五、測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 1.某同學(xué)分別根據(jù)圖甲和圖乙所示的電路圖來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)量同一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（約為1 Ω），其中電流表的內(nèi)阻約為0.1 Ω，電壓表的內(nèi)阻約為3 kΩ.（1）利用圖乙實(shí)驗(yàn)電路測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，所測(cè)量的實(shí)際是圖丙中虛線框所示的“等效電源”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.若電流表內(nèi)電阻用表示，則_____，_____.（用表示）（2）該同學(xué)利用圖像分析甲、乙兩種電路中由電表內(nèi)阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差.在圖丁中，實(shí)線是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖得到的圖線；虛線是該電源的路端電壓U隨電流I變化的圖線（沒(méi)有電表內(nèi)阻影響的理想情沉）.對(duì)應(yīng)圖甲電路的圖像是_____；對(duì)應(yīng)圖乙電路的圖像是_____.（3）為了減小由電表內(nèi)阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選電路圖_____（填“甲”或“乙”）.2.為了測(cè)量由兩節(jié)干電池組成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，其中R為電阻箱，為保護(hù)電阻.（1）根據(jù)圖甲的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖乙的實(shí)物圖連接完整.（2）調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，閉合開(kāi)關(guān)S，讀取并記錄電壓表的示數(shù)U及電阻箱的阻值R.（3）多次重復(fù)（2）的操作，可得到幾組U及R值，并算出對(duì)應(yīng)的和值，作出圖像.（4）寫出與和r的關(guān)系式________.根據(jù)如圖丙的關(guān)系圖像可知電池組的電動(dòng)勢(shì)________V（保留兩位有效數(shù)字）.（5）本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要來(lái)源是________.A.電壓表讀數(shù)偏差 B.電壓表內(nèi)阻分流 C.保護(hù)電阻分壓3.測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）現(xiàn)備有以下器材：A.干電池1個(gè)B.滑動(dòng)變阻器（）C.滑動(dòng)變阻器（）D.電壓表（0~3 V）E.電壓表（0~15 V）F.電流表（0~0.6 A）G.電流表（0~3 A）其中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_______，電壓表應(yīng)選_______，電流表應(yīng)選________。（填字母代號(hào)）（2）圖2是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖像。由此可知這個(gè)干電池的電動(dòng)勢(shì)______V，內(nèi)阻________Ω。（3）某同學(xué)認(rèn)為，如果考慮電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響，該實(shí)驗(yàn)存在誤差，下列分析正確的是_________。A.電壓表測(cè)量值是準(zhǔn)確的 B.電流表測(cè)量值是準(zhǔn)確的C.電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值大于真實(shí)值 D.內(nèi)阻測(cè)量值小于真實(shí)值4.在“用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中有如下器材：A.干電池1節(jié)B.滑動(dòng)變阻器（可調(diào)范圍為0~20 Ω）C.滑動(dòng)變阻器（可調(diào)范圍為0~1 kΩ）D.電壓表E.電流表F.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干（1）其中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選______.（填器材前的字母）（2）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線根據(jù)甲電路圖完成乙實(shí)物圖的連接.（3）某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖像如圖丙所示，由圖像可得電池的電動(dòng)勢(shì)為______ V，內(nèi)電阻為______Ω.（4）本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是____________.5.某同學(xué)想測(cè)某電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻.（1）為了粗略測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，該同學(xué)采用了下列方法：①用多用電表的電壓擋直接測(cè)量電源兩極間的輸出電壓；②用多用電表的歐姆擋直接測(cè)量?jī)蓸O間的內(nèi)阻；你認(rèn)為以上方法中不妥的是_____（填序號(hào)）.（2）為了精確測(cè)定這個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，該同學(xué)用伏安法進(jìn)行測(cè)量，調(diào)節(jié)變阻器的阻值，記錄下電壓表和電流表的示數(shù)，并在方格紙上建立坐標(biāo)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了坐標(biāo)點(diǎn)，如圖甲所示.請(qǐng)你完成圖線，并由圖線求出電源的電動(dòng)勢(shì)_____V，內(nèi)阻_____Ω.請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，盡量減小測(cè)量誤差，在圖乙中完成電路的所有連線.（3）由于電壓表和電流表內(nèi)阻的影響不可忽略，則采用此測(cè)量電路所測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)與實(shí)際值相比_____，測(cè)得的內(nèi)阻與實(shí)際值相比_____.（均填“偏大”“偏小”或“相同”）6.用圖1所示的甲、乙兩種方法測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻（約為1 Ω）。其中R為電阻箱，電流表的內(nèi)電阻約為0.1 Ω，電壓表的內(nèi)電阻約為3 kΩ。（1）利用圖1中甲圖實(shí)驗(yàn)電路測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，所測(cè)量的實(shí)際是圖2中虛線框所示“等效電源”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。若電流表內(nèi)電阻用表示，請(qǐng)你用和表示出，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。（2）某同學(xué)利用圖像分析甲、乙兩種方法中由電表內(nèi)電阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差。在圖3中，實(shí)線是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（圖甲：，圖乙：）描點(diǎn)作圖得到的圖像：虛線是該電源的路端電壓U隨電流I變化的圖像（沒(méi)有電表內(nèi)電阻影響的理想情況）。在圖3中，對(duì)應(yīng)圖甲電路分析的圖像是：______；對(duì)應(yīng)圖乙電路分析的圖像是：______。（3）綜合上述分析，為了減小由電表內(nèi)電阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇圖1中的______（填“甲”或“乙”）。7.某實(shí)驗(yàn)小組選用以下器材測(cè)定電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確。電壓表（量程0~3 V，內(nèi)阻約為3 kΩ）電流表（量程0~0.6 A，內(nèi)阻約為1 Ω）滑動(dòng)變阻器（0~20 Ω，額定電流1 A）待測(cè)電池組（電動(dòng)勢(shì)約為3 V，內(nèi)阻約為1 Ω）開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干①該小組連接的實(shí)物電路如圖所示，經(jīng)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接不當(dāng)，這條導(dǎo)線對(duì)應(yīng)的編號(hào)是________。②改正這條導(dǎo)線的連接后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的________端。（填“a”或者“b”）③實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，電流表讀數(shù)變化明顯但電壓表讀數(shù)變化不明顯。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在電池組負(fù)極和開(kāi)關(guān)之間串聯(lián)一個(gè)阻值為5 Ω的電阻，之后該小組得到了幾組電壓表讀數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電流表讀數(shù)I，并作出圖像，如圖所示。根據(jù)圖像可知，電池組的電動(dòng)勢(shì)為________V，內(nèi)阻為________Ω。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

 
答案以及解析1.答案：（1）E；（2）A；C（3）甲解析：（1）由題圖丙可知，等效電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻.（2）甲電路中，由于電壓表的分流作用，測(cè)得的電流值偏小，而當(dāng)電路短路時(shí)，短路電流的測(cè)量值等于真實(shí)值，則圖像為A；用乙電路測(cè)量時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值等于真實(shí)值，而內(nèi)阻的測(cè)量值大于真實(shí)值，即實(shí)線的斜率偏大，則圖像為C.（3）因電流表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻相差不大，則用電路圖乙測(cè)量時(shí)內(nèi)阻的測(cè)量值誤差較大；而電壓表的內(nèi)阻比電源內(nèi)阻大得多，則電壓表內(nèi)阻影響較小，為了減小由電表內(nèi)阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇電路圖甲.2.答案：(1)見(jiàn)解析(4)；2.9(5)B解析：(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，一節(jié)干電池的電壓約為1.5 V，則電池組的電壓約為3 V，故電壓表應(yīng)選量程，電路圖如圖所示.(4)由電路可知，在閉合電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為，整理可得，由題圖丙可知，圖像縱軸截距為電池組電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù)，即，解得電池組的電動(dòng)勢(shì)為.(5)由電路圖可知，電壓表與電阻箱并聯(lián)，由于電壓表的分流作用，電路中的干路電流大于流過(guò)電阻箱的電流，故B正確.
3、（1）答案：B；D；F解析：為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選B；一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)在1.5 V左右，則電壓表應(yīng)選D；由圖2可知，最大電流為0.4 A，則電流表應(yīng)選F。（2）答案：1.5；1解析：由圖2可知，圖線與縱軸交點(diǎn)縱坐標(biāo)值為1.5 V，電源電動(dòng)勢(shì)，電源內(nèi)阻為。（3）答案：AD解析：根據(jù)電路圖可知電壓表測(cè)量的是真實(shí)的路端電壓，由于電壓表的分流，所以電流表的測(cè)量值比真實(shí)的干路電流偏小，故A正確，B錯(cuò)誤；通過(guò)電壓表的電流為，故電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值偏小，結(jié)合圖像可知內(nèi)阻的測(cè)量值也偏小，故C錯(cuò)誤，D正確。故選A、D。4.答案：（1）B（2）見(jiàn)解析（3）1.5；1.0（4）電壓表的分流作用解析：（1）由于干電池內(nèi)阻一般較小，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器選擇可調(diào)范圍較小的，選B.（2）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖如圖所示.（3）圖像與縱軸交點(diǎn)為電源電動(dòng)勢(shì)，即，圖像斜率絕對(duì)值為電源內(nèi)阻，即.（4）由實(shí)驗(yàn)原理圖可知，電壓表測(cè)的是路端電壓，但電流表測(cè)的并不是流過(guò)電源的電流，電流表示數(shù)與電壓表分流之和等于流過(guò)電源的電流，則本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表的分流作用.5.答案：(1)②(2)見(jiàn)解析；1.45；0.75；見(jiàn)解析(3)偏??；偏小解析：(1)多用電表的電壓擋可以直接測(cè)量電源兩極間的輸出電壓；多用電表調(diào)到歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)由電表內(nèi)部電源供電，電阻必須處于斷電狀態(tài)，故不能用多用電表的歐姆擋直接測(cè)量?jī)蓸O間的內(nèi)阻，所以方法②不妥.(2)連線時(shí)應(yīng)使盡可能多的點(diǎn)在線上，不在線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在圖線兩側(cè)，連線如圖(a)所示.根據(jù)閉合電路歐姆定律得，結(jié)合圖線可知電源的電動(dòng)勢(shì)，電源的阻，由于電源內(nèi)阻較小，為了減小誤差，連接電路時(shí)，應(yīng)該采用電流表外接，實(shí)物圖如圖(b)所示.(3)該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差主要是電壓表的分流，導(dǎo)致電流表測(cè)量的電流小于通過(guò)電源的真實(shí)電流；利用等效電源分析，可將電壓表與待測(cè)電源看成一個(gè)整體，實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為等效電源的電動(dòng)勢(shì)，即待測(cè)電源與電壓表串聯(lián)時(shí)的路端電壓，小于待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)，可知電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于真實(shí)值；實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的內(nèi)阻應(yīng)為待測(cè)電源內(nèi)阻和電壓表內(nèi)阻并聯(lián)的等效電阻，所以測(cè)得的內(nèi)阻與實(shí)際值相比偏小.
6、（1）答案：見(jiàn)解析解析：如果不考慮電表內(nèi)電阻的影響，則考慮電表內(nèi)電阻的影響，則真實(shí)情況是綜上解得（2）答案：C；A解析：圖甲電路中，電動(dòng)勢(shì)測(cè)量準(zhǔn)確，而內(nèi)電阻測(cè)量值偏大，故選C；圖乙電路中，電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻測(cè)量值均偏小，故選A。（3）答案：乙解析：電源內(nèi)電阻r遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)電阻，故選乙。7.答案：①5；②a；③2.9；0.80解析：①由題意可知，電流表內(nèi)阻與待測(cè)電池組內(nèi)阻接近，因此電壓表應(yīng)測(cè)電路的路端電壓，故導(dǎo)線5一端應(yīng)連接電源正極。
②要保障電路安全，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻應(yīng)最大，故閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的a端。
③由閉合電路歐姆定律可知，，可得，可知電源電動(dòng)勢(shì)即圖線縱截距2.9 V；電源內(nèi)阻為圖線斜率k的絕對(duì)值減去串聯(lián)電阻阻值（5 Ω），即。 

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