搜索
第七章实验十测定电源的电动势和内阻1.用如图实－10－10所示的电路测量电池电动势和内电阻时，若有两只电压表V1、V2量程相同，内阻分别为RV1、RV2，且RV1RV2；两只电流表A1、A2量程相同，内阻分别为RA1、RA2，且RA1RA2，在实验中，为了使E、r的测量值更精确一些，选择的电表可以是()图实－10－10A.V1与A1B.V1与A2C.V2与A1D.V2与A2解析：本实验的系统误差主要来源于电压表内阻对电路的影响，电压表内阻越大，电流表所测电流越接近于干路中的电流的真实值，所测电池的内阻也越接近电池内阻的真实值，故电压表选用内阻大的好，而电流表内阻对本实验无影响，因为电流表内阻与R是串联，不需知道R与RA的值，故电流表选用哪一个都可以.故选A、B.答案：AB2.某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20Ω，连接电路的实物图如图实－10－11所示.该学生接线中错误的和不规范的做法是()图实－10－11A.滑动变阻器不起变阻作用B.电流表接线有错C.电压表量程选用不当D.电压表接线不妥解析：由图中接线可知，滑动变阻器连成定值电阻起不到变阻作用，电流表正、负极连错，电压表始终有读数，电压表量程为3V符合实验要求，电压表接线应接到开关外侧，故A、B、D三项中不规范.答案：ABD3.在测一节干电池(电动势约为1.5V，内阻约为2Ω)的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选用：A电压表量程为15V，B电压表量程为3V，A变阻器为(0～20Ω，3A)，B变阻器为(0～500Ω，0.2A).电压表应该选(选填“A”或“B”)，这是因为；变阻器应该选(选填“A”或“B”)，这是因为.解析：干电池的电动势1.5V，而A电压表量程是电动势(1.5V)的10倍，读数误差较大，故应选B电压表；B变阻器的电阻值太大，额定电流又过小，故应选A变阻器.答案：BA电压表量程过大，读数误差较大AB变阻器额定电流过小，阻值太大4.某研究性学习小组利用图实－10－12甲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实－10－12乙所示的R－1I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＝V，r＝Ω.图实－10－12解析：由E＝I(R＋r)得，R＝EI－r，则R－1I图象的斜率即为电池组电动势的大小，即E＝2.4(或2.5)V，图象纵轴截距的绝对值为电池组的内阻r＝1Ω.答案：2.4(或2.5)15.现有一个阻值为10.0Ω的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表，该电压表盘面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案.(已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧姆)要求：(1)在下面的方框中画出实验电路图.(2)简要写出完成接线后的实验步骤.(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r＝.解析：电压表指针偏转角度与通过电压表的电流，或者与加在电压表两端的电压成正比，因此表盘面无刻度值也可以用格数的多少表示电压的大小，当断开电键时，电压表偏转格数N1表示电源电动势的大小.电键闭合时，N2表示R两端电压，根据闭合电路欧姆定律，N1－N2r＝N2R，得r＝N1－N2N2R.答案：(1)如图所示(2)①断开电键，记下电压表偏转格数N1；②合上电键，记下电压表偏转格数N2③N1－N2N2R6.(2010·南通调研)某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图实－10－13所示电路进行实验，测得的数据如下表所示.实验次数12345R(Ω)4.010.016.022.028.0I(A)1.000.500.340.250.201/I(A－1)1.02.03.04.05.0(1)若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作(选填“R－I”或“R－1I”)图象；(2)利用测得的数据在图实－10－14所示的坐标纸上画出适当的图象；图实－10－14(3)由图象可知，该电池的电动势E＝V，内阻r＝Ω；(4)利用该实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，理论上E测E真，r测r真(选填“”、“”或“＝”).解析：(1)由I＝ER＋r得，R＝E·1I－r，R－I图象是曲线，不便于进行数据分析，R－1I图象是直线，便于进行数据分析，误差较小，故应作R－1I图象．(2)图象如图所示.(3)由图象可知图象的斜率等于电动势E＝6.0V，R轴上截距的绝对值＝电池内阻r＝2.0Ω.(4)从理论上分析，由于考虑电流表的内阻，E测＝E真，r测r真.答案：(1)R－1I(2)图象见解析图(3)6.02.0(4)＝7.为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：①待测干电池E(电动势约1.5V，内阻约1.0Ω)②电流表G(满偏电流3.0mA，内阻10Ω)③安培表A(量程0～0.60A，内阻0.10Ω)④滑动变阻器R1(0～20Ω，2A)⑤滑动变阻器R2(0～1000Ω，1A)⑥定值电阻R3＝990Ω⑦开关和导线若干(1)为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是(填仪器代号)；(2)请在图实－10－15甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材的字母代号；图实－10－15(3)图实－10－15乙所示为某同学根据正确的电路图作出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为安培表A的示数)，由该图线可求出被测干电池的电动势E＝V，内电阻r＝Ω.解析：(1)为减小本实验的误差，提高实验精度，实验电流应适当增大，所选用的滑动变阻器的电阻要适当小，故滑动变阻器应选④(或R1).(2)测量干路电流用的电流表应选③安培表A；而将②电流表G(满偏电流3.0mA，内阻10Ω)与⑥定值电阻R3＝990Ω串联组合起来使用代替电压表来测量路端电压.实验电路如图所示.(3)根据I1－I2图线可求出被测干电池的电动势：E＝1.45mA×(990＋10)Ω＝1.45V，内电阻：r＝0.45V/0.5A＝0.90Ω.答案：(1)④或R1(2)见解析图(3)1.45±0.010.90±0.018.(2010·东莞联考)两位同学在实验室中利用如图实－10－16(a)所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.并根据数据描绘了如图实－10－16(b)所示的两条U－I图线.回答下列问题：图实－10－16(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知()A.甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据B.甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据C.乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据D.乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是()A.滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端B.电源的输出功率最大C.定值电阻R0上消耗的功率为0.5WD.电源的效率达到最大值(3)根据图(b)，可以求出定值电阻R0＝Ω，电源电动势E＝V，内电阻r＝Ω.(4)该电路中电流表的读数能否达到0.6A，试说明理由.解析：(1)从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压表V1的读数减小，电压表V2的读数增大.甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据绘制图象的，B错误，A正确；乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据绘制图象的，C错误，D正确.(2)图象中两直线的交点表示电压表V1的读数与电压表V2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，A错误；从图象可以得出电阻R0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，B正确；定值电阻R0消耗的功率为：P＝U2I＝1.0×0.5W＝0.5W，C正确；电源的效率为：η＝UI/(EI)＝U/E，U越大，效率越大，D错误.(3)从图象可以得出定值电阻R0的阻值为：R0＝U2/I＝1.0/0.5Ω＝2.0Ω；从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.50V，即电源的电动势为1.50V，图象斜率的绝对值为：k＝ΔU1/ΔI＝0.5/0.5＝1.0，即电源的内阻为r＝1.0Ω.(4)该电路中电流表的读数为：I＝E/(R＋R0＋r)，当R最小时，电流最大，最大值为：Im＝E/(R0＋r)＝1.5/(2.0＋1.0)A＝0.5A，该电路中电流表的读数不能达到0.6A.答案：(1)AD(2)BC(3)2.01.501.0(4)见解析