5探究測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

1、7I/A（二）簡(jiǎn)單的邏輯電路1 .“與”門(mén)電路符號(hào)3 .“非”門(mén)電路真值表輸入輸出00001010011l輸入輸出0110內(nèi)容要求說(shuō)明1 .測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和 內(nèi)阻（實(shí)驗(yàn)、探究）2 .簡(jiǎn)單的邏輯電路nI【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】（一）測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1.實(shí)驗(yàn)原理用電壓表和電流表測(cè)定電 源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，如右圖所示§ 7.5探究測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 簡(jiǎn)單的邏輯電路【考點(diǎn)透視】E = U + Ir用電流表和電阻箱測(cè)定電 源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，如右圖所示E = IR + Ir用電壓表和電阻箱測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi) 阻，如右圖所示2 .數(shù)據(jù)處理：用第一種方法測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)：方法1:改變R的阻值

2、，從電壓表和電流表中 讀出幾組I、U值，利用閉合電路的歐姆定律求出 幾組E、r值，最后分別算出它們的平均值。方法2:圖法來(lái)處理數(shù)據(jù)。在坐標(biāo)紙上以I為橫 坐標(biāo)，u為縱坐標(biāo)，用測(cè)出的 幾組I、U值畫(huà)出UI圖象（如 圖所示），所得直線跟縱軸的 截距即為電動(dòng)勢(shì)值，圖線斜率 的絕對(duì)值即為內(nèi)電阻 r的值。3 .誤差分析：對(duì)第一種方法測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻：根據(jù)閉合電路歐姆定律： E=U+Ir ,電壓表的示 數(shù)準(zhǔn)確，而電流表的示數(shù)比通過(guò)電源的實(shí)際電流 小，所以系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的.根據(jù) 全電路歐姆定律，由兩次測(cè)量列方程為與L 5 +£的=+ 5解得,考慮電流表和電壓表的內(nèi)阻，應(yīng)用閉合電路

3、的歐姆定律：解得;比較得 E測(cè) E真，r測(cè)r真拓展：測(cè)高阻電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻采用什么 樣的電路？用第二、三種方法測(cè)定測(cè)定電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)， 系統(tǒng)誤差又如何？4 .注意事項(xiàng)：為了使電池的路端電壓變化明顯，可選用內(nèi) 阻大些舊的干電池；實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過(guò)大；在畫(huà)U-I圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直 線上或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離直 線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去；干電池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓U的變化也較小，這時(shí)畫(huà)U-I圖線時(shí)，縱軸的刻度可從某一恰 當(dāng)值開(kāi)始（橫坐標(biāo)I必須從零開(kāi)始），以減小誤差?！镜湫屠}】例1某同學(xué)測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻采用如圖甲所示的電路，已知干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,內(nèi)阻約1.0 ,

4、電壓表(03V 3k Q ),電流表(0 0.6A 1.0Q ),滑動(dòng)變阻器有 Ri (10白2A)和R2 (100Q 0.1A)各一只；(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 。(2)在圖乙中連接實(shí)驗(yàn)電路。(3)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組電壓和電流值，得到如圖丙所示的U I圖線，由圖可較準(zhǔn)確求出該電源 的電動(dòng)勢(shì)E=V;電源內(nèi)阻r=Q.發(fā)光二極管LED模仿路燈，Rg為光敏電阻，R的 最大電阻為51 k Q, R2為330 k Q,則下列說(shuō)法中正 確的是A .在圖中虛線方框 A f=j彳+sv中應(yīng)添加的元件為 與門(mén)”同舊正-%小B.在圖中虛線方框A 、值一-唯:中應(yīng)添加的元件為非門(mén)” 丫 “C .要想在天更暗時(shí)路燈

5、才會(huì)亮，應(yīng)該把 R1的阻值調(diào)大些D.通過(guò)發(fā)光二極管 LED的電流，不經(jīng)過(guò)光敏電阻Rg0 0,10 0.30 0.50 0.702用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電 阻的實(shí)驗(yàn)中，所用電流表和電壓表的內(nèi)電阻分別為 0.1 和1ka ,如圖為所需的器材.U/V(1)連成實(shí)驗(yàn)電路，注意兩電表要選用適當(dāng)量 程，要求變阻器的滑動(dòng)片在左端時(shí)其電阻值最大。(2) 一位同學(xué)記錄的 6組數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：例2如圖所示，為包含某邏輯電路的一個(gè)簡(jiǎn)單電 路圖，L為小燈泡.光照射電阻 R'時(shí)，其阻值將變得遠(yuǎn)小于Ro該邏輯電路是 門(mén)電路(填“與”、“或”或“非”)。當(dāng)電阻R'受到光照時(shí)，小燈泡 LW.(填“發(fā)

6、光”或“不發(fā)光”)。l/A0 120.20D.310.320.500.57U/V1.371.321.241.131 19105根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中畫(huà)出U-I圖線，根據(jù)圖線求出電池白電動(dòng)勢(shì) E=V,內(nèi)阻r=Q 0s一I仲ffl I例3要求測(cè)量由2節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組 的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r (約幾歐)，提供下列器材：電 壓表V (量程3V,內(nèi)阻1kQ )、15V ,內(nèi)阻2kQ )、電阻箱(099990)、電鍵、導(dǎo)線若干.某同 學(xué)用量程為15 V的電壓表連接成如圖所示電路，實(shí)驗(yàn)步驟如下：(I)合上電鍵S,將電阻箱R阻值調(diào)到R= 10 ，讀得電壓表的讀數(shù)為U1(2)將電阻箱 R阻值調(diào)到R2=20，讀得

7、電壓 表的讀數(shù)為 U2,由方程組U1= £ U 1r/Rr U2= e U 2/R2 解出 e、r為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，上述實(shí)驗(yàn)在選擇器材和實(shí) 驗(yàn)步驟中，應(yīng)做哪些改進(jìn)？【自我檢測(cè)】1 .如圖所示是室外光控路燈的模擬電路，用3 .在測(cè)定一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,內(nèi)阻約為2Q)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，變阻器和 電壓表各有兩個(gè)供選：A電壓表量程為15V, B電壓表量程為3V, A變阻器為(20Q, 3A), B變阻 器為(500Q , 0.2A)電壓表應(yīng)該選 (填A(yù)或 B),這是因?yàn)?。變阻器應(yīng)該選 (填 A或B),這是因?yàn)開(kāi)。4 .某研究性學(xué)習(xí)小組利用圖1所示電 路測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)

8、E和內(nèi)阻r.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖2所示的R-1圖線，其中 R為電阻箱讀數(shù),I為電流表讀數(shù)，由此可 以得到E=V,r=Q .10 I8合，熱水器加熱.Rt為熱敏電阻，溫度越高電阻越小.R是調(diào)溫電阻，其作用是預(yù)設(shè)水溫的高低.A、B為兩個(gè)接觸端，當(dāng)水箱內(nèi)水加至與A、B兩個(gè)接觸端接觸時(shí)，A、B間就導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí) A、B間電阻 很小.則下列關(guān)于門(mén)電路的判斷和調(diào)溫電阻作用的 說(shuō)法中正確的是【課后練習(xí)】§ 7.5測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻簡(jiǎn)單的邏輯電路1.有人把兩節(jié)放在 3V的手電筒中小燈泡僅發(fā) 出微弱光的干電池裝到額定電壓為3V的收音機(jī)中使用，還可以正常地使用一段時(shí)間，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明A.舊電池與新電池的

9、內(nèi)電阻相差不大B.舊電池比新電池的電動(dòng)勢(shì)明顯小C.舊電池比新電池的內(nèi)電阻明顯大D.舊電池與新電池的電動(dòng)勢(shì)相差不大2.如圖所示為三個(gè)門(mén)電路符號(hào),A輸入端全為“ 1,” B輸入端全為“0”下列判斷正確的是甲乙A.甲為非”門(mén)，輸出為“1”B.乙為與”門(mén)，輸出為“0”C.乙為或”門(mén)，輸出為“1”D.丙為與”門(mén)，輸出為“1”3.如圖所示的電路圖是一個(gè)應(yīng)用非”門(mén)構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)易火警報(bào)警電路，則圖中X框，Y框中應(yīng)是A.是與門(mén)電路，增大 Ri的阻值可以調(diào)高預(yù)設(shè) 的水溫B.是與門(mén)電路，減小Ri的阻值可以調(diào)高預(yù)設(shè)的 水溫C.是或門(mén)電路，增大Ri的阻值可以調(diào)高預(yù)設(shè)的 水溫D,是或門(mén)電路，減小 Ri的阻值可以調(diào)高預(yù)設(shè) 的

10、水溫5 .測(cè)量電源 B的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r （E約為 4.5V, r 約為 1.5 Q器材：量程3V的理想電壓表 V 量程0.5A的 電流表Q （具有一定內(nèi)阻），固定電阻R=4Q,滑線 變阻器R；電鍵K,導(dǎo)線若干。畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電流表讀數(shù)為h時(shí)，電壓表讀數(shù)為5;當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí)，電壓表讀數(shù)為 U2, 則可以求出 E=, r=。（用 11、12、5、U2 及 R 表示）6 .現(xiàn)有一種特殊的電池，它的電動(dòng)勢(shì) E約為 9V,內(nèi)阻r約為50 Q,已知該電池允許輸出的最大 電流為50mA.為了測(cè)定這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻， 某同學(xué)利用如圖（a）所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn).圖中 電壓表的內(nèi)阻很大，

11、對(duì)電路的影響可不考慮，R為電阻箱，阻值范圍 099995 R0是定值電阻，起保護(hù)電路的作用。A.X為熱敏電阻，Y為可變電阻;B.X為熱敏電阻，Y為開(kāi)關(guān)；C.X為可變電阻，Y為熱敏電阻;D. X, Y為熱敏電阻.4.如圖所示是某電熱水器的溫控電路原理圖, 其核心是中間的門(mén)電路，該門(mén)電路的輸出端與繼電 器相連，當(dāng)門(mén)電路輸出端輸出高電壓時(shí)，繼電器閉,7,6,54也O,O.O.O-O-,O-2 4 6 S I0E2（1）實(shí)驗(yàn)室備有的定值電阻Ro有以下幾種規(guī)格:A. 10 Q, 2.5WB. 100 Q, 1.0WC. 200 Q, 1.0W D. 2000 Q, 5.0W本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選哪一種規(guī)格？答：拗A

12、輸出A I BZ0c101ffl>1!112345b *或m4.010.016 JO23加29D1 (AlLOO0.500.340 201 打(A )1.02.02.94 .05.08.要測(cè)量一電源的電動(dòng)勢(shì) E (小于3V)和內(nèi) 阻r1 Q),現(xiàn)有下列器材：電壓表V (3V和15V 兩個(gè)量程)、電阻箱(0999.90)、定值電阻Ro=3Q、 開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線。某同學(xué)根據(jù)所給器材設(shè)計(jì)如下的實(shí)驗(yàn) 電路。(1)電路中定值電阻 Ro的作用是 。(2)請(qǐng)根據(jù)圖甲電路，在圖乙中用筆畫(huà)線代替導(dǎo) 線連接電路。(3)該同學(xué)調(diào)節(jié)電阻箱阻值 R,讀出對(duì)應(yīng)的電壓表(2)該同學(xué)接入符合要求的Ro后，閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)整電阻

13、箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)U,再改變電阻箱阻值，取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖(b)所示的圖線(已知該直線的截距為 0.1V-1) .則根據(jù)該 同學(xué)作出的圖線可求得該電池的電動(dòng)勢(shì)E為V ,內(nèi)阻r為 Q7.有一個(gè)電路是否工作決定于工作條件，電 路中用A和B分別表示二個(gè)元件，如果工作，輸出 為高電勢(shì)。(1)如果A和B都滿足工作條件(工作：輸入 為高電勢(shì))，則電路才一起工作.請(qǐng)畫(huà)出輸出端 Z 輸出的電信號(hào)，并完成該門(mén)電路的真值表。(2)如果其中任何一個(gè)損壞， 或兩個(gè)都損壞(損 壞”輸入為高電勢(shì))，則電路都無(wú)法工作。請(qǐng)根據(jù)以 上情況完成真值表，并在虛線框內(nèi)畫(huà)出用門(mén)電路符 號(hào)表示的邏輯電路圖讀數(shù)U ,得到二組

14、數(shù)據(jù)：R1=2.0 時(shí)U1=2.37V;R2=4.0 時(shí)U2=2.51V。由這二組數(shù)可求得電源的電 動(dòng)勢(shì)為E=V,內(nèi)阻為r=Q.(4)為使最終測(cè)量結(jié)果更精確，在不改變實(shí)驗(yàn)方 法、不更換實(shí)驗(yàn)器材的前提下，請(qǐng)你對(duì)該同學(xué)提一 條建議。9.某同學(xué)要測(cè)量一節(jié)舊電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí) 驗(yàn)器材僅有一個(gè)電流表、一個(gè)電阻箱、一個(gè)開(kāi)關(guān)和 導(dǎo)線若干，該同學(xué)按圖示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的數(shù) 據(jù)如下表所示。(1)若利用圖象確定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，則應(yīng)作 (選填“R I域"1/I )圖象；(2)利用測(cè)得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫(huà)出適當(dāng)?shù)膱D象；(3)由圖象可知，該電池的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=Q;(4)利用該實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出的電動(dòng)

15、勢(shì) E測(cè)和內(nèi)阻r測(cè) 與真實(shí)值E真和r真相比，理論上 E測(cè) E真， r測(cè) r真(選填“、” "哪”=。§ 7.5探究測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻簡(jiǎn)單的邏輯電路參考答案【典型例題】例 1 (1) Ri(2)如右圖所示(3) 1.48, 0.857R 例2與，發(fā)光(當(dāng)電阻R，受到光照時(shí)， 非門(mén)輸入低電壓，輸出高電壓，故燈泡將發(fā)光.)例3應(yīng)選用量程為 3V的電壓表.改變電 阻箱阻值R,讀取若干個(gè) U的值，由I=U/R計(jì)算 出電流的值，然后作出 UI圖線，得到E、r.【自我檢測(cè)】1. . BCD2. (1)見(jiàn)下圖，在這電流表對(duì)電壓表來(lái)說(shuō)一定 要用內(nèi)接法，否則測(cè)出的電源的電阻值是偏大，是 電源內(nèi)阻與電流表的電阻之和，誤差較大；(2)1.46, 0.72.3. B, A電壓表量程過(guò)大，誤差較大；A、B變阻器額定電流過(guò)小且調(diào)節(jié)不便.4. 2.9 0.9【課后練習(xí)】1. CD (電池能使收音機(jī)正常工作，說(shuō)明收音 機(jī)兩端的電壓接近3V,也就是電池的電動(dòng)勢(shì)不會(huì)比3V小很多.小燈泡發(fā)出微弱的光說(shuō)明燈泡兩端 電壓遠(yuǎn)不足 3V,這就說(shuō)明電池的路端電壓較小而 內(nèi)電阻較大.我們知道小燈泡的額定電流比