用伏伏安安法法测测一一节节干干电电池池的的电电动动势势E和和内内电电阻阻r，所所给给的的其其他他器器材有：材有：A电压表电压表(03 V15 V)B电流表电流表(00.6 A3 A)C变阻器变阻器R1(20，1 A)D变阻器变阻器R2(1 000，0.1 A)E电键电键S和导线若干和导线若干 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流(1)试试验验中中电电流流表表应应选选用用的的量量程程为为_；电电压压表表应应选选用用的的量量程程为为_；变阻器应选用；变阻器应选用_(标
8、明变阻器代号标明变阻器代号)；(2)依据试验要求连接实物电路图；依据试验要求连接实物电路图；00.6 A03 VR1 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流(3)试验测得的试验测得的6组数据已在组数据已在UI图中标出，如图所示请你依据数图中标出，如图所示请你依据数据点位置完成据点位置完成UI图线，并由图线求出该电池的电动势图线，并由图线求出该电池的电动势E_ V，电阻，电阻r_.1.500.50 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流【思思路路点点拨拨】(1)测测定定电电源源的的电电动动势势和和内内电电阻阻的的试试验验原原理理是是什什么么？(2)通过电路分析选择
9、试验所需的器材通过电路分析选择试验所需的器材(3)请请回回答答在在UI图图象象中中，图图象象的的斜斜率率的的确确定定值值及及图图象象与与电电压压轴轴的的交点所表示的物理量交点所表示的物理量 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流1某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A被测干电池一节B电流表：量程00.6 A，内阻0.1 C电流表：量程03 A，内阻0.024 D电压表：量程03 V，内阻未知E电压表：量程015 V，内阻未知F滑动变阻器：010，2 AG滑动变阻器：0100，1 AH开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的试验中，由于电流表和电压表内阻的影
10、响，测量结果存在系统误差在现有器材的条件下，要尽可能精确地测量电池的电动势和内阻(1)在上述器材中请选择适当的器材：_(填写选项前的字母)；ABDFH 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流(2)在图甲方框中画出相应的试验电路图；(3)依据试验中电流表和电压表的示数得到了如图乙所示的UI图象，则在修正了试验系统误差后，干电池的电动势E_V，内电阻r_.1.50.9 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流1用电阻箱、电流表测定用电阻箱、电流表测定(1)电路图如右图所示电路图如右图所示(2)原理：变更电阻箱阻值由原理：变更电阻箱阻值由EI1(R1r)和和EI2(R2
11、r)求出求出E、r.为了精确可多测几组数据，求平均值为了精确可多测几组数据，求平均值(3)误差分析：未考虑电流表分压，而产生误差即电动势的测量误差分析：未考虑电流表分压，而产生误差即电动势的测量值等于真实值，而内阻测量值小于真实值值等于真实值，而内阻测量值小于真实值 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流某某同同学学通通过过查查找找资资料料自自己己动动手手制制作作了了一一个个电电池池该该同同学学想想测测量量一一下下这这个个电电池池的的电电动动势势E和和内内电电阻阻r，但但是是从从试试验验室室只只借借到到一一个个开开关关、一一个个电电阻阻箱箱(最最大大阻阻值值为为999.9，可可
12、当当标标准准电电阻阻用用)、一一只只电电流流表表(量量程程Ig0.6 A，内阻，内阻rg0.1)和若干导线和若干导线(1)请请依依据据测测定定电电动动势势E和和内内电电阻阻r的的要要求求，设设计计图图甲甲中中器器件件的的连连接接方式，画线把它们连接起来方式，画线把它们连接起来 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流(2)接通开关，逐次变接通开关，逐次变更更电阻箱的阻值电阻箱的阻值R，读出与，读出与R对应的电流表的示对应的电流表的示数数I，并作记录当电阻箱的阻值，并作记录当电阻箱的阻值R2.6 时，其对应的电流表的示数如图时，其对应的电流表的示数如图乙所示乙所示(3)在图丙把描绘
13、出的坐标点连成图线在图丙把描绘出的坐标点连成图线(4)依据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电依据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势动势E_V，内电阻，内电阻r_1.50.3 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流2现有一特殊电池，它的电动势E约为9 V，内阻r约为40，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行试验，图中电流表的内阻RA已经测出，阻值为5，R为电阻箱，阻值范围0999.9，R0为定值电阻，对电路起爱护作用 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流(1)试验室备有的定值电阻R0有以下几
14、种规格：A10 B50 C150 D500 本试验选用哪一种规格的定值电阻最好？_(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，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了图乙所示的图线，则依据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E_V，内阻r_.C1045 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流2用电阻箱、电压表测定用电阻箱、电压表测定 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流(2010广广东东理理综综)某某同同学学利利用用电电压压表表和和电电阻阻箱箱测测定定干干电电池池的的电电动动势势和和内内阻阻，运运用用的的器器材材还还包包括括定定值值电电阻阻(
15、R05)一一个个，开开关关两两个个，导导线线若若干干，试验原理图如图试验原理图如图(a)(1)在在图图(b)的的实实物物图图中中，已已正正确确连连接接了了部部分分电电路路，请请完完成成余余下下电电路路的连接。的连接。(2)请完成下列主要试验步骤：请完成下列主要试验步骤：A检检查查并并调调整整电电压压表表指指针针指指零零；调调整整电电阻阻箱箱，示示数数如如图图(c)所所示示，读得电阻值是读得电阻值是_；B将开关将开关S1闭合，开关闭合，开关S2断开，电压表的示数是断开，电压表的示数是1.49 V；C将开关将开关S2_；电压表的示数是；电压表的示数是1.16 V；断开开关；断开开关S1.(3)运运
16、用用测测得得的的数数据据，计计算算出出干干电电池池的的内内阻阻是是_(计计算算结结果果保保留二位有效数字留二位有效数字)(4)由由于于所所用用电电压压表表不不是是志志向向电电压压表表，所所以以测测得得的的电电动动势势比比实实际际值值偏偏_(填填“大大”或或“小小”)20 闭合0.69 小小 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流3贾老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻所给的试验器材有：待测电源E，定值电阻R1(阻值未知)，电压表V(量程为3.0 V，内阻很大)，电阻箱R(099.99)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干(1)珊珊连接了一个如上图所示的电路，她接
17、下来的操作是：将S2接到a，闭合S1，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置，记录下对应的电压表示数为2.20 V，然后断开S1；保持电阻箱示数不变，将S2切换到b，闭合S1，记录此时电压表的读数(电压表的示数如图乙所示)，然后断开S1.工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流请你解答下列问题：图甲所示电阻箱的读数为_，图乙所示的电压表读数为_V由此可算出定值电阻R1的阻值为_(计算结果保留三位有效数字)(2)在完成上述操作后，珊珊接着以下的操作：将S2切换到a，多次调整电阻箱，闭合S1，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图丙所示的
18、图 线由此可求得电源电动势E_ V，电源内阻r_.20.002.805.452.860.26 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流4(2010江苏单科)在测量电源的电动势和内阻的试验中，由于所用电压表(视为志向电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路(1)试验时，应先将电阻箱的电阻调到_(选填“最大值”、“最小值”或“随意值”)最大值最大值 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流(2)变更电阻箱的阻值R，分别测出阻值R010 的定值电阻两端的电压U.下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是_(选填“1”或“2”)方案编号电阻箱的阻值R/1400.03
19、50.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0(3)依据试验数据描点，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R0表示)2 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流6(2010上海单科)某同学利用DIS、定值电阻R0、电阻箱R1等试验器材测量电池a的电动势和内阻，试验装置如图甲所示试验时多次变更电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的1/U1/R关系图线a.重复上述试验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b.(
20、1)由图线a可知电池a的电动势Ea_V，内阻ra_.(2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率Pa_Pb(填“大于”、“等于”或“小于”)，两电池的效率a_b(填“大于”、“等于”或“小于”)2.00.5小于小于大于大于 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流3.用两个电流表测量，其中一个电流表串联大电阻充当电压表的作用。5.右图是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图图中S为开关，R为滑动变阻器，定值电阻R1和电流表A1内阻之和为10 000.工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流(1)按电路原理图连接实物图(2
21、)在闭合开关S前应将滑动变阻器的滑动端P移动至_(填“a端”、“中心”或“b端”)(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端P至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次变更滑动端P的位置，得到的数据如下表所示请在如图所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1I2图线.I1/mA0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2/mA48040032023214068b 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流(4)由(3)中所得图线可求出电池的电动势E_V，内阻r_.1.500.62 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流
22、工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流为为了了测测量量某某电电流流表表A的的内内阻阻(量量程程为为50 mA，内内阻阻约约为为10)，供供应的试验器材有：应的试验器材有：A直流电压表直流电压表V(03 V，内阻，内阻约约6 k)B定值电阻定值电阻R1(5.0，1 A)C定值电阻定值电阻R2(50.0，0.1 A)D滑动变阻器滑动变阻器R(05，2 A)E直流电源直流电源E(3 V，内阻，内阻很很小小)F导线、电键若干导线、电键若干 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流(1)试验中定值电阻试验中定值电阻R0应选用应选用_(选填选填“R1”或或“R2”)；(2)在
23、如图在如图虚虚线线框框内将试验电路原理图画完整；内将试验电路原理图画完整；R2 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流(3)某同学在试验中测出某同学在试验中测出7组对应的数据组对应的数据(见见下表下表)：请在图示坐标中描点作出请在图示坐标中描点作出UI图线，由图象可知，表中第图线，由图象可知，表中第_次试验数据有次试验数据有错错误，此电流表的电阻为误，此电流表的电阻为_.次数次数1234567U/V0.801.181.681.781.982.362.70I/mA14.020.024.030.034.040.046.039.0 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电
24、流 二、等效二、等效替替代法代法 为了为了精精确的测量出确的测量出A1的内阻，接的内阻，接受受如右图所示的电路，其中电流表如右图所示的电路，其中电流表A1的量程是的量程是0300 A，内阻，内阻约约为为100，A2是标准电流表，量程是是标准电流表，量程是0200 A，R1是电阻箱，阻值范是电阻箱，阻值范围围是是0999.9，E是电源，电动势是是电源，电动势是3 V，内阻不计，内阻不计，S1是开关，是开关，S2是是单单刀双刀双掷掷开关，按电路图连接好后，可将开关，按电路图连接好后，可将R2和和R1适适当调整后，将当调整后，将单单刀双刀双掷掷开关开关S2扳扳到接点到接点1，接通开关，接通开关S1，
25、调整，调整R2，使两电表均为，使两电表均为150 A，然后将，然后将单单刀双刀双掷掷开关开关S2扳扳到接点到接点2，调整，调整R1，使标准电流表，使标准电流表A2的的读数读数照旧照旧是是150 A，若电阻箱的阻值为，若电阻箱的阻值为22.8.工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流(1)则电流表则电流表A1的内阻的内阻Rg_.(2)为了保为了保证证两两块块电表的平安电表的平安运运用，用，限限流阻值流阻值R3阻值应选阻值应选()A100 B150 C10 k D15 k(3)可变电阻可变电阻R2电阻值应选电阻值应选()A2 k B5 kC200 D500 22.8DB 工具工具工具
26、工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流试验中有器材如下试验中有器材如下A电池电池E，电动势约，电动势约10 V，内阻约，内阻约1 B电流表电流表A1，量程，量程10 A，内阻约，内阻约0.2 C电流表电流表A2，量程，量程300 mA，内阻约，内阻约5 D电流表电流表A3，量程，量程250 mA，内阻约，内阻约5 E电阻箱电阻箱R1，最大阻值，最大阻值999.9，阻值最小变更量，阻值最小变更量0.1；F滑动变阻器滑动变阻器R2，最大阻值，最大阻值100，开关，开关S，导线若干，导线若干 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒
27、定电流要求用如图所示的电路设计来测定电流表要求用如图所示的电路设计来测定电流表A的内阻的内阻(1)在在所所给给的的三三个个电电流流表表中中，哪哪几几个个可可用用此此电电路路精精确确测测量量出其内阻？出其内阻？(2)在在可可测测的的电电流流表表中中任任选选一一个个作作为为测测量量对对象象标标入入电电路路图图中中(3)你你要要读读出出的的物物理理量量是是什什么么？用用这这些些物物理理量量写写出出待待测测内内阻的计算公式阻的计算公式A2、A332要读取要读取A2、A3的电流的电流I2、I3，电阻箱的阻值，电阻箱的阻值R1，计算公式为计算公式为r3.工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电
28、流四四、半半偏法偏法半半偏偏法法是是测测量量电电表表内内阻阻的的一一种种最最简简易易的的方方法法，尤尤其其是是对对电电流流表表内内阻阻的的测测量量，而而对对于于电电压压表表的的内内阻阻，同同样样也也可可接接受受半半偏法，对于偏法，对于半半偏法，偏法，我我们要们要透透彻彻理解其原理及留意理解其原理及留意事事项项 工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流现现有一电流表有一电流表A，量程为，量程为1 mA，内阻，内阻rg约约为为100.要求测量其内阻要求测量其内阻可选用器材有：电阻箱可选用器材有：电阻箱R0，最大阻值为，最大阻值为99 999.9；滑动变阻器甲，；滑动变阻器甲，最大阻值
29、为最大阻值为10 k；滑动变阻器乙，最大阻值为；滑动变阻器乙，最大阻值为2 k；电源；电源E1，电动势，电动势约约为为2 V，内阻不计；电源，内阻不计；电源E2，电动势，电动势约约为为6 V，内阻不计，开关，内阻不计，开关2个，个，导线若干导线若干接接受受的测量电路图如右图所示，试验步骤如下：的测量电路图如右图所示，试验步骤如下：断开断开S1和和S2，将，将R调到最大；调到最大；合上合上S1，调整，调整R使使A满偏；满偏；合上合上S2，调整，调整R1使使A半半偏，偏，若若RR1，则可以，则可以认认为为A的内阻的内阻rgR1，试，试问问：工具工具工具工具必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流(1)在在上上述述可可供供选选择择的的器器材材中中，可可变变电电阻阻R1应应当当选选择择_；为为了了使使测测量量尽尽量量精精确确，可可变变电电阻阻R应应当当选选择择_；电电源源E应应当当选择选择_(2)认认为为内内阻阻rgR1，此此结结果果与与rg的的真真实实值值相相比比_(填填“偏偏大大”、“偏小偏小”或或“相相等等”)电阻箱电阻箱R0滑动变阻器甲滑动变阻器甲E2偏小偏小