测电动势和内阻 文档.docx
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测电动势和内阻文档
例1、(2014海南).用伏安法测量一电池的内阻。
已知该待测电池的电动势E约为9V,内阻约数十欧,允许输出的最大电流为50mA,可选用的实验器材有:
电压表V1(量程5V);电压表V2(量程10V);
电流表A1(量程50mA);电压表A2(量程100mA);
滑动变阻器R(最大电阻300Ω);
定值电阻R1(阻值为200Ω,额定功率为1/8W);定值电阻R2(阻值为220Ω,额定功率为1W);
开关S;导线若干。
测量数据如坐标纸上U-I图线所示。
(1)在答题卡相应的虚线方框内画出合理的电路原理图,并标明所选器材的符号。
(2)在设计的电路中,选择定值电阻的根据是.
(3)由U-I图线求得待测电池的内阻为Ω。
(4)在你设计的电路中,产生系统误差的主要原因是.
例2、某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势(电动势E大约在9V左右,内阻r约为50Ω)。
已知该电池允许输出的最大电流为150mA。
该同学利用如图甲所示的电路进行实验,图中电压表的内阻约为2kΩ,R为电阻箱,阻值范围0~9999Ω,R0是定值电阻,起保护电路的作用。
(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格:
A.2Ω B.20Ω C.200Ω D.2000Ω
本实验应选___________(填入相应的字母)作为保护电阻。
(2)在图乙的实物图中,已正确地连接了部分电路,请完成余下电路的连接。
(3)该同学完成电路的连接后,闭合开关S,调节电阻箱的阻值,读取电压表的示数,其中电压表的某一次偏转如图丙所示,其读数为___________。
(4)改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图丁所示的图线,则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为___________V,内阻r为___________Ω。
(结果保留两位有效数字)
(5)用该电路测电动势与内阻,测量值和真实值的关系E测___________E真,r测_________r真(填“大于”“小于”或“等于”)。
例3.(2014·中山模拟)小明要测定一电源的电动势E和内电阻r,实验器材有:
一只DIS电流传感器(可视为理想电流表,测得的电流用I表示),一只电阻箱(阻值用R表示),一只开关和导线若干.该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据.
(1)小明设计该实验的原理表达式是________(用E、r、I、R表示);
(2)小明在闭合开关之前,应先将电阻箱阻值调至________(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”),在实验过程中,将电阻箱调至图乙所示位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω;
(3)小明根据实验采集到的数据作出如图丙所示的
-R图象,则由图象求得该电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(结果均保留两位有效数字)
针对训练
1.(2009·安徽理综)用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻。
电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用。
除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
(a)电流表(量程0.6A、3A);
(b)电压表(量程3V、15V)
(c)定值电阻(阻值1
、额定功率5W)
(d)定值电阻(阻值10
,额定功率10W)
(e)滑动变阻器(阴值范围0--10
、额定电流2A)
(f)滑动变阻器(阻值范围0-100
、额定电流1A)
那么:
(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择V,电流表的量程应选择A;R0应选择
的定值电阻,R应选择阻值范围是
的滑动变阻器。
(2)引起该实验系统误差的主要原因是。
2、(2014北京卷)二.实验题(18分)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。
要求尽量减小实验误差。
(1)应该选择的实验电路是图1中的(选项“甲”或“乙”)。
(2)现有电流表
、开关和导线若干,以及以下器材:
A.电压表
B.电压表
C.滑动变阻器
D.滑动变阻器
实验中电压表应选用;滑动变阻器应选用;(选填相应器材前的字母)
3.某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻,实验室准备了下列器材:
A.待测干电池E(电动势约为1.5V,内阻约为1Ω)
B.电流表G(满偏电流3.0mA,内阻为100Ω)
C.电流表A(量程0~0.6A,内阻约为1Ω)
D.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流为2A)
E.滑动变阻器R2(0~1kΩ,额定电流为1A)
F.定值电阻R0(阻值为900Ω)
G.开关一个,导线若干
(1)为了能比较准确地进行测量,同时还要考虑操作的方便,实验中滑动变阻器应选.
(2)根据题意在图中画出该实验所需要的电路图.
(3)根据电路图,将实物图连接起来,组成完整的电路.
(4)如图所示,是某同学根据正确的实验得到的数据作出的图线,其中,纵坐标I1为电流表G的示数,横坐标I2为电流表A的示数,由图可知,被测干电池的电动势为V,内电阻为Ω(保留2位有效数字)
4、(2013高考安徽理综第21题III)根据闭合电路欧姆定律,用图Ⅰ所示电路可以测定电池的电动势和内电阻。
图中R0两端的对应电压U12,对所得的实验数据进行处理,就可以实
现测量目的。
根据实验数据在
-----R坐标系中描出坐标点,如图2所示。
已知R0=150Ω,请完成以下数据分析和处理。
(1)图2中电阻为
Ω的数据点
应剔除;
(2)在坐标纸上画出
-----R关系图线;
(3)图线的斜率是(V-1·Ω-1),由此可得电池电动势E=V。
5、(2006年第12题).(11分)某同学设计了一个如图7所示的实验电路,用以测定电源电动势和内阻,使用的实验器材为:
待测干电池组(电动势约3V)、电流表(量程0.6A,内阻小于1Ω)、电阻箱(0~99.99Ω)、滑动变阻器(0~10Ω)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。
考虑到干电池的内阻较小,电流表的内阻不能忽略。
(1)简要写出利用图7所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤:
①_______________________________________________________________________;
②_______________________________________________________________________;
(2)图8是由实验数据绘出的
图像,由此求出待测干电池组的电动势E=____________V、内阻r=_____________Ω。
(计算结果保留三位有效数字)
6、(2010年第34题)
7、(2014新课标一).(9分)
利用如图(a)所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:
待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电阻R0(阻值3.0Ω),电阻R1(阻值3.0Ω),电流表
(量程为200mA,内阻为RA=6.0Ω),开关S。
实验步骤如下:
①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;
②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R;
③以
为纵坐标,R为横坐标,作
-R图线(用直线拟合)
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b
回答下列问题:
(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则与的关系式为。
(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0Ω时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表。
答:
①,②。
R/Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I/A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
I-1/A-1
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0
(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k=A-1Ω-1,截距b=A-1。
(4)根据图线求得电源电动势E=V,内阻r=Ω。
2015安徽.某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:
一个满偏电流为100μA,内阻为2500Ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0—999.9Ω)和若干导线。
(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表,则应将表头与电阻箱(填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为Ω。
(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图1所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如下表。
1
2
3
4
5
6
R(Ω)
95.0
75.0
55.0
45.0
35.0
25.0
I(mA)
15.0
18.7
24.8
29.5
36.0
48.0
IR(V)
1.42
1.40
1.36
1.33
1.26
1.20
图2
图1
①根据表中数据,图2中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图2中,并画IR—I图线
②根据图线可得电池的电动势E是V,内阻r是Ω。
例题答案:
例1、(10分)
【解析】
(1)电路原理图如图(a)所示。
(5分,给出图(b)也给分。
原理正确2分,仪器,选择正确3分)
(2)定值电阻在电路中消耗的功率会超过1/8W,R2的功率满足实验要求(1分)
(3)51.0(2分。
在49.0-53.0范围内的均给分)
(4)忽略了电压表的分流(此答案对应于图(a))或:
忽略了电流表的分压(此答案对应于图(b))(2分,其他合理答案也给分)
例2、答案:
(1)B
(2)
(3)6.5V
(4)10,50±1
(5)小于,小于
例3、[解析]
(1)在闭合电路中,E、I、R、r几个量之间的关系是E=I(R+r).
(2)为了整个电路的安全,开始电流要小,即电阻箱电阻调到最大值;题图乙电阻箱读数为25Ω.
(3)根据E=I(R+r),
推出
=
+
,
再结合
-R图象可知,
图线的斜率为
,截距为
,
解得E=6.0V(5.8~6.2均可),
r=2.4Ω(2.3~2.5均可).
针对训练答案:
1
、
(1)3,0.6,1,0~10。
(2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小。
2.
(1)甲
(2)BC
3、.答案
(1)D
(2)如下图所示(3)如图所示(4)1.40.67
4、【答案】
(1)R=80.0Ω点偏离太远,应为错误点,剔除
(2)画出
-----R关系图线如图。
(3)
1.41
5、
(1)①调节电阻箱R,断开开关K,将开关S接D,记录电阻箱的阻值和电流表示数;
②断开开关D,再次调节电阻箱R,将开关S接D,记录电阻箱的阻值和电流表示数
(2)2.812.33
6、
7、(6分)
(1)
=
R+
[RA+
(r+R0)]
或写成
=
R+
(0.5+r)
(2)①0.110②9.09
(3)见图(c)答
(4)3.0(或在2.7~3.3之间)
1.0(或在0.6~1.4之间)
8、【答案】
(1)并联5.0;
(2)
倾斜直线(略);
1.532.0
【解析】
(1)
,
,量程
,根据并联分流原理,改装成大量程电流表需并联的电阻
;
(2)根据闭合电路欧姆定律,
,即
,所以
图像的纵轴截距即等于电池的电动势E的大小,斜率的绝对值即等于电池内阻r的大小,由图像可求出E=1.53 V,
.
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