第24講 實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)阻 練習(xí)使用多用電表

1、第24講 實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)阻 練習(xí)使用多用電表教學(xué)目標(biāo)：掌握實驗的目的、原理、步驟，會用圖像法處理測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗數(shù)據(jù)，熟悉多用電表的結(jié)構(gòu)，掌握使用方法和步驟.一、測定電源的電動勢和內(nèi)阻1. 實驗?zāi)康模簻y定電池的電動勢和內(nèi)電阻。2. 實驗原理：如圖1所示，改變R的阻值，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。此外，還可以用作圖法來處理數(shù)據(jù)。即在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo),用測出的幾組I、U值畫出U-I圖象(如圖2)所得直線跟縱軸的交點即為電動勢E值,圖線斜率的絕對值即為內(nèi)電阻r的值。3. 實驗器材： 待測

2、電池，電壓表( 0-3V ),電流表（0-0.6A），滑動變阻器（10），電鍵，導(dǎo)線。4. 實驗步驟電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按電路圖連接好電路。 把變阻器的滑動片移到一端使阻值最大。閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)（I1、U1），用同樣方法測量幾組I、U的值。 打開電鍵，整理好器材。處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法兩種方法求出電動勢和內(nèi)電阻的值。5. 注意事項為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用已使用過一段時間的1號干電池。干電池在大電流放電時，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大，故長時間放電不宜超過0.3A，短時間放電不宜超過0.5A。因此

3、，實驗中不要將I調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組，第2和第5為一組，第3和第6為一組，分別解出E、r值再平均。 畫U-I圖線時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)。個別偏離直線太遠的點可舍去不予考慮。這樣，就可使偶然誤差得到部分的抵消，從而提高精確度。 干電池內(nèi)阻較小時路端電壓U的變化也較小，即不會比電動勢小很多，這時，在畫U-I圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始（橫坐標(biāo)I必須從零開始）。但這時圖線和橫軸的交點不再是短路電流。不過直

4、線斜率的絕對值照樣還是電源的內(nèi)阻，這時要特別注意計算斜率時縱軸的刻度不從零開始。二、練習(xí)使用多用電表1. 實驗?zāi)康模壕毩?xí)使用多用電表測電阻。2. 實驗原理：多用電表由表頭、選擇開關(guān)和測量線路三部分組成（如圖），表頭是一塊高靈敏度磁電式電流表，其滿度電流約幾十到幾百A，轉(zhuǎn)換開關(guān)和測量線路相配合，可測量交流和直流電流、交流和直流電壓及直流電阻等。測量直流電阻部分即歐姆表是依據(jù)閉合電路歐姆定律制成的,原理如圖所示，當(dāng)紅、黑表筆短接并調(diào)節(jié)R使指針滿偏時Ig=er+r+R=eRg中有：當(dāng)表筆間接入待測電阻Rx時，有：Ix=eR中+Rx；由得：當(dāng)Rx=R中時，Ix=1/2Ig，指針指在表盤刻度中心，故稱R

5、中為歐姆表的中值電阻，由式可知每一個Rx都有一個對應(yīng)的電流值Ix，如果在刻度盤上直接標(biāo)出與Ix對應(yīng)的Rx的值，那么當(dāng)紅、黑表筆分別接觸待測電阻的兩端，就可以從表盤上直接讀出它的阻值。由于電流和電阻的非線性關(guān)系，表盤上電流刻度是均勻的，其對應(yīng)的電阻刻度是不均勻的，電阻的零刻度在電流滿刻度處。3. 實驗器材：多用電表，標(biāo)明阻值為幾歐、幾十歐、幾百歐、幾千歐的定值電阻各一個，小螺絲刀。機械調(diào)零，用小螺絲刀旋動定位螺絲使指針指在左端電流零刻度處，并將紅、黑表筆分別接入“+”、“”插孔。 選擋：選擇開關(guān)置于歐姆表“×1”擋。短接調(diào)零：在表筆短接時調(diào)整歐姆擋的調(diào)零旋鈕使指針指在右端電阻零刻度處，

6、若“歐姆零點”旋鈕右旋到底也不能調(diào)零，應(yīng)更換表內(nèi)電池。測量讀數(shù)：將表筆搭接在待測電阻兩端，讀出指示的電阻值并與標(biāo)定值比較，隨即斷開表筆。 換一個待測電阻，重復(fù)以上2、3、4步驟，選擇開關(guān)所置位置由被測電阻值與中值電阻值共同決定，可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”擋。多用電表用完后，將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交變電壓的最高擋，拔出表筆。5. 注意事項多用電表在使用前，應(yīng)先觀察指針是否指在電流表的零刻度，若有偏差，應(yīng)進行機械調(diào)零。 測量時手不要接觸表筆的金屬部分。合理選擇量程，使指針盡可能指在中間刻度附近.若指針偏角太大，應(yīng)改換低擋位；若

7、指針偏角太小，應(yīng)改換高擋位。每次換擋后均要重新短接調(diào)零，讀數(shù)時應(yīng)將指針示數(shù)乘以擋位倍率。測量完畢后應(yīng)拔出表筆，選擇開頭置OFF擋或交流電壓最高擋，電表長期不用時應(yīng)取出電池，以防電池漏液腐蝕。【例1】現(xiàn)有器材：量程為10.0mA、內(nèi)阻約30W-40W的電流表一個，定值電阻R1=150W，定值電阻R2=100W，單刀單擲開關(guān)K，導(dǎo)線若干。要求利用這些器材測量一干電池（電動勢約1.5V）的電動勢。（1）按要求在實物圖上連線。（2）用已知量和直接測得量表示的待測電動勢的表達式為E，式中各直接測得量的意義是：.【例2】（1）用多用表的歐姆檔測量阻值約為幾十kW的電阻Rx，以下給出的是可能的操作步驟，其中

8、S為選擇開關(guān)，P為歐姆檔調(diào)零旋鈕，把你認(rèn)為正確的步驟前的字母按合理的順序填寫在下面的橫線上_。a將兩表筆短接，調(diào)節(jié)P使指針對準(zhǔn)刻度盤上歐姆檔的零刻度，斷開兩表筆b將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出Rx的阻值后，斷開兩表筆c旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)歐姆檔´1kd旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)歐姆檔´100e旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)交流500V檔，并拔出兩表筆根據(jù)右圖所示指針位置，此被測電阻的阻值約為_W。（2）（多選題）下述關(guān)于用多用表歐姆檔測電阻的說法中正確的是（ ）R中Ix=IgRx+R中A測量電阻時如果指針偏轉(zhuǎn)過大，應(yīng)將選擇開關(guān)S撥至倍率較小的檔位，重新調(diào)零后測量B測量電阻時，如果紅、黑表

9、筆分別插在負(fù)、正插孔，則會影響測量結(jié)果C測量電路中的某個電阻，應(yīng)該把該電阻與電路斷開D測量阻值不同的電阻時都必須重新調(diào)零針對訓(xùn)練：1. (2011·臨沂模擬)某學(xué)生用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內(nèi)阻時，所用滑動變阻器的阻值范圍為020 ，連接電路的實物圖如圖所示.該學(xué)生接線中錯誤的和不規(guī)范的做法是( )2.用如圖所示的電路測量電池電動勢和內(nèi)電阻時，若有兩只電壓表V1、V2量程相同，內(nèi)阻分別為RV1、RV2，且RV1>RV2；兩只電流表A1、A2量程相同，內(nèi)阻分別為RA1、RA2，且RA1>RA2，在實驗中，為了使E、r的測量值更精確一些，選擇的電表應(yīng)該是( )3現(xiàn)有一

10、特殊電池，它的電動勢E約為9 V，內(nèi)阻r約為40 ，已知該電池允許輸出的最大電流為50 mA.為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進行實驗，圖中電流表的內(nèi)阻RA已經(jīng)測出，阻值為5 ，R為電阻箱，阻值范圍0999.9 ，R0為定值電阻，對電路起保護作用(1)實驗室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格：A10 B50 C150 D500 本實驗選用哪一種規(guī)格的定值電阻最好？_ (2)該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電流表的示數(shù)，記錄多組數(shù)據(jù)，作出了圖乙所示的圖線，則根據(jù)該同學(xué)作出的圖線可求得該電池的電動勢E_V，內(nèi)阻r_.4賈老師要求同學(xué)們測出一待測

11、電源的電動勢及內(nèi)阻所給的實驗器材有：待測電源E，定值電阻R1(阻值未知)，電壓表V(量程為3.0 V，內(nèi)阻很大)，電阻箱R(099.99 )，單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干(1)珊珊連接了一個如下圖所示的電路，她接下來的操作是：將S2接到a，閉合S1，撥動電阻箱旋鈕，使各旋鈕盤的刻V，然后斷開S1；保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換到b，閉合S1，記錄此時電壓表的讀數(shù)(電壓表的示數(shù)如圖乙所示)，然后斷開S1.請解答下列問題：圖甲所示電阻箱的讀數(shù)為_值電阻R1的阻值為_(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(2)在完成上述操作后，珊珊繼續(xù)以下的操作：將S2切換到a，多次調(diào)節(jié)電阻箱，閉合S1，讀出

12、多組電阻箱的示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所11示的圖線由此可求得電源電動勢E_ V，電源內(nèi)阻r_ _. UR5.（2011·北京高考·T21）用如圖1所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關(guān)K和兩個部件S、T.請根據(jù)下列步驟完成電阻測量：旋動部件_，使指針對準(zhǔn)電流的“0”刻線。將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置。將插入“+”、“”插孔的表筆短接，旋動部件_,使指針對準(zhǔn)電阻的_（填“0刻線”或“刻線”。將兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果，請從下列選項中挑出合理的步驟，并按_的順序進行操作，再完成讀數(shù)測

13、量。A. 將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“´1K”的位置 B. 將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“´10”的位置C. 將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接D. 將兩表筆短接，旋動合適部件，對電表進行校準(zhǔn)6.(2010·四川高考)用多用電表探測圖甲所示黑箱發(fā)現(xiàn)：用直流電壓擋測量，E、G兩點間和F、G兩點間均有電壓，E、F兩點間無電壓；用歐姆表測量，黑表筆(與電表內(nèi)部電源的正極相連)接E點，紅表筆(與電表內(nèi)部電源的負(fù)極相連)接F點，阻值很小，但反接阻值很大.那么，該黑箱內(nèi)元件的接法可能是圖乙中( )7.（09全國2）某同學(xué)利用多用電表測量二極管的反向電阻。完成下列測量步驟：（1）檢查多用

14、電表的機械零點。（2）將紅、黑表筆分別插入正、負(fù)表筆插孔，將選擇開關(guān)拔至電阻測量擋適當(dāng)?shù)牧砍烫帯＃?）將紅、黑表筆_，進行歐姆調(diào)零。（4）測反向電阻時，將_表筆接二極管正極，將_表筆接二極管負(fù)極，讀出電表示數(shù)。（5）為了得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果，應(yīng)讓電表指針盡量指向表盤_（填“左側(cè)”、“右側(cè)”或“中央”）；否則，在可能的條件下，應(yīng)重新選擇量程，并重復(fù)步驟（3）、（4）。（6）測量完成后，將選擇開關(guān)拔向_位置。8用多用電表進行了幾次測量，指針分別處于a、b的位置，如圖所示若多用電表的選擇開關(guān)處于下面表格中的所指的擋位，a和b的相應(yīng)讀數(shù)是多少？請?zhí)钤诒砀裰?9(2010·廣東高考)某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻(R05)一個，開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干，實驗原理如圖(a)(