专题测量电源电动势和内阻实验
基本方法
1、伏安法测电动势和内阻
例：【2014·北京卷】利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
（1）应该选择的实验电路是图中的________（选项“甲”或“乙”）。
（4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势E=____V，内电阻r=_____
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（5）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U以及干电池的输出功率P都会发生变化，图3的各示意图中正确反映P—U关系的是____[学科网
（2）现有电流表（0—0.6A），开关和导线若干，以及以下器材： A.电压表（0—15V） B.电压表（0—3V） C.滑动变阻器（0—50Ω） D.滑动变阻器（0—500Ω）[学科网
实验中电压表应选用________，滑动变阻器应选用__________（选填相应器材前的字母）。 （3）某同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，[学科网并画出U-I图线。
例【2015·安徽·21II】某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材，一个满偏电流为100μA，内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱（和若干导线；
（1）由于表头量程偏小，该同学首先需要将表头改装成量程为50mA的电流表，则应将表头与电阻箱__________（填“串联”或者“并联”），并将电阻箱阻值调为________Ω。
（2）接着该同学用改装的电流表对电池的电动势和内阻进行测量，实验电路图如图
1
2、安阻法
）
1所示，通过改变电阻R测相应的电流I，并且作相关计算后一并记录如下表
图11
①根据表中的数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画出
图线
11
根据实验数据绘出如图12所示的U－R图线。由图象得出电池组的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。
图12
(3)关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是( )
②根据图线可得电池的电动势E是________V，内阻r是_________Ω。 3、伏阻法
例：某同学用如图10所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r，R为电阻箱。干电池的工作电流不宜超过0.5 A。实验室提供的器材如下：电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)；电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω)；开关、导线若干。
A．电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差 B．该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差 C．本实验用图象法处理数据可以减小偶然误差 D．如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差
4、大内阻水果电池内阻测定
例：测量“水果电池”的电动势和内电阻的实验中，将一铜片和一锌片分别插入同一只苹果
内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5V，可是这种电池并不能点亮额定电压为
1.5V，额定电流为0.3A的手电筒上的小灯泡。原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测定电流约为3mA。现有下列器材： 待测“水果电池” 电流表
：满偏电流3mA，电阻约10Ω
图10
(1)请根据图10的电路图在图11中画出连线，将器材连接成实验电路。
(2)实验时，改变电阻箱R的值，记录电压表的示数U，得到若干组R、U的数据。
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电压表 ：量程0~1.5V，电阻约1000Ω
改装为量程为15V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：
(1)把电压表量程扩大，实验电路如图3甲所示，实验步骤如下，完成填空． 第一步：按电路图连接实物
第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零
第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3V
第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为________V
第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15V的电压表．
滑动变阻器R 1 ：0~30Ω 滑动变阻器R 2 ：0~30kΩ 开关、导线等实验器材
小题1:本实验选用上面所示的实验原理图，应该选用哪种规格的滑动变阻器？ 。（填写仪器代号） 小题2:在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值，得到U—I图象如上图所示，根据图中所给数据，则“水果电池”的电动势E＝ V，内电阻r＝ Ω。 小题3:若不计测量中的偶然误差，用这种方法测量得出的电动势和内电阻的值与真实值相比较，电动势E （选填“偏大”或“相等”或“偏小”），内电阻r （选填“偏大”或“相等”或“偏小”）。
图3 (2)实验可供选择的器材有： A．电压表(量程为3V，内阻约2kΩ) B．电流表(量程为3A，内阻约0.1Ω) C．电阻箱(阻值范围0～9999Ω) D．电阻箱(阻值范围0～999Ω)
E．滑动变阻器(阻值为0～20Ω，额定电流2A) F．滑动变阻器(阻值为0～20kΩ，额定电流0.2A) 电阻箱应选________，滑动变阻器应选________．
(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变)，测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U－I图线如图丙所示，可知电池的电动势为________V，内阻为________Ω.
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二、考点专项训练
考点一 实验原理与操作
1．下列给出多种用伏安法测定电源电动势和内阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是( )
A．测出两组I、U的数据，代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E和r B．多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值 C．测出多组I、U的数据，画出U－I图象，再根据图象求出E、r
D．测出多组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r
2.某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为11～13V，内阻小于3Ω，由于直流电压表量程只有3V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替)，
考点二 数据处理与图象应用
1．采用如图6所示的电路“测定电池的电动势和内阻”．
图6
(1)除了选用图7中的部分器材外，________(填选项)．
图7
A．还需要电压表B．还需要电流表 C．还需要学生电源D．不再需要其他器材 (2)测量所得数据如下：
次数 1 2 3 4 5 6 物理量 0.4[来源学科网R/Ω 1.2 1.0 0.8 0.6 ZXXK] 0.2 I/A 0.60 0.70 0.80 0.89 1.00 1.20 U/V 0.90 0.78 0.74 0.67 0.62 0.43 用作图法求得电池的内阻r＝________；
(3)根据第5次所测得的实验数据，求得电流表内阻RA＝________.
2.某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，
他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响．实验器材如图8所示．
图8
(1)测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式________，利用测量数据作出U－I图象，得出E和r.
(2)将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图8中用笔画线代替导线连接电路．
(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U－I图象如图9中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：
在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势________(填“增大”、“减小”或“不变”)，
电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”)．
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