测量电源电动势和内阻的实验变式

某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示．

实验次数 1 2 3 4 5

28.

R （Ω） 4.0 16.0 0

0. 2

I （A ） 1.00 0.34 0 -1

1/I（A ） 1.0 2.0 2.9 4.0 5.0

①若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作 （选填“R-I”或“R-1/I”）图象；

②利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图象；

③由图象可知，该电池的电动势E= V，内阻r= Ω；

④利用该实验电路测出的电动势E 测和内阻r 测与真实值E 真和r 真相比，理论上 E 测 E 真，r 测 r 真（选填“＞”、“＜”或“=”）．

在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学涉及了如图所示的实物电路。

（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到____.（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）

（2）改变电阻箱的阻值R ，分别测出阻值=10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）

（3）根据实验数据描点，绘出的图像是一条直线。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R 0表示） 1、某同学用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻，实验采用的电路如图21-1所示。 （1）下列给出的器材中，应该选用

（填代号） A ．待测干电池（2节串联，电动势约3V ）； B ．电流表（量程0~3A，内阻0.025Ω） C ．电流表（量程0~0.6A，内阻0.125Ω） D ．电压表（量程0~3V，内阻3k Ω） E ．电压表（量程0~15V，内阻15k Ω） F ．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A ） G ．滑动变阻器（0~2000Ω，额定电流0.3A ）

图21-1

H ．开关、导线。

（2）图21－2给出了做实验所需要的各种仪器。请你按电路图把它们连成实验电路。

（3）连好电路，闭合开关后，该同学发现电流表和电压表都没有示数。则下列判断正确 的是

A ．可能是导线ab 断路 B ．可能是导线bc 断路 C ．可能是导线de 断路 D ．可能是导线gh 断路

（4）该同学处理完电路故障后进行实验。记录了5组数据，并根据这些数据在坐标图中画出U-I 图线，如图21-3所示。根据图线求出两节干电池串联的电动势E=______V，内阻

r =______Ω。

2、现有一种特殊的电池，它的电动势E 约为9V ，内阻r 约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA ，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实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R 为电阻箱，阻值范围0～9999Ω，R 0是定值电阻，可防止操作不当损坏电池，起保护电路的作用。 （1）实验室备有的定值电阻R 0有以下几种规格：

A ．10Ω 2.5 W B ．100Ω 1.0 WC．200Ω 1.0 W D ．2000Ω 5.0 W 本实验应选哪一种规格？答 。

-1甲

乙

（2）该同学接入符合要求的R 0后，闭合开关K ，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，计录多组数据，作出了如图乙所示的图线。则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E 为 V ，内阻r 为 Ω。

V 3、现要测电阻R 0阻值和干电池组的电动势E 及内阻r 。给定的器材有：两个理想电压表○

A （量程为0.6A ）（量程均为3V ），理想电流表○，滑动变阻器R ，待测的电阻R 0，两节串联

的电池，电键S 及导线若干。某同学设计一个如图（a ）所示的电路同时测电阻R 0阻值和电池组的电动势及内阻，调节变阻器，两电压表和电流表分别测得多组U 1、U 2、I 的读数，并作出U 1—I 图（图线1）和U 2—I 图（图线2），见图（b ）。

（1）由图可知得出电阻R 0阻值为______Ω

（2）电池组E 的电动势为_________V，内阻为__________Ω。

V ：4、用伏安法测一节干电池的电动势E 和内电阻r ，所给的器材有：(A)电压表○0—3—15V ；

A ：0—0.6—3A ；(C)变阻器R 1(总电阻20Ω)；(D)变阻器R 2(总电阻100Ω)；以(B)电流表○

及电键S 和导线若干。

（1）电压表量程选用_______，电流表量程选用_______，变阻器选用________。 （2）在右边的方框中画出实验电路图。

（3）如图所示的U-I 图上是由实验测得的7组数据标出的点，请你完成图线，并由图线求出E=________V，r =________Ω.

（4）若只选用两组数据，用欧姆定律算出E 、r ，有可能误差较大；若选用第________组和第________组数据误差最大。

5、在测定一节干电池的电动势和内电阻实验中，备有下列器材：

A ．待测的干电池（电动势约为1.5 V，内电阻小于1. 0Ω ） B ．电流表A 1（量程0—3 mA，内阻R g1＝10Ω） C ．电流表A 2（量程0—0.6 A，内阻R g2＝0.1Ω）

D ．滑动变阻器R 1（0—20Ω，10 A） E ．滑动变阻器R 2（0—200Ω，l A）

F ．定值电阻R 0（990Ω） G ．开关和导线若干

甲

（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a ）、（b ）两个参考实验电路，其中合理的是______图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选______（填写器材前的字母代号）。

（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I 1-I 2图线（I 1为电流表A 1的示数，I 2为电流表A 2的示数，且I 2的数值远大于I 1的数值），则由图线可得被测电池的电动势E ＝______V，内阻r ＝______Ω。

（3）若将图线的纵坐标改为______，则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。

乙

6、（1）测量电源的电动势E 及内阻r （E 约为6V ，r 约为1.5Ω）。器材：量程3V 的理想电压表V ，量程0.6A 的电流表A （具有一定内阻），固定电阻R=8.5Ω，滑线变阻器R ′(0——10Ω) ，开关S ，导线若干。

①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用笔画线代替导线完成实物连接图。③实验中，当电流表读数为I 1时，电压表读数为U 1；当电流表读数为I 2时，电压表读数为U 2。则可以求出E= ，（用I 1，I 2，U 1，U 2及R 表示）

（2）测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度。器材如下： A 、待测螺线管L （符号

）：绕制螺线管金属丝的电阻率ρ=5.0⨯10Ω⋅m ，电阻R L 约

-7

为100Ω

B 、螺旋测微器

C 、电流表G ：量程100μA，内阻R G =500Ω D 、电压表V ：量程6V ，内阻R V =4kΩ

E 、定值电阻R 0：R 0=50Ω

F 、滑动变阻器R '：全电阻约1k Ω G 、电源E ：电动势9V ，内阻忽略不计 H 、电键S 一个，导线若干

①实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示，其示数为d= ②按图乙所示电路测量金属丝的电阻，请在图丙的实物图上连线。

7、小明同学设计了如图所示的电路测电源电动势E 及电阻R 1和R 2的阻值。实验器材有：待测电源E(不计内阻) ，待测电阻R 1，待测电阻R 2，电流表A(量程为0.6A ，内阻不计) ，电阻箱R(0-99.99Ω) ，单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2，导线若干。

①先测电阻R 1的阻值。请将小明同学的操作补充完整：闭合S 1，将S 2切换到a ，调节电阻箱，读出其示数r 1和对应的电流表示数I ， ，读出此时电阻箱的示数r 2。则电阻R 1的表达式为R 1＝ 。

②小明同学已经测得电阻R 1＝2.0Ω，继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值。该同学的做法是：闭合S 1，将S 2切换到b ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电流表示数I

，由测得的

数据，绘出了如图所示的1/I－R 图线，则电源电动势E ＝ V ，电阻R 2＝ Ω。 8、测量电源的电动势E 及内阻r （E 约为6V ，r 约为1.5Ω）。器材：量程3V 的理想电压表V ，量程0.6A 的电流表A （具有一定内阻），固定电阻R =8.5Ω，滑线变阻器R '（0~10Ω），开关S ，导线若干。

⑴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。 ⑵用笔画线代替导线完成实物连接图。

⑶实验中，当电流表读数为I 1时，电压表读数为U 1；当电流表读数为I 2时，电压表读数为U 2。则可以求出E =________，r =________（用I 1，I 2，U 1，U 2及R 表示）。 9、（1）为测定一节干电池的电动势和内阻，用如图所示电路．除干电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：

A ．电流表(量程0.6A 3A) B．电压表(量程3V 15V) C ．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω 额定电流2A) D ．滑动变阻器(阻值范围0～200Ω 额定电流1A)

请你完成下面的选择：电流表量程选_______，电压表量程选_______，滑动变阻器选_______．（填器材前面的字母代号）

（2）某实验小组为测量一只微安表G 1的内阻，采用了以下的方法：

实验器材：一只待测的微安表G 1；一只标准微安表G 2；一节干电池；0~9999Ω的电阻箱一只；单刀双掷开关一只；导线若干．

实验步骤一：将开关S 断开，按图所示连接电路．

实验步骤二：使开关掷向b 端，此时电路中通过微安表G 1的电流较小，调节电阻箱R 使微安表G 1的示数接近满偏，记下此时电阻箱R 的阻值R 1和标准微安表G 2的读数I ．

实验步骤三：将开关掷向a 端，并调节电阻箱R 使标准微安表G 2示数维持电流I 不变，记下此时电阻箱R 的阻值R 2．

由以上步骤可以测得微安表G 1的内阻为R g ＝___________．

请指出该同学在实验中的疏漏：___________________________________________． 10、现有一种特殊的电池，它的电动势E 和内阻r 都比较大，

为了测定这个电池的电动势和

内阻，某同学利用如图(a)所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可

且纵轴取为U -1/×10-2V -1．

(a )

(b )

(1)为了得到有关物理量的线性图象, 横轴应取为 并请在图(b)上作出相应的图象．

(2)根据所作出的图象求得该电池的电动势E 为，内阻r 为

11、某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈。现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R 0（约为2kΩ），二是手机中常用的锂电池（电动势E 标称值为3.7V ，允许最大放电电流为100mA ）。在操作台上还准备了如下实验器材：

A ．电压表V （量程4V ，电阻R V 约为4.0kΩ） B ．电流表A 1（量程100mA ，电阻R A1

约为5Ω）

C ．电流表A 2（量程2mA ，电阻R A2 约为

50Ω） D ．滑动变阻器R 1（0～20Ω，额定电流1A ）

E ．电阻箱R 2（0～999.9Ω，最小分度值0.1Ω） F ．开关S 一只、导线若干

⑴为了测定电阻R 0的阻值，小组的一位成员，设计了如图所示的电路原理图并选取了相应的器材（电源用待测的锂电池），其设计或器材选取中有不妥之处，你认为应该怎样调整？ 。

⑵在实际操作过程中，发现滑动变阻器R 1、电流表A 1已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势E 和内阻r 。

①请你在方框中画出实验电路图（标注所用器材符号） ②为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式 。

12、现有一特殊的电池，其电动势E 约为9V ，内阻r 在35～55Ω范围，最大允许电流为50mA 。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲的电路进行实验。图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；R 为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω；R 0是定值电阻。⑴实验室备有的定值电阻R 0有以下几种规格：

A ．10Ω，2.5W B ．50Ω，1.0W C ．150Ω，1.0W D ．1500Ω，5.0W 本实验应选用，其作用是

⑵该同学接入符合要求的R 0后，闭合开关S ，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U ，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙的图线。则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示 。

⑶根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E 为 V ，内电阻r 为 Ω。

13、某研究性学习小组采用如图所示的电路测量某干电池的电动势E 和内电阻r ，R 为电阻箱，V 为理想电压表，其量程略大于电源电动势。实验中通过多次改变电阻箱的阻值R ，从电压表上读出相应的示数U ，该小组同学发现U 与R 不成线性关系，于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示。回答下列问题：

（1）根据表中的数据和实验原理，你认为第 （填序号）组数据是错误的，原因是 。 （2）根据实验数据，请在所给的坐标系中绘出如图所示的

11

—关系曲线。

U R

（3）由图象可知，该电源的电动势E= V，r= Ω。（保留2位有效数字）

14、在“用电压表和电流表测电池的电动势和内阻”的实验时，一般不用新电池而用旧电池进行实验，其原因是：旧电池的内阻较大，路端电压随外电路电阻变化比较明显；而新电池的内阻很小，路端电压随外电路电阻变化就不明显，电压表的读数变化很小，从而降低了测量的精确程度。

当我们需要较为精确地测量一节新电池的内阻时，常用的办法是给电池串联一个定值电阻，在计算电池内电阻时当然要考虑到这个定值电阻的影响。

+

+

①右图所给出实验所需的器材，请你用笔画线代替导线将这些仪器连成测量电路； ②写出操作步骤并说明需要测量的物理量； ③写出被测电源电动势E 和内阻r 的表达式。

15、听说水果也能做电池，某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电池．他们猜想水果电池内阻可能较大，从而设计了一个如图所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内电阻．实验中他们多次改变电阻箱的电阻值，记录下电阻箱的阻值及相应的电流计示数，并算出电流的倒数，将数据填在如下的表格中．

（1）利用图像法处理数据可以减小实验误差．在讨论作图方案时，甲同学认为应作R-I 图，而乙同学认为应该作R

1

图，你认为哪个同学的想法更科学？____（填“甲”或“乙”），I

其简单理由是： ． （2）按照（1）中你选择的方案，在给出的坐标纸上作出图象．

（3）利用你作出的图象，可求出该柠檬电池的电动势为 V ，内阻为 Ω．

（4）完成实验后，该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因是：

某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E 和内电阻r ．

（1）先直接用多用表测定该电池电动势，在操作无误的情况下，多用表表盘示数如图a

所示，其示数为 V．

（2）然后，用电压表V 、电阻箱R 、定值电阻R 0、开关S 、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势．

I ．在图b 中，根据电路图，用笔画线代替导线，将左侧实物图连接成完整电路．

II ．闭合开关S ，调整电阻箱阻值R ，读出电压表V 相应示数U ．该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R 、U 数据，并计算出相应的1/R与1/U的值．请用表中数据在图c 坐标纸上描点，并作出1/R-1/U图线．

R （Ω）

U （V ）

1/R

-2（×10

-1Ω）

1/U

（V-1） 166 8.3 0.60 71.4 5.9 1.40 50.0 4.8 2.00 33.3 4.2 3.00 25.0 3.2 4.00 20.0 2.9 5.00 0.12 0.17 0.21 0.24 0.31 0.35

III ．从图线中可求得待测电池电动势E= V．