高二物理电源电动势和内阻的测定

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电源电动势和 内 阻 的 测 定

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电源电动势和内阻的测定测定电动势内阻电路 用电流表和电压表测E、r2001年上海卷16、 05年南通质量检测一12、 2002年河南卷12、 2004年广东卷12、

伏安法测E、r实验中测量值和真实值的比较1:05年扬州质量检测二12、 05年徐州市第二次质量检测12、 05年南通质量检测一12、 2005年全国卷Ⅰ 22 (2)、 05年苏锡常镇一模12、 2006年天津理综卷22(3)、 2006年广东卷12、 2006年江苏卷13、 例1、

伏安法测E、r实验中测量值和真实值的比较2:

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测定电动势内阻电路A

vA

U1=E-I1r

U2=E-I2rE=I1(R1+r) E=I2 (R2+r) E= U1 + U1r / R1

v

E= U2 + U2r / R2

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用电流表和电压表测E、r实验电路如右。根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir,本实验 电路中电压表的示数是准确的，而电流表的示数比通过电源的实 际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为 了减小这个系统误差， 滑动变阻器R的阻值应该小一些，所选用 的电压表的内阻应该大一些。 为了减小偶然误差,要多做几次实验,多取几组数据,然后利用UI 图象处理实验数据.将点描好后,用直尺画一条直线,使尽可能多的 点落在这条直线上,而且在直线两侧的点数大致相等.这条直线代表 的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小. 这条直线在U轴上的截距就是被测电源电动势E (对应的I=0) , 斜率的绝对值就是被测电源的内阻r。特别要注意：有时纵坐标的 起始点不是0,求内阻的一般 式应该是 r=|ΔU/ΔI |。R

A

3.0 2.0

U/V

vS

1.0

0

I/A0.2 0.4 0.6

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2001年上海卷16、 要求测量由2节干电池串联而成的 电池组的电动势ε和内阻r(约几欧),提供下列器材： 电压表V1(量程3V,内阻1kΩ),电压表V2(量程15V, 内阻2kΩ),电阻箱(0~9999Ω),电键,导线若干。 某同学用量程为15V的电压表连接成如图所示的电路， 实验步骤如下： (l)合上电键S,将电阻箱R阻值调到 1 =10Ω,读得 电压表的读数为U1 (2)将电阻箱R阻值调到R2=20Ω,读得电压表的读 数为U2,由方程组U1=E-U1r/R1、U2=E-U2/R2 解 出E、r,为了减少实验误差，上述实验在选择器材和 实验步骤中，应做哪些改进？。 R 解: 应选用量程为3V的电压表, 改变电阻箱阻值R,读取若干个U的值， 由 I=U/R 计算出电流的值，然后作出 U-I图线，得到E、r

vE、r S

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05年南通质量检测一12、 某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内 阻，已知干电池的电动势约为1.5V,内阻约1Ω,电压 表(0-3V,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 R1 (选填R1或R2). (2)在乙图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,由图线可较准确求出该电源电动势E= 1.50 V; 内阻r= 0.85 Ω. U/VV1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9

A图甲图乙

I/A0 0.1 0.2 0.3 0.4

0.8

图线的斜率为0.7/0.37=1.85Ω

r=1.85-RA=0.85 Ω

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2002年河南卷12、 (8分)现有器材：量程为10.0mA、 内阻约30—40Ω的电流表一个，定值电阻R1=150Ω, 定值电阻R2=100Ω ,单刀单掷开关K,导线若干。要 求利用这些器材测量一干电池(电动势约1.5V)的电 动势。 (1)按要求在实物图上连线。 (2) 用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表 达式为= ,式中各直接测得量的意义是： .

R1 R2

R1R2

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[解答]: (1)连图：左图只用R1 接入电路；右图 用R1和R2串联接入电路。 I1I 2 R2 I1是外电阻为R1时的电流， (2) I1 I 2 I 是外电阻为R 和R 串联时的电流.2 1 2

测量原理：

E=I1(R1+ Rg+ r) E=I2( R1+ R2+ Rg+ r)

① ②R1 R2mA

联立① ②解得

I1 I 2 E R2 I1 I 2

R1mA

注意：若只用R2接在电路中，则电流将超过电 流表的量程，所以用 R1和R2串联接入电路。

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2004年广东卷12、 (12分)图中R为已知电阻， Rx为待测电阻，

S1为单刀单掷开关， S2为单刀双掷开关，V为电压表 (内阻极大),E为电源(电阻不可忽略)。现用图 中电路测量电源电动势及电阻Rx (1)写出操作步骤： (2)由R及测得的量,可测得 E= ,Rx = .Ra S1 S2 Rx b

画出电路图如图示：R Rx b S2 a

V

S1

V

EE r

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解：①S1断开，S2接到a 端，记下电压表的读数U1; 由于电压表内阻极大，所以 E=U1② S2仍接到a 端,闭合S1,记下电压表的读数U2,如图a示 ③ S1仍闭合,S2接到b端,记下电压表的读数U3.如图b示

U2 U3 U3 R RxR S1 a E r Rx b S2 R

U3 R x R U2 U3Rx U2 R Rx

V

VE r

V图a

U3

E r

图b

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伏安法测E、r实验中测量值和真实值的比较1: 1.安培表内接在并联电路之内的电路: 解：作 U=E-Ir 图线如图实线示：A

式中的U是路端电压, I 应是通过电源的电流，I实= IA + IV = (IA +U/RV) 可见U越大，差值(I实- IA )就越大， U=0时，差值(I实- IA )也为0,E真 U E测 U

v

实际的U-I图线如图虚线示：斜率增大 ∴ E测< E真 r测< r真该电路适用于滑动变阻器阻值很小 (电源内阻很小)的情况.

IIA I实

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05年扬州质量检测二12、

已知太阳能电池组的电动势 约为8V,短路电流约为4mA,为了精确测出它的电 动势和内阻，除导线和开关外，可供选择的仪器有： A. 电流 …… 此处隐藏：1922字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……