发布时间 : 星期六 文章测定电池电动势和内阻的六种方法01 - 图文更新完毕开始阅读59679e1e55270722192ef769
测定电池电动势和内阻的六种方法
一．利用电压表和电流表测定电池电动势和内阻（伏安法）
例1．在“测定电池电动势和内阻”的实验中，
（1）第一组同学利用如图3实验电路进行测量，电压表应选择量程 （填“3V”或“15V”），实验后得到了如图4所示的U?I图象，则电池内阻为 ?.
（2）第二组同学也利用图3的电路连接测量另一节干电池，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P向左滑动一段距离x后电流表才有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图，如图5所示，则根据图象可知，电池的电动势为 V，内阻为 ?.
二．利用电压表和电阻箱测定电池电动势和内阻（伏阻法）
例2．甲同学设计了如图11所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表○V(量程为1.5V，内阻很大)，电阻箱R(0-99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。 （1）先测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换图11到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数U1，保持电阻箱示数不变，_________ ，读出电压表的示数U2。则电阻R1的表达式为R1 = __________
（2）甲同学已经测得电阻R1＝4.8Ω，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S1，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12所示的1U?1R图线，则电源电动势E＝
________ V，电阻R2＝_________Ω。
（3）利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1，乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多阻电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据，绘出了相应的
1U?1R?R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比较，由
1于电压表测得的数据范围________（选填“较大”、“较小”或“相同”），所以__________同学
1
的做法更恰当些。
三．利用电流表和电阻箱测定电池电动势和内阻（安阻法）
例3.（09·北京）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（最大阻值为9.999?，可当标准电阻用）、 一只电流表（量程IR=0.6A，内阻rg?0.1?）和若干导线。
（1）请根据测定电动势E内电阻r的要求，设计图17中器件的连接方式，画线把它们连接起来。
（2）接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R,读处与R对应的电流表的示数I，并作记录。当电阻箱的阻值R?2.6?时，其对应的电流表的示数如图18所示。处理实验数据时，首先计算出每个电流值I 的倒数
1；再制作R-1II坐标图，如图19所示，图中已标注出了（R,1I）的几
个与测量对应的坐标点，请你将与图18实验数据对应的坐标点也标注在图19中上。
（3）在图19上把描绘出的坐标点连成图线。
（4）根据图19描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= V，内电阻r? ? 四．利用两只电压表测定电池电动势和内阻（伏伏法）
实验原理：测量电路如图22所示，断开S时，测得两电压表的示数分别为U/1、U2；再闭合S，测得电压表V1的示数为U1，获得实
验数据。
数据处理：联立方程组，利用公式法和平均值法求出电池电动势
和内阻。
例4.为了测量两节串联干电池的电动势，某同学设计了如图22所示的实验电路。其中：E是待测电池组的电动势，内阻不能忽略；V1、
V2是两只量程都合适的电压表，内阻不是很大，且未知；S1、S2是单刀单掷开关；导线若
干。
（1）请根据电路图23（甲），在图23（乙）中连线，将器材连成实验电路。 （2）实验中需要测量的物理量是 。
（3）用测出的物理量作为已知量，导出计算串联电池电动势的表达式。（写出推导过程）
五．利用两只电流表测定电池电动势和内阻（安安法）
实验原理：测量电路如图24所示，闭合S时，测得两电流表的示数分别为I1、I2，调节滑动变阻器改变R，测得几组不同的电流值，获得实验数据。
数据处理：联立方程组，利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。 例5。（09·海南）图25是利用两个电流表
和
测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和内阻
之和为10000?（比r和滑动变阻器的总电阻都大得多），为理想电流表。
（1）按电路原理图在图26虚线框内各实物图之间画出连线。
（2）在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至 （填
“a端”、“中央”或“b 端”）。
（3）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表和
的示数I1和I2。多次改变滑动端c的位置，得到的数据为
在图27所示的坐标纸上以I1为纵坐标、
I2为横坐标画出所对应的I1?I2曲线。
（4）利用所得曲线求的电源的电动势E= V，内阻r= ?．（保留两位小数）
（5）该电路中电源输出的短路电流Im? A。
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六．综合利用多种方法测定电池电动势和内阻（综合法）
实验原理：在用如图32所示的原理图测量电池的电动势E和内阻r的实验中，由于电压表的内阻不是无穷大、电流表的内阻不为零，测量的电池电动势E和内
阻r会存在系统误差，为了消除这个原因引起的系统误差，可设计如图33所示的测量电路，闭合S1，S3拨向1，读出电压表的示数为U0，
电流表的示数为I0，测出电压表的内阻；S3拨向2，读出电压表的示数为U1（伏阻法），闭合S2，S3仍拨向2，读出电压表的示数为U2，电流表示数为I2（伏安法），获得实验数据。
数据处理：根据伏阻法和伏安法的实验原理，建立方程组，利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。
例6．某同学设计如图33所示的测量电路，其中R是一个限流定值电阻（阻值约为1kΩ）；电压表的量程为3V，内阻RV约为1kΩ；毫安表的量程为3mA；S1、S2是单刀单掷开关，S3是单刀双掷开关，它们都处于断开状态.用该电路测量电池电动势和内阻的实验步骤：
A.闭合S1，S3拨向1，读出电压表的示数为U0，电流表的示数为I0 B. S3拨向2，读出电压表的示数为U1
C.闭合S2，S3仍拨向2，读出电压表的示数为U2，电流表示数为I2
D.整理器材，计算电池的电动势E和内阻r
所测得的物理量的符号求出电池的电动势E= ，内阻r = .
I1(mA) 0．120 0．125 0．130 0．135 0．140 0．145 I2(mA) 480 400 320 232 140 68