物理 实验十四 测电源的电动势和内电阻

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1、1．用电流表和电压表测电源的电动势和内电阻：图18(1)画出实验电路图．(电源内阻很小)(2)如图18所示是根据两个电源的测量数据绘制的图线．由图可知：图线与电压U轴的交点表示________，电源Ⅰ的内电阻________电源Ⅱ的内电阻(填“大于、等于或小于”)，用此电路测得的电动势和内电阻比真实值______．(3)图中两直线Ⅰ、Ⅱ的交点表示两个电路中________相等．解析：(2)纵轴截距表示电源的电动势，直线的斜率表示电源内阻，线Ⅱ比线Ⅰ陡一些，故电源Ⅰ的内电阻小于电源Ⅱ的内电阻，测量

2、值偏小．(3)Ⅰ、Ⅱ的交点表示外电路电压、电流都相同，说明外电路的电阻、电功率相同．答案：(1)如图19　(2)电动势　小于　偏小图19(3)外电路电阻和外电路消耗的电功率2．测量电源B的电动势E及内阻r(E约为4.5V，r约为1.5Ω)．器材：量程3V的理想电压表○V，量程0.5A的电流表Ⓐ(具有一定内阻)，固定电阻R＝4Ω，滑动变阻器R′，电键S，导线若干．(1)在下面的虚线框中画出实验电路原理图．图中各元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

3、.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)解析：(1)电路图略．(2)列方程：E＝U1＋I1(r＋R)，E＝U2＋I2(r＋R)，解得：E＝，r＝－R答案：(1)如图20图20(2)　－R3．在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，除待测电源(E，r)，足够的连接导线外，实验室仅提供：两只量程合适的电压表V1(内阻R1已知)、V2，一只单刀双掷开关S.(1)画出实验原理图；(2)写出用测量值表示的电源电动势E

4、和内阻r表达式，并注明式中各量的含义．图21解析：(1)依据题意可知，电压表V1的内阻已知，则可由V1测出它所在支路的电流，设计实验电路原理图如图21所示．(2)设当开关S与1接触时，电压表V1的读数为U0；当开关S与2接触时，电压表V1、V2的读数分别为U1、U2，由闭合电路欧姆定律有U0＝E－r，U1＋U2＝E－r，可得：E＝，r＝R1.答案：(1)见图21(2)E＝，r＝R1　U0为开关S接1时电压表U1的读数，U1、U2分别为开关S接2时电压表V1、V2的读数．4．某实验小组在实验室中测

5、定一节干电池的电动势和内阻，他们观察实验桌上备用的器材编号如下：①干电池(电动势E约为1.5V，内电阻r约为1.0Ω)；②电流表G(满偏电流3.0mA，内阻Rg＝10Ω)；③电流表A(量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω)；④滑动变阻器R(0～20Ω，10A)；⑤滑动变阻器R′(0～100Ω，1A)；⑥定值电阻R2＝990Ω；⑦开关S和导线若干．(1)为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是________．(填写器材编号)(2)请在下面的虚线框内画出他们采用的实验原理图

6、．(标注所选择的器材的符号)图22(3)该小组根据实验设计的原理图测得的数据如下表，为了采用图象法分析处理数据，请你在图22所示的坐标纸上选择合理的标度，作出相应的图线.序号123456电流表G(I1/mA)1.371.351.261.241.181.11电流表A(I2/A)0.120.160.210.280.360.43(4)根据图线求出电源的电动势E＝________(保留三位有效数字)，电源的内阻r＝________(保留两位有效数字)．解析：(1)为了便于调节，滑动变阻器的阻值不能太大，

7、选择④比较合适．(2)由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir可知，只要能测出两组路端电压和电流即可，但题目中只给出两个电流表且其中一个电流表G的内阻已知，可以把内阻已知的电流表和定值电阻R2串联作电压表使用，原理图如图24所示．图23(3)若取纵轴表示I1，横轴表示I2，描点后连线如图23所示，连线时因为第三组误差较大所以删除．(4)根据原理公式E＝U＋Ir可以变形为：E＝I1(R2＋Rg)＋I2r，进一步变形可得I1＝－I2，与纵轴截距为＝1.47mA，图24解之得E＝1.47V，直线的斜率的绝对值等

8、于＝，解之得r＝0.84Ω.答案：(1)④　(2)如图24所示(3)如图23所示(4)1.47(1.46～1.48)　0.84(0.80～0.90)