用心爱心专心-1-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三项用心爱心专心-2-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:用心爱心专心-3-(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,则应作用心爱心专心-4-(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)用心爱心专心-5-②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)见解析图用心爱心专心-6-(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.用心爱心专心-7-(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