高考物理实验9测定电源的电动势和内阻素材.

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1、实验9测定电源的电动势和内电阻测电源的电动势和内电阻实验 ，是高中物理的重要实验，无论是原教科书，还是课程 标准教科书，都把它列为学生实验； 无论是普通高考大纲， 还是课程标准试验区高考大纲， 都把它列为必考实验； 从多年以及近几年的高考试卷看，也屡屡出现测电源的电动势和内阻的题目。测电源的电动势和内电阻实验，传统的方法是用电流表、电压表和滑动变阻器或电阻箱，新技术的数字化实验方法是用电流传感器、电压传感器代替电流表、电压表并用数据 采集器和电子计算机辅助实验，好处是：数据处理和作图象非常快，一眨眼的工夫图象就 出来了。由于新的课程标准教科书中列出了做测电源的电动势和内电阻实验的三种方法，即伏

2、安法和安阻法、伏阻法；去年高考中有三个省不约而同地考到了安阻法并用作图法，所以 本文不惜时间和笔墨把三种方法都做出来。1.实验原理：在闭合电路中，根据全电路欧姆定律，有E =U Tr ，其中E表示电源的电动势，U表示电源的路端电压，I表示闭合电路中的电流，r表示电源的内阻。 根据课程标准教科书，实验：测电源的电动势和内电阻可用三种方法：方法1.式可变为 U = -rl E，改变电路的外电阻 R，测出一系列的I和U值，作出 U-I图象。图象在U轴上的截距即为电源的电动势，直线的斜率即为内阻的负值。此方法 叫伏安法，用伏特表和安培表。方法2.式可变为E =IR lr，或R = E r，改变电路的外

3、电阻 R，测出一系列的I 和R值，作出R-1/I图象。图象在R轴上的截距即为电源的内阻，直线的斜率即电源的电 动势E。此方法叫安阻法，用安培表和电阻箱。U11r1方法3.式可变为E =U r，或 二 伫 -，改变电路的外电阻 R,测出一系RUEER111列的U值，作出一-一图象。图象在轴上的截距的倒数即为电源电动势，直线的斜率URU与截距的倒数乘积即为电源的内阻。此方法叫伏阻法，用伏特表和电阻箱。 基础实验是伏安法。安阻法和伏阻法是在伏安法实验的基础上的提高。2实验目的：用三种方法测定电源的电动势和内阻。3 .实验步骤 、 伏安法1.实验电路图用心 爱心 专心2.实验结果图象-0电压图1-23

4、.计算数据用心 爱心 专心电压轴上的截距为电池的电动势:E=6.0V,电流轴上的截距为最大电流lm=6.0A，则电用心 爱心 专心用心 爱心 专心池的内阻为r=Im= 1.0 Qo4.实验实物图用心 爱心 专心1OO& .Q8图1-35.实验结果图象(V)图1-46.计算数据电压轴上的截距为电池的电动势： E=9.0V,电流轴上的截距为最大电流lm=9.0A，则电池的内阻为r= =1.0 qo二、 安阻法1.用仿真实验室研究按电路图搭建实验装置，如图2-12-2.改变电阻箱的阻值，电流表的读数对应变化，得到电流与电阻的关系图象，见图电療 L-OoOBQiJ6DDdDD200aa24661012

5、+ /电阻图2-2由于图4不是直线，不便于求电动势和内阻，在实验过程中时，记下一系列的数据，把数据输入到Excel中并求出电流I的倒数1/1,见下表。RI1/I100.2643.7878798.360.313.2258066.860.3692.7100275.360.4562.1929824.110.5671.7636683.360.6651.5037592.110.9321.0729611.361.230.81300802.90.344828表1作出电流的倒数随电阻变化的图象，R1/I图象，见图2-3的直线。用心 爱心 专心图2-3根据E = I （R r），得到R二- r，知：R1/1图线

6、直线的斜率即为电动势E, R轴上的截距的绝对值为内阻 r。从图5读出数据，计算得为 E二10= 2.9V，纵轴上的3.7截距为-1，则电池的内阻为r 。三、 伏阻法（见例题）例1. 2007理综四川卷第 22（2）题甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R!和R2的阻值。实验器材有：待测电源E（不计内阻），待测电阻待测电阻R2,电压表 V（量程为1.5V，内阻很大），电阻箱 R（0-99.99 Q ），单刀 单掷开关Si,单刀双掷开关 S2,导线若干。先测电阻Ri的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合Si,将S2切换到a,调节电阻箱，读出其示数 r和对应的电压表示数 Ui，保持电阻箱示

7、数不变,，读出 电压表的示数 U2。则电阻 Ri的表达式为 Ri =。甲同学已经测得电阻 Ri= 4.8Q,继续测电源电动势 E和电阻R2的阻值。该同学的做 法是：闭合Si,将S2切换到a,多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的i iU-R图线，则电源电动势E =V,电阻R2=Q。利用甲同学设计的电路和测得的电阻 电动势E和电阻R2的阻值的做法是：闭合Ri，乙同学测电源Si，将S2切换到b,多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了相应的R Ri图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2。这种做法与甲同学的做法

8、比较，由于电压表测得的数据范围 （选填“较大”、“较小”或“相同”），所以同学的做法更恰当些。用心 爱心 专心答案：将S2切换到b , Ri= U2 Ul r。U2 E= 1.43 或 10/7V , R2=1.2 Q 较小，甲U 1【解析】 E =U1 (R1 R2)(1)rE =U2-U R2(2)r +尺由(2)式得 R2 = E 匕(r R),U2代入（1 ）式，经过复杂的运算得R1 = U2 _U1 r。U2U111ERR根据E =U(R1R2)，有12，比照直线方程RU E R E12807y =kx b，有截距 b =0.7，所以 E = 1.43 或 10/7V；斜率 k4.2

9、，又E0.5Ri + R2r土 ,k 12，已测出 R1 = 4.8 Q ,可求出 R2=1.2 Q。E 由于电阻R2阻值小，电压表测得的数据范围较小，所以甲同学的做法更恰当些。点评：用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内电阻（本题的R2相当于内电阻）并用1 1 图象进行数据处理求出结果（与伏安法类比简称伏阻法），2006年咼考有二省市考U R到（分别是江苏、广东和天津）。例2. 2007宁夏理综卷（新课程）第 22题（2 ）题禾U用伏安法测干电池的电动势和内阻，现有的器材为: 干电池：电动势约为1.5V，符号 一11电压表：量程1V,内阻998.3门，符号 滑动变阻器：最大阻值11，符号 一一

10、电阻箱：最大阻值 99999.9门，符号 /用心 爱心 专心单刀单掷开关1个，符号/导线若干设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在制定的方框内。要求在图中标出电压表、 电流表的接线柱的正负。为了满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的倍，电阻箱的阻值应为2)2998.3【解析】因为电压表量程要大于电池电动势， 所以要扩大为原量程的 2倍，在电压表上 串联等于其内阻的电阻，所以电阻箱的阻值应为点评：本题是伏安法测电源电动势和内阻（不是伏阻法）压表量程用的。另外，因为电流表内阻一般与电池内阻差别不大， 待测电池而言）。9983。，所以电阻箱是用来做扩大电 所以用电流表外接法（

11、对例。图中R为已知电阻，Rx为待测电阻，Ki为单刀单掷开关,K2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：RRx（2）由R及测得的量，可测得亠-用心 爱心 专心, R=.答案：（1）心断开，心接到a端，记下电压表的读数 Ui ，心仍接到a端，闭合 心, 记下电压表的读数 U2:Ki仍闭合，K2接到b端，记下电压表的读数 U3.(2) UiU3U2 -U3例3。在测定一节干电池（电动势约为 1.5V，内阻约为2 Q）的电动势和内阻的实验中，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

12、程为3V , A变阻器为（20Q , 3A ）, B 变阻器为（500Q , 0.2A）电压表应该选 （填 A 或 B）,这是因为 .变阻器应该选 （填A或B）,这是因为 .答案：B, A电压表量程过大，误差较大；A、B变阻器额定电流过小且调节不便序号A示数（安）A示数（安）V示数（伏）V2示数（伏）10.600.302.401.2020.440.322.560.48将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。Rs为定值电阻，在这五个。例。某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的 触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示例4. 2006年天津理科综合卷第22 (3)题某研究性学

13、习小组利用图 9 所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如图 10所示的R1/1图线， 其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到 E =图10【解析】根据E=l(Rr)得到，从图10读出数据，计算得 R = E_r，直线的斜率即为9(一1)1E2.9V，当R=0时，横轴上的截距为0.3，则电池的内阻为3.5I1r =E 2.9 0.3=09。I点评：本题专门考查用电流表和电阻箱测电源的电动势和内电阻， 与伏安法相比，实验用的 仪器不同，测量的物理量不同， 图象中横坐标与纵坐标表示的物理量不同了， 因此根据图象 求E、r的方法也不同。例5.安徽2009高考21. H题.用

14、右图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电 池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，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) 定值电阻(阻值 V1、额定功率5W)(d) 定值电阻(阻值10门，额定功率10W)(e) 滑动变阻器(阴值范围 0-10门、额定电流2A)(f) 滑动变阻器(阻值范围 0-100, |、额定电流1A)那么(1) 要正确完成实验，电压表的量程应选择V ,电流表的量程应选择A ; R0应选择11的定值电阻，R应选择阻值范围是 11的滑动变

15、阻器。（2）引起该实验系统误差的主要原因是 。II .答案：（1）3, 0.6 , 1, 010。（2）由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输 出电流小。【解析】由于电源是一节干电池（1.5V）,所选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到 干电池的内阻一般几 Q左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为 0.6A的电流表；由于电池内阻很小， 所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取010Q能很好地控制电路中的电流和电压，若取0100Q会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。关于系统误差一般

16、由测量工具和所造成测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测E真，r测r真。例6北京2009高考21. （2）题某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱和若干导线。（最大阻值为 999.9门，可当标准电阻用）一只电流表（量程Ir=0.6A,内阻心=01 ） 请根据测定电动势 E和内电阻r的要求，设计图4中器件的连接方式, 画线把它们连接起来。 接通开关，逐次改变电阻箱的阻值 R,读出与R对应的电流表的示数I,并作记录。当电阻箱的阻值R

17、=2.6, I时，其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时，首先计算出111每个电流值I的倒数丄；再制作R-坐标图，如图6所示，图中已标注出了（ R,-）的几III个与测量对应的坐标点。请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6上。 在图6上把描绘出的坐标点连成图线。 根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= V, 内电阻r二 1。答案（2）见答图4见答图6见答图6用心 爱心 专心 1.5 (1.461.54 ) ; 0.3 ( 0.250.35 )用心 爱心 专心用心 爱心 专心例7探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系2009高考重庆22. （2）硅光电池是一种可将光能转换

18、为电能的器件。某同学用题22图2所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。图中 R）为已知定值电阻，电压表视为理想电压表。用心 爱心 专心若电压表V2的读数为Uo ,则I =5 请根据题22图2,用笔画线代替导线将题22图3中的实验器材连接成实验电路。 实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a。见题22图4,由此可知电池内阻 （填“是”或不是”）常数，短路电流为mA ,电动势为V 。用心 爱心 专心 实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得 U-I曲线b,见题22图4.当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为 mW（计算结果保留

19、两位有效数字） 答案（2）见22题答案图，硅光 电池+ 不是，0.295(0.293-0.297)2.67(2.64-2.70), 0.065(0.060-0.070)1.5V。则实验二中外电路消耗的电功率为V1Rc亞题答案U（2）见右图;根据欧姆定律可知，若r为常数、则U-I图为 a可知电池内阻不路端电压U= E Ir 一条不过原点的直线，由曲线 是常数；当U= 0时的电流为短路电流、约为295卩A= 0.295mA;当电流I = 0时路端电压等于电源 电动势E、约为2.67V ;实验一中的路端电压为 U= 1.5V时电路中电流为I 1= 0.21mA,连接a中点（0.21mA、1.5V）

20、和坐标原点，此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻（定值电阻）的U-I图，和图线b的交点为实验二中的路端电压和电路电流，如右图，电流和电压分别为I = 97卩A、U=0.7V,则外电路消耗功率为 P= UI = 0.068 mW。例8.2006年江苏物理卷第13题（12分）现在按图所示的电路测量一节旧干电池的电动势E （约1.5V）和内阻r（约20）,可供选择的器村如下：电流表 A1、A2 （量程0500 A ）内阻约为 500,滑动 变阻器 R （阻值0100,额定电流1.0A）,定值电阻 R1 （阻值 约为100）电阻箱 R2、 R3 （阻值0999.9）,开关、导线 若干。由于现有电

21、流表量程偏小，不能满足实验要求， 为此，先 将电流表改装（扩大量程），然后再按图电路进行测量。（1）测量电流表 A2的内阻 按图电路测量 A2的内阻，以下给出了实验中必要的操作。A 断开S1B .闭合 S1、S2用心 爱心 专心C.按图连接线路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，R2调至最大D .调节 R2，使A1的示数为11，记录 R2的值。E. 断开S2,闭合S3F. 调节滑动变阻器R,使A1、A2的指针偏转适中，记录A1的示数11请按合理顺序排列实验步骤（填序号）：如果（1）中测出 A2的内（2）将电流表 A2 （较小量程）改装成电流表A （较大量程） 阻为468.0 ，现用R2将A2改装

22、成量程为 20mA的电流表A，应把R2,设为 与A2并联，改装后电流表 A的内阻RA为 。（3）利用电流表 A电阻箱R,测电池的电动势和内阻用电流表A、电阻箱R3及开关S按图所示电路测电池的电动势和内阻。实验 数I，得到若干组 R3、I的数据，然后通过时，改变 R1的值，记录下电流表 A的示 作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势用心 爱心 专心E和内r。a. 请写出与你所作线性图象对应的函数关系式。b. 请在虚线框内坐标中作出定性图象（要求标明两上坐标轴 所代表的物理量，用符号表示）c.图中表示E.图中表示用心 爱心 专心解析与答案：（1） C B F E D A（2）改装电路中R2将与A

23、2并联，则R250020 103 -500由（1）测得 RA2 二 468.01 ,用心 爱心 专心用心 爱心 专心代入计算出R2 =1Z1。改装后电流表 A的内阻Ra= Ra2 R2 -11.71RA2 + R2（3）解法一a.根据闭合电路欧姆定律得到I （R3 Ra r），变形成R3R - - r，若将横坐I1标表示总电流的倒数| ,纵坐标表示外电阻 R3与电流表A的内阻RA之和R3 Ra ,根 据多次测量的数据画出图象如图4。则与所作线性图象对应的函数关系式是 R3 Ra 二- r。b.图4c. 直线斜率的倒数表示 E, 纵轴截距除以斜率表示 r.答案二：11ra.（R2 Ra）图5c

24、.直线的斜率表示 E，纵轴截距的绝对值与Ra的差表示r。这两个答案不同处在于横轴与纵轴表示的物理量互换。点评：本题考查半偏法测电流表的内阻、电流表的改装和用R、A测电源的E、r三个知识点，但前两个是课本上的方法，第三个与课本不同，课本上是用伏安法测电源的E、r,图象是U-I图线，所以第三个是重点和难点，是创新点。例9. 2006年广东物理卷第 12题12.某同学设计了一个如图7所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组（电动势约3V）、电流表（量程 0.6A，内阻小于 r1 ）电阻箱（099.99 0 ）、滑动变阻器（010 0 ）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一

25、个及导线若干。考 虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略。（1）该同学按图7连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为0.20。试分析该测量产生误差的原因是。（2 ）简要写出利用图7所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤： ； ；1（3 ）图8是由实验数据绘出的丄-R图象，由此求出待测干电池组的电动势E =IV、内阻r = 0。（计算结果保留三位有效数字）1ffl8解：（1）电流表Ra的读数以及电阻箱 R的读数。（2k闭合，S断开，调节P,使RA满偏，k闭合，S接C,调节R，使RA半偏，则RA = R。1 i r + R（3）根据闭合电路欧姆定律得到E = I （RRa r），变形成-=-

26、R -RA，若将纵I EE1坐标表示总电流的倒数 -，横坐标表示外电阻 R,则图线的斜率的倒数表示电源的电动势E，I8 001在图 8 中取两点（0，0.9）和（8.0,3.7）,则 E2.86V ；当 R=0 时， 0.9，3.7-0.9I1则r Ra = E 2.86 0.9二2.51，因已测出R 0.201，所以电源的内阻为IAr =2.57 - 0.20 =2.37门。点评：本题考查半偏法测电流表的内阻和用R、A测电源的E、r两个知识点，第一个电路与课本不同，第二个方法与课本不同，课本上是用伏安法测电源的E、r,图象是U-I图线，本题要求学生要有知识迁移的能力。例10. 2006年天津

27、理综卷第 22 (3)题(3 )某研究性学习小组利用右图所示电路测量电池组的电动势 E和内阻r。根据实验数据绘出如 下图所示的R1/I图线，其中 为电阻箱读数， 由此可以得到Q。LORI为电流表读数，E =V , r =jz/r/irar f尸rIfif-L j0-1-2*3i0-8【解析】根据E = I(R r)得到,10读出数据，计算得 R = E - r，直线的斜率即为1=2.9V，当R = 0时，横轴上的截距为0.3，则电池的内阻为9 -(-1)E 二3.51r =E 2.9 0.3=09。I点评：本题专门考查用电流表和电阻箱测电源的电动势和内电阻，与上不同的是：横坐标与纵坐标表示的物

28、理量调换了，因此根据图象求E、r的方法也不同。不知是命题者的心灵感应，还是有所交流，还是巧合，还是没有原因，1今年竟有三省市考用电流表和电阻箱测电源的电动势与内电阻,并且都有丄_R图象，看来，高考命题的发I展方向是有一定的规律的。答案：22 (1) P: 2(2) X 100；调零(或重新调零);2.2 X 103(3) 2.9 ; 0.9例11.2005年江苏省物理卷第 12题.(或 2.2k)(12分)将满偏电流lg=300卩A、内阻未知的电流表 改装成电压表并进行核对.(1)利用如图所示的电路测量电流表的内阻(图中电源的电动势E=4V ):先闭合Si，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再

29、闭合 S2,保持R不变，调节R,使电流表指针偏转到满刻度的2-，读出3此时R 的阻值为200 Q，则电流表内阻的测量值Rg=(2) 将该表改装成量程为3V的电压表，需(填“串联”或“并联”)阻值为R0=IQ的电阻.把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在答题卡上画出实验电路图和实物连 接图.用心 爱心 专心电記衮用心 爱心 专心用心 爱心 专心05江苏12 .答案：(1) 100(2)串联 9900(3)用心 爱心 专心用心 爱心 专心电锻表用心 爱心 专心例12. 2008高考上海16. （5分）某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化 情况。电源E电动势、内电阻恒定，Ri为滑动

30、变阻器，R2、R3为定值电阻，A、V为理想电表。（1 ）若滑动片 P由a滑至b时A示数一直变小，则 Ri和R2必须满足的关系是o（2）若 R1 = 6门,R2= 12的输出功率P随外电路总电阻电源内电阻r =如，当滑动片P由a滑至b时，电源ER的变化关系如图（b）所示，贝UR3的阻值应该选择（）等时并联电阻最大，所以要求之左为Ri,050.040.011一（3）根据实验数据描点，绘出的-R图像是一条直线。若直线的斜率为k，在 坐标轴UU上的截距为b，则该电源的电动势 E= ，内阻r= （用k、b和Ro表示）1 b13. 【答案】（1）最大值；（2） 2; （ 3）；一-RokRo k【解析】（

31、1）电阻箱的电阻调到最大值，电流最小，保障了电压表不超过量程及电源的 不过载。99（2）若R=300 Q ,电流约0.03 A，若R=60 Q ,电流约0.15A，后者30060 + 10电流读数大，误差小，所以填2。亠亠UU111r电流1E =I(RR。r)=(R R0 r)，得R -R。R0UER0E ER01-R图象的斜率k=1，截距b =1r，所以电动势E 二1UER。E ER0kR0内阻 r - b 一 R。k【实验检验】用江苏省苏威尔公司引进并汉化的鳄鱼夹仿真实验软件可以模拟这个实验。 模拟电路图如图2:当改变可变电阻的阻值时，电压表会自动显示读数。图2把电阻值R及对应的电压表读数

32、 U记录下来,1输入到 Excel，并计算出对应的，如下表:U用心 爱心 专心RU1/U30.122.240.44642942.621.710.58479555.121.380.72463867.621.160.86206980.120.9991.00100111作出U-R和-R图象，如图3,蓝线是U-R图象，是曲线，红线是 丄-R图象，是直线。UU1U 1 二O22 22 muml 000000000用心 爱心 专心用心 爱心 专心图311延长丄-R图象交丄轴于一点，即得截距b = 0.15，再求出该直线的斜率UU1-0 15k0.011，则根据本题结果，电动势80kR。10.011 10-

33、9V，b0.15内阻 r Ro=10=5；。k0.01本题考查测电源的电动势和内阻及图象的物理意义，根据图象求物理量。 难度：较难。14. 2010年高考上海物理卷第 29题.(6分)某同学利用DIS,定值电阻R0、电阻箱R等实验器材测量电池 a的电动势和内阻，实 验装置如图4之图1所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R用电压传感器测得端电压 U,并在计算机上显示出如图 4之图2所示的1/U -1/ R关系图线a, 重复上述实验方法测量电池 b的电动势和内阻，得到图 4之图2中的图线b.图4用心 爱心 专心用心 爱心 专心(1)由图线a可知电池a的电动势Ea=V,内阻ra=

34、Q。(2)若用同一个电阻 R先后与电池a及电池b链接，则两电池的输出功率 pa Pb (填“大于”、“等于”或“小于”)，两电池的效率nanb (填“大于”、“等于”或“小于”)。14.【答案】(1) 2V , ( 2) 0.5 Q(2)小于，大于U11r11【解析】(1)根据E =U r，得，图象a,截距b=0.5 ()，斜率RUEERVEb : 5V，内阻 B : 0.71， Ea v Eb，ra v rb，电池的输出功率R，则4R_25R丄2， Pb 2(R 0.5)(R 0.7)，用Excel作出输出功率随电阻R变化的图象，如图5,0 5C1k= 0.25()，所以电动势 E2V，内阻

35、 r=E k=0.52.0Vb(2)从图象可知：图象1Qb的截距约为 bb =0.2()，斜率约为 kb =0.13()，电动势VV图5图中，蓝线表示电池 a的输出功率，红线表示电池 b的输出功率，从图象可以看出，pa小UIR于Pb ；电池的效率，容易得 a大于b。EI R r【实验检验】用鳄鱼夹仿真实验软件模拟实验，对电池a,模拟电路图如图 6。U-R图象如图7.图6W)图7对电池b模拟电路图如图 8。U-R图象如图9.用心 爱心 专心巾4.94 ( V ：-（V）电压-才电阻图81 1用Excel作的两个电池的-一图象如图9。图9本题考查用伏阻法（电压表和电阻箱）测电源的电动势和内阻，图象

36、法，以及电源的输用心 爱心 专心出功率及效率。难度：难。15.2010高考广东卷第 34题.（2）某同学利 用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（农=5门）一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图10（a）. 在图10（ b）的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接。 请完成下列主要实验步骤；A. 检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图10（c）所示，读得电阻值是；B. 将开关S,闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V ；C. 将开关S2,电压表的示数是1.16V ;断开开关S 。 使用测得的数据，计算出干电池的内阻是 （计算结果保留二

37、位有效数字）。 由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏（填“大”或“小”）。图1015【答案】 略；20 Q ;闭合；0.69 Q小【解析】如图11从图c读出，R=20Q ;闭合 s后电阻箱才工作;S闭合、S2断开时：R/很大，认为：E =U1S、S2都闭合时：U 2E =U2(Ro r)RU由、得r =1 491) 20-5=0.691.16误差分析E测二U1,两式 i忽略电压表对电路的影响时求得的电动势为测量值，根据式,考虑电压表对电路的影响时求得的电动势为真实值，设电压表的电阻为 FV，则式变为:RvE真=U1 + Ur(R0 r)，显然E测:U真，即测得的电动势比实际

38、值偏小。【扩展】求测得的内阻比实际值偏大还是偏小?根据两式求得的是内阻的测量值，即Ui -U2U2R- Ro用心 爱心 专心用心 爱心 专心考虑电压表对电路的影响时两式变为E =5 + U1(Ro r)RvU2 U2f(Ro)根据两式解得的内阻为真实值，得Ui -U2r直二真U2U2-U1R-RoRv这里要注意：由于 U 2 : U1 ,所以2W是负值，所以r直式中的分母比r测Rv直式中的分母小，所以 r测：:r真，即测得的内阻比实际值也是是偏小。这个问题，历来是物理研究问题的难点。【实验检验】用鳄鱼夹仿真软件做的模拟实验如图 12,当开关1闭合，开关2断开上，电压表读数 为1.49V。因原电

39、压表内阻为无限大，所以用一个阻值为Ik，的电阻与电压表并联，模拟电压表内阻为1ki】。用心 爱心 专心用心 爱心 专心图12电池的电动势真实值为1.5V，用内阻为无限大的电压表测量，读数为 1.5V，见图13。果然测量值小于真实值。当开关2也闭合后，电压表的读数为1.15V，如下图14,则根据 U 22 (5 r)，将20E =U1代入算得内阻的测量值为，r测=0.91 11图14根据E二U! (5 r)和E = U2 (-)(5 r)，算得内阻的真实值为，1000 20 1000r真=0.94门，果然内阻的测量值也小于真实值。本题考查用伏阻法(电压表和电阻箱) 测电源的电动势和内阻，计算法及误差分析。难度：中等。用心 爱心 专心（1） 电路中；，r分别为电源的电动势和内阻，R1 , R2 , 物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）（2）由于电路发生故障， 发现两电压表示数相同了 （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：（1 2） R2 , R3 , ；（1 分，1 分，2 分）（2） Rp短路或R2断开（4分）用心 爱心 专心