高中物理电动势实验

⑴：请根据电路图在实物图中连线，将器材连成实验电路。 ⑵：实验中需要测量的物理量是__________________。

⑶：用测出的物理量作为已知量，导出计算串联电池组电动势的表达式。（写出推导过程）

S1 E r S2 V1 V2 V1 V2 4： 在“用电压表、电流表测定电池的电动势和内电阻”的实验中，现有如下器材：

A．干电池一节 （内阻约0.8Ω） B．滑动变阻器（最大阻值20Ω） C．滑动变阻器（最大阻值1750Ω） D．电压表（量程3V，内阻约1KΩ） E．电压表（量程15V，内阻约2KΩ） F．电流表（量程0.6A，内阻约0.2Ω） G．电流表（量程3A，内阻约0.1Ω） H．电键、导线若干

⑴：其滑动变阻器应选用 ；电流表应选用 ；电压表应选用 （填写字母代号）； ⑵：如果根据实验数据画出U-I图线如图(b)所示，则电池的电动势是_______V，内电阻是 Ω；

⑶：请用线（表示导线）将图(c)中仪器连接成实验电路。

7:现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为50Ω，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(a)所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围0～9999Ω，R0是定值电阻．

①电路中定值电阻R0的作用是 ．实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：本实验应选 。

A. 10Ω 2.5 W B. 100Ω 1. 0 W C. 200Ω 1. 0 W D. 2 000Ω 5.0 W

②请根据图(a)电路，在右图中用

笔画线代替导线连接电路。

③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，读取电压表的示数改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图 (b)所示的图线（已知该直线的截距为0.1 V-1)．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.

④在该电路中，从产生系统误差的原因来分析，测出的电动势 真实的电动势，测出的内阻 真实的内阻（选填“大于”、“等于”或“小于”），产生该误差的原因是 。

7．⑴如图所示的电路，Rx为电阻500Ω的负载， R1、R2为两个用于调节负载电压的滑线变阻器，

已知AB间电压为12V，Rx的工作电压为8V。两个滑线变阻器的最大阻值分别为20

Rx Ω和200Ω。则 的作用是粗调，应选用 Ω的滑线变阻器； 的作用

R1 是微调，应选用 Ω的滑线变阻器。

R2

A U

⑵利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，测量一个电池组的电动势和内电阻。画出实验电路图，并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。用记录的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。

V

3 15

6．选择题：利用如图14所示电路图可以测定定值电阻R0的阻值大小和电源电动势E与内电阻r的值，利用实验测出数据作出U-I图线，如图15所示，则测出a图线的电压表应该是 。要使实验中测量误差尽可能小，电流表A的内阻大小要求 ，电压表的内阻大小要求 。则测出b图线的电压表应该是 。要使实验中测量误差尽可能小，电流表A的内阻大小要求 ，电压表的内阻大小要求 。

A．尽可能选小一点 B．尽可能选大一点 C．无要求 D. V1 E V2.

U b a B

V2 R0 V1 E，r 图14

S A R 4 某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，实验室中有如下器材：

A．待测干电池 B．电流表G（0~3mA，内电阻r1=20Ω） C．电流表A（0~0.6A，内电阻r2=0.20）D．滑动变阻器甲（最大阻值10Ω） E．滑动变阻器乙（最大阻值100Ω） F．定值电阻R1=100Ω G．定值电阻R2=500Ω H．定值电阻R3=1.5kΩ 开关、导线。

由于没有电压表，为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量。

①为了方便并能较准确测量，滑动变阻器应选 ，定值电阻应选用 。（填写定值电阻前的序号）②若某次测量中电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2；改变滑动变阻器的位置后，电流表G的示数为I1′，电流表A的示数为I2′。则可知此电源的内电阻测量值为r= ，电动势测量值为E=

6 甲在测定一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为2Ω）的电动势和内阻的实验中，滑动变阻器和电压表各有两个供选：A电压表量程为15V，B电压表量程为3V，C变阻器为（20Ω，3A），D变阻器为（500Ω，0.2A）。电压表应该选__ _（填A或B），变阻器应该选_ _（填C或D）。

乙同学利用图（a）所示电路对另外一个电源进行测量时，电路中R1的阻值为20，滑动变阻器R2上标有―50，2A‖字样。闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表的示数分别为2V和0.2A。

R1 A P R2 V S 15 3 （b）

+ 3 0.6 （c）

+ A G R滑 R （a）

 V  A

当不断向右移动滑片P，使得电压表与电流表指针偏离零刻度线的角度恰好均为指针满偏角度的1/4时（两表满偏角度相同），如图（b）、（c）所示。则此过程中，两表指针偏转的方向相______（填―同‖、―反‖）；该电源的E为______V，内阻为_____。

3．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R0（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RV 约为4.0kΩ） B．电流表A1（量程100mA，电阻RA1 约为5Ω） C．电流表A2（量程2mA，电阻RA2 约为50Ω） D．滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流1A） E．电阻箱R2（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R0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V 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，

A1 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R1、电流表A1已损坏，请用余

R1 下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r。 S E ①：请画出实验电路图（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 。

答案：⑴用A2替换A1 （2分） R2 见右 （3分） ⑵

V 11r1 （3）（3分，其它合理也得分）

UEER2S E

4．某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻Rx：电源E，适当量程的电流表电压表各一只，滑线变阻器R，电阻箱RP，开关S1、S2，导线若干。他设计的电路图如图（a）所示，具体做法：先闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表示数合理，记下两表示数为I1，U1；再保持RP阻值不变，闭合S2，记下电流表和电压表示数为I2、U2． （1）：请你帮他按电路图在实物图（b）上连线； （2）：写出被测电阻Rx= （用电表的读数表示）； （3）：此实验中因电流表有内阻，电压表内阻不是无限大，使被测电阻的测量值 真实值

（选填“大于、小于或等于”） ． V A 0 0 0 9 9 1 1 9 1 8 8 8 2 2 2 7 7 3 7 3 RP 3 6 6 4 6 4 4 5 5 5 S2 0 0 0 9 9 9 1 1 1 8 8 8 2 2 2 7 7 3 7 3 3 6 6 6 4 4 4 5 5 5 Rx － ＋ ＋ －R S1 （（a）

R0

答案．（1）

设电压表内阻为Rv I111 = + U1RPRv

0 0 0 9 9 1 1 9 1 8 8 8 2 2 2 7 3 7 3 7 3 6 6 6 4 4 4 5 5 5 0 0 0 9 9 1 9 1 1 8 8 8 2 2 2 7 3 7 3 7 3 6 6 6 4 4 4 5 5 5 － ＋ ＋－（2）先闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表示数合理，记下两表示数为I1，U1；

再保持RP不变，闭合S2，记下电流表和电压表示数为I2、U2。

U2 =R +R +R 2Pvx

U1U2∴Rx= U1I2-U2I1

I111

（3）“等于”。

评分说明：第（1）实物连图正确，得4分；第（2）表达式4分（不必写计算过程）；第（3）2分。 5．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 R（Ω） I（A） 1/I（A-1） 1 4.0 1.00 1.0 2 10.0 0.50 2.0 3 16.0 0.34 2.9 4 22.0 0.25 4.0 5 28.0 0.20 5.0 Ａ E r R O

（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比，理论上

E测 E真，r测 r真（选填“>”、“<”或“=”）． 答案：(11分)

(1)（2分）应该画出R-1/I图像 (2)如图所示（2分）

(3)6.0（5.8~6.2都给分）（1分），2.0（1.8~2.2都给分）（2分） (4) =，>（4分）

7．要测量一电源的电动势E（小于3V）和内阻r（约1Ω），现有下列器材：电压表V（3V和15V两个量程）、电阻箱（0~999.9Ω）、定值电阻R0=3Ω、开关和导线。某同学根据所给器材设计如下的实验电路。

（1）电路中定值电阻R0的作用是 ． （2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。

V R0

– 3 15 R0 甲

（3）该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表读数U，得到二组数据：R1=2.0Ω时U1=2.37V；

R2=4.0Ω时U2=2.51V。由这二组数可求得电源的电动势为E= V，内阻为 r= Ω．

（4）为使最终测量结果更精确，在不改变实验方法、不更换实验器材的前提下，请你对该同学提一条建议 。

乙

答案：（1）保护电源，防止短路 （2分）

（2）如右图所示（有一处错就不给分） （2分）

（3）多测几组R、U，分别求出电动势E、内阻r，再求E、r

的平均值，利用图象处理数据。 （2分）

10.王红同学到实验室做“测定电源电动势和内阻”的实验时，发现实验桌上还有一个定值电阻R0。他设计了如图所示的电路来测量R0的阻值，实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，并将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值。

（1）他在同一坐标纸上分别作出U1－I、U2－I图线，则所作的直线斜率较大的是 （2）定值电阻R0的计算表达式是： R0= (用测得的物理量表示)， 若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R0值 （填“大于”、“等于”或“小于”）实际值。 （3）张超同学说：“在王红同学所用的实验器材中，如果知道电流表的内阻rA，就能少用一个电压表测出电动势、内阻以及R0的值。请你在虚线框中画出张超同学设想的电路图，并写出简单实验步骤和E、r、R0三个物理量的计算式。

V P R 0 R 1 V 2 A E r S

答案： ⑴U2－I的图线。

⑵R0=

U1U2，大于； I⑶电路图：

实验步骤：①按电路图连接好电路；

②闭合开关S，移动滑片P使滑动变阻器短路，测得两电表读数为U1、I1； ③移动滑片P使滑动变阻器不短路，测得两电表读数为U2、I2； ④整理器材，数据处理。 计算公式：

①E=

UI1rAU2I1U1I2UU1 ②rA=2 ③R0=1

I1I2I1I2I1评分标准：⑴⑵各2分，⑶6分（图2分；实验步骤2分；计算公式2分，不全得1分）。

注：其它方案，只要是正确的同样给分。

14． 要测定某个电池的电动势和内电阻，除电键和导线外，还可以分别用下列哪些组实验器材均能达到测定目的[ ] A．电流表和电阻箱 C．电流表和电压表

B．电压表和电阻箱

D．电流表、电压表、滑动变阻器

1． 如图所示电路，在测量电源电动势和内电阻时，某同学根据测量数据画成下面四张图（见图中的A、B、C、D），图中线段a是在没有电压表，电流表内阻影响时的U─I图象，线段b是考虑电流表，电压表内阻影响时的U─I图象，则在A、B、C、D中，正确的是[ ]

1．用如图所示的电路（R1、R2为标准定值电阻，阻值已知）测量电源的电动势E和内电阻r时，则： （1）需要读取的数据

是 、 ． （2）电动势表达式E= ，

内电阻表达式 r = ．

（3）如果考虑电流表的内阻，电动势的测量值 真实值（填

“大于”、“小于”或“等于”），电源内电阻的测量值 真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）．

答案：（10分）（1）开关S2与1接触时的电流强度I1，开关S2与2接触时的电流强度I2．（4分） （2）EI1I2R1R2IRI2R2 （2分） r11 （2分）

I2I1I2I1 （3）等于 （1分） 大于 （1分）

12．某同学按图示电路进行实验，实验时该同学将滑动变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如表中所示，将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零． 序号 A1示数（A） A2示数（A） V1示数（V） V2示数（V） 1 2 0.60 0.44 0.30 0.32 2.40 2.56 1.20 0.48 A2 R3 A1 R2 Ｖ 2rP Ｖ 1R1 （1）：电路中ε、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算） _______．

（2）：滑动变阻器的触片P移动时其阻值变化了__________Ω．

（3）：由于电路发生故障，发现两电流表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是 ．

答案：（6分）（1）、R2、R3 （2）13.3 （3）可能滑动变阻器断路、R2断路或R3短路 V（量程13．现要测电阻R0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）均为3V），理想电流表○，滑动变阻器R，待测

的电阻R0，两节串联的电池，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R0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U1、U2、I的读数，并作出U1—I图（图线1）和U2—I图（图线2），见图（b）。 （1）由图可知得出电阻R0阻值为______Ω （2）电池组E的电动势为_________V，内阻为__________Ω。

答案：.(6分) (1)4.0 Ω (2) 3.0V 2.0Ω ——

15、在测量由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）的实验中，实验室提

供了下列器材：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15V的电压表连接成如图所示的电路，实验步骤如下：（1）闭合电键S，将电阻箱R阻值调到R1=10Ω，读得电压表的示数为U1。（2）电阻箱R阻调到R2=20Ω，读得电压数的示数为U2。由方程组U1=ε-U1/R1r，U2=ε-U2/R2r，解出ε、r。为了减少实验误差，上述实验在选择材和实验步骤中，应作哪些改进？

答案：（1）选用15V量程的电压表明显量程偏大，造成电压表示数读数误差较大（2）用代数法，仅取两组数据解出ε、r造成误差

改进：应选用电压表量程3V，测量的数据至少五个左右，

然后用图像的方法处理实验数据

16．用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，

V：0—3—15V；(B)电流表 所给的器材有：(A)电压表○

A：0—0.6—3A；(C)变阻器R1(总电阻20Ω)；(D)变阻 ○

器R2(总电阻100Ω)；以及电键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。

答案：（1）0—3V， 0—0.6A，

（2）右图所示 （4）5，6

2分

0.5

3分

2分

（3）图线右图所示，1.5 ，

R1 2分

5．在测定电源电动势和内阻的实验中某同学所用电路图和测得的数据如下：

U/V I/A 1 1.42 0.04 2 1.36 0.08 3 1.08 0.12 4 1.21 0.16 5 1.14 0.20 6 1.07 0.24 ⑴实验误差分系统误差和偶然误差两种．该实验的系统误差主要是由___________引起的．用画U-I图线求电动势和内阻的优点在于可以尽量减小实验的_______误差．

U/V ⑵在下面给出的U-I坐标系中用给出的数据画出U-I图线

1.50

（横、纵坐标的起点已经规定好），从图象中可以发现该同学记录的第____组数据有误．

⑶求得电动势E=____V，内阻r=___Ω．（均保留2位有效数字）． 1.00

0.20 0

（1）电压表的分流 偶然 （2）3 1.5 1.8

8：如图为火警报警器工作原理图，R1为热敏电阻，其电阻随温度的升高而减小，L为电感线圈，k为弹簧，当要提高报警温度时，R0应 ，R2应 .

I/A

7:现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为50Ω，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(a)所示的电路进行实验：

①：电路中定值电阻R0的作用是 ．为了方便并能较准确测量，电阻箱应选 ，定值电阻应选用 。电压表选用 。

A. 10Ω 2.5 W B. 100Ω 1. 0 W C. 200Ω 1. 0 W D. 2 000Ω 5.0 W

A．电阻箱R2（0～999.9Ω，最小分度值0.1Ω） B．电阻箱R3（0～99.9Ω，最小分度值0.1Ω） A：电压表V1(量程3V，内阻约为15KΩ) B：电压表V2 (量程15V，内阻约为15KΩ)

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，读取电压表的示数改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图 (b)所示的图线（已知该直线的截距为0.1 V-1)．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.

③：在该电路中，从产生系统误差的原因来分析，测出的电动势 真实的电动势，测出的内阻 真实的内阻（选填“大于”、“等于”或“小于”），产生该误差的原因是 。