最新测量电源电动势内阻半偏法等效法测电表内阻汇编.docx
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最新测量电源电动势内阻半偏法等效法测电表内阻汇编
一、.测E、r
1、V-A法
1.采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻”.
(1)除了选用照片中的部分器材外,____A____(填选项).
A.还需要电压表 B.还需要电流表
C.还需要学生电源D.不再需要其他器材
(2)测量所得数据如下:
测量次数
物理量
1
2
3[来源:
学科网]
4
5
6
R/Ω
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
I/A
0.60
0.70
0.80
0.89
1.00
1.20
U/V
0.90
0.78
0.74
0.67
0.62
0.43
用作图法求得电池的内阻r=___0.76_____.
(3)根据第5次所测得的实验数据,求得电流表内阻RA=___0.22_____.
2.某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图甲所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计
改装的电流表
为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0Ω的定值电阻。
①已知灵敏电流计
的满偏电流Ig=100μA、内阻rg=2.0kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200mA,应并联一只 1.0 Ω(保留一位小数)的定值电阻R1;
②根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路;
③某次实验的数据如下表所示:
测量次数
1
2
3
4
5
6
7
8
电压表
读数U/V
5.26
5.16
5.04
4.94
4.83
4.71
4.59
4.46
改装表
读数I/mA
20
40
60
80
100
120
140
160
该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻r= Ω(保留两位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是 充分利用数据。
④该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现:
电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大。
若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是 cd 。
(填选项前的字母)
A.电压表内阻的影响
B.滑动变阻器的最大阻值偏小
C.R1的实际阻值比计算值偏小
D.R0的实际阻值比标称值偏大
3、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 并联 (填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为 5.0 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)
1.43
1.40
1.36
1.33
1.26
1.20
(I/A)
66.7
53.5
40.3
33.9
27.8
20.8
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,并画出IR﹣I图线;
②根据图线可得电池的电动势E是 1.53 V,内阻r是 2.0 Ω.
【考点】测定电源的电动势和内阻.菁优网版权所有
【专题】实验题;恒定电流专题.
【分析】
(1)由电表的改装原理可明确应并联一个小电阻分流来扩大电流表量程,根据并联电路规律可求得对应的电阻;
(2)由描点法得出图象;再由闭合电路欧姆定律求出表达式,由图象即可求出电动势和内电阻.
【解答】解:
(1)电流表量程扩大于50mA,即扩大
=500倍,则应并联一个小电阻,其分流应为表头电流的499倍,则有:
R=
≈5Ω;
(2)根据描点法作出5、6两点,再由直线将各点相连即得出对应的图象如图所示;
(3)因IR即表示电源的路端电压,则有;IR=E﹣I(r+RA),
则由图象可知,对应的电动势为1.53V,内阻为:
r=
﹣5=2.0Ω
故答案为:
(1)并联,5;
(2)①如图所示;②1.53,2.0
【点评】本题考查测量电动势和内电阻的实验,要注意认真分析电路,明确闭合电路欧姆定律的应用,绝不能想当然地认为图象的斜率即为内阻.
(2015•四川)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx,已知电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧.可选用的实验器材有:
电流表A1(量程0~30mA);
电流表A2(量程0~100mA);
电压表V(量程0﹣6V);
滑动变阻器R1(阻值0~5Ω)
滑动变阻器R2(阻值0~300Ω);
开关S一个,导线若干条.
某同学的实验过程如下:
Ⅰ.设计如图1所示的电路图,正确连接电路.
Ⅱ.将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录.以U为纵轴.I为横轴.得到如图2所示的图线.
Ⅲ.断开开关,将Rx改接在B、C之间.A与B直接相连,其他部分保持不变.重复Ⅱ的步骤,得到另一条U﹣I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I0,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U0).
回答下列问题:
①电流表应选用 A2 ,滑动变阻器应选用 R2
②由图2的图线,得电源内阻r= 25 Ω;
③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=
﹣r ,代入数值可得Rx;
④若电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围 相同 ,电压表示数变化范围 不同 (选填“相同”或“不同”)
【考点】测定电源的电动势和内阻.菁优网版权所有
【专题】实验题;恒定电流专题.
【分析】①根据题目中给出的电源及待测电阻的大约阻值,略算对应的电流,则可明确电流表及滑动变阻器应选择的仪器;
②由图象的性质及闭合电路欧姆定律可得出电源内阻;
③根据电路结构,利用闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式;
④根据闭合电路欧姆定律及电表的使用方法可明确两表的示数变化范围是否相同.3、现要测量某电源的电动势和内阻。
可利用的器材有:
电流表
内阻为1.00Ω;电压表
;阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5;开关S;一端连有鳄鱼夹P的导线1,其他导线若干。
某同学设计的测量电路如图(a)所示。
图(a)
(1)按图(a)在实物图(b)中画出连线,并标出导线1和其P端。
图(b)
(2)测量时,改变鳄鱼夹P所夹的位置,使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路,记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I。
数据如下表所示。
根据表中数据,在图(c)中的坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出U-I图线。
I(mA)
193
153
111
69
30
U(V)
2.51
2.59
2.68
2.76
2.84
图(c)
(3)根据U-I图线求出电源的电动势E= 2.90 V,内阻r= 1.02 Ω。
(保留2位小数)
4、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 甲 (选填“甲”或“乙”)。
图1
(2)现有电流表(0~0.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:
A.电压表(0~15V)
B.电压表(0~3V)
C.滑动变阻器(0~50Ω)
D.滑动变阻器(0~500Ω)
实验中电压表应选用b ;滑动变阻器应选用 c 。
(选填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。
序号
1
2
3
4
5
6
电压U(V)
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
电流I(A)
0.060
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480
图2
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E= 1.5 V,内电阻r= 0.83 Ω。
(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。
图3的各示意图中正确反映P-U关系的是 c 。
图3
5、在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,所用器材有:
小电珠(2.5V,0.6W)、滑动变阻器、多用电表、电流表、学生电源、开关、导线若干.
①粗测小电珠的电阻,应选择多用电表_×1___(选填“×1”、“×10”或“×100”)倍率的电阻挡;调零后,将表笔分别与小电珠的两极连接,示数如图16所示,结果为_7.5___Ω.
②实验中使用多用电表测量电压,请根据实验原理图17完成实物图18中的连线.
③开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于___a___端,为使小电珠亮度增加,P应由中点向__b____端滑动.
④下表为电压等间隔变化测得的数据.为了获得更准确的实验图象,必须在相邻数据点___ab___(选填“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”)间多测几组数据.
数据点
a
b
c
d
经过同一直线上的三点不能作圆.e
定义:
在Rt△ABC中,锐角∠A的对边与邻边的比叫做∠A的正切,记作tanA,f
化简后即为:
这就是抛物线与x轴的两交点之间的距离公式。
U/V
0.00
0.50
2.俯角:
当从高处观测低处的目标时,视线与水平线所成的锐角称为俯角1.00
1.50
经过不在同一直线上的三点,能且仅能作一个圆.2.00
2.50
5.二次函数与一元二次方程I/A
0.000
0.122
上述五个条件中的任何两个条件都可推出其他三个结论。
0.156
0.185
0.216
0.244
166.11—6.17期末总复习
6、某同学在探究规格为“6V,3W”的小电珠伏安特性曲线实验中:
①在小电珠接入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至___d____挡进行测量.(填选项前的字母)
A.直流电压10VB.直流电流5mA
④最值:
若a>0,则当x=时,;若a<0,则当x=时,C.欧姆×100D.欧姆×1
第三章圆②该同学采用图1-8甲所示的电路进行测量.图中R为滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1.0A),L为待测小电珠,V为电压表(量程6V,内阻20kΩ),A为电流表(量程0.6A,内阻1Ω),E为电源(电动势8V,内阻不计),S为开关.
Ⅰ.在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最_____左___端;(填“左”或“右”)
Ⅱ.在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭合开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是___1___点至______5__点的导线没有连接好;(图甲中的黑色小圆点表示接线点,并用数字标记,空格中请填写图甲中的数字,如“__2__点至__3__点”的导线)
Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示,则小电珠的电阻值随工作电压的增大而________增大____.(填“不变”、“增大”或“减小”)
图1-8
7.在“测定电源电动势和内阻”的实验中某同学所用电路图如图(甲)所示。
他测得的数据如下表所示:
1
2
3
4
5
6
1.42
1.36
1.08
1.21
1.14
1.07
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
0.24
①采用画
图线球电源电动势和内阻的优点在于可以尽量减小
试验的偶然误差。
②在图(乙)给出的
坐标系中根据表中的数据画出
图线(横、纵坐标
的起点已经规定好),从图象中可以发现该同学记录的第3组数据有误。
③求得电动势E=1.5V,内阻r=1.8
(均保留2位有效数字)
2、U-R法
1.利用如图X166所示电路测量一量程为300mV的电压表的内阻RV,RV约为300Ω.
图X166
实验步骤如下:
①按电路图正确连接好电路,把滑动变阻器R的滑片P滑到a端,闭合开关S2,并将电阻箱R0的阻值调到较大;
②闭合开关S1,调节滑动变阻器滑片的位置,使电压表的指针指到满刻度;
③保持开关S1闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变,断开开关S2,调整电阻箱R0的阻值大小,使电压表的指针指到满刻度的一半;读出此时电阻箱R0的阻值,即为电压表内阻RV的测量值.
实验提供的器材除待测电压表、电阻箱(最大阻值999.9Ω)、电池(电动势约1.5V,内阻可忽略不计)、导线和开关之外,还有如下可供选择的实验器材:
A.滑动变阻器(最大阻值150Ω);
B.滑动变阻器(最大阻值10Ω);
C.定值电阻(阻值约20Ω);
D.定值电阻(阻值约200Ω).
根据以上设计的实验方法,回答
下列问题:
(1)对于上述测量方法,从实验原理分析可知,在测量无误的情况下,实际测出的电压表内阻的测量值R测___大于_____真实值RV(选填“大于”“小于”或“等于”).
(2)为了使测量比较精确,从可供选择的实验器材中,滑动变阻器R应选用____b____,定值电阻R′应选用___c___
_________________________________________________________________
(填字母代号).
(3)在其他元件不变的情况下,为使测量更准确,可换用一电动势更__大____的电池(内阻可忽略)(选填“大”或“小”).
2.某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻,进行了如下实验。
(1)他先用多用表进行了正确的测量,测量时指针位置如图1所示,得出电压表的内阻为3.00×103Ω,此时电压表的指针也偏转了。
已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”,表内电池电动势为1.5V,则电压表的示数应为 1.0 V(结果保留两位有效数字)。
图1
(2)为了更准确地测量该电压表的内阻RV,该同学设计了图2所示的电路图,实验步骤如下:
图2
A.断开开关S,按图2连接好电路;
B.把滑动变阻器R的滑片P滑到b端;
C.将电阻箱R0的阻值调到零;
D.闭合开关S;
E.移动滑动变阻器R的滑片P的位置,使电压表的指针指到3V位置;
F.保持滑动变阻器R的滑片P位置不变,调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5V位置,读出此时电阻箱R0的阻值,此值即为电压表内阻RV的测量值;
G.断开开关S。
实验中可供选择的实验器材有:
a.待测电压表
b.滑动变阻器:
最大阻值2000Ω
c.滑动变阻器:
最大阻值10Ω
d.电阻箱:
最大阻值9999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω
e.电阻箱:
最大阻值999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω
f.电池组:
电动势约6V,内阻可忽略
g.开关,导线若干
按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:
①要使测量更精确,除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外,还应从提供的滑动变阻器中选用 c (填“b”或“c”),电阻箱中选用 d (填“d”或“e”)。
②电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真相比,R测 大于 R真(填“>”或“<”);若RV越大,则越 小 (填“大”或“小”)。
3.为测量一电源的电动势及内阻
①在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表
A.量程为1V、内阻大约为1kΩ的电压表V1
B.量程为2V、内阻大约为2kΩ的电压表V2
C.量程为3V、内阻为3kΩ的电压表V3
选择电压表___c___串联___6_____kΩ的电阻可以改装成量程为9V的电压表.
②利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2或V3与一个电阻串联来表示,且可视为理想电压表),在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图.
③根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50V时、电阻箱的阻值为15.0Ω;电压表示数为2.00V时,电阻箱的阻值为40.0Ω,则电源的电动势E=__7.50______V、内阻r=____10.0____Ω.
3、I-R法
1.(11分)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,该同学按如右上图所示电路进行实验,测得的数据如下表所示。
实验次数
l
2
3
4
5
4.0
l0.0
16.0
22.0
28.0
1.00
0.50
0.34
0.25
0.20
1.0
2.0
2.9
4.0
5.0
①若利用图象确定电池的电动势和内阻,则应作出(选填“
”或“
”)图象;
②利用测得的数据在坐标纸上画出图象;
③由图象可知,该电池的电动势
0.6
,内阻
2.0
;
④利用该实验电路测出的电动势
和内阻
与真实值
和
相比,理论上
等于
,
大于
(选填“>”、“<”或“=”)。
2、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:
图(a)
待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电阻R0(阻值为3.0Ω),电阻R1(阻值为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R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 0.110 ,② 9.09 。
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
Bc
(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= 1 A-1·Ω-1,截距b= A-1。
(4)根据图线求得电源电动势E= 3.0 V,内阻r= 1.0 Ω。
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)
1.40.67
4.某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。
现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应,已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材:
A.电源E(3V,内阻约为1Ω)
B.电流表Al(0.6A,内阻r1=5Ω)
C.电流表A2(0.6A,内阻r2约为1Ω)
D.开关S,定值电阻R0
(1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值,请完成虚线框内电路图的设计。
(2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,记下电表读数,A1的读数为I1,A2的读数为I2,得Rx=____I1_r1/I2-I1(用字母表示)。
(3)改变力的大小,得到不同的Rx值,然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的Rx值,最后绘成的图像如图所示。
当F竖直向下(设竖直向下为正方向)时,可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx=___16-2f___________。
(各物理量单位均为国际单位)
(4)定值电阻R0的阻值应该选用______b__________。
2.测电表内阻及电表改装实验
1、半偏法
2.如图所示是测定电流表内阻的电路图。
电流表的内阻约100Ω左右,满偏电流为500µA,用电池做电源。
(1)现备有以下可变电阻:
A.电阻箱,阻值范围为0~100Ω
B.电阻箱,阻值范围为0~999.9Ω
C.滑动变阻器,阻值范围为0~200Ω
D.滑动变阻器,阻值范围为0~20KΩ
在上述可变电阻中,电路图中的R应选用d__,R′应选用_b_。
(2)某同学进行的实验步骤如下:
①先将R的阻值调到最大,合上S1,调节R的阻值,使电流表的指针转到满刻度。
②合上S2,调节R′和R的阻值,使电流表的指针转到满刻度的一半。
③记下R′的阻值
指出上述实验步骤中有什么错误。
答:
s2合上不在调节R
(3)本实验测量值____小于_______真实值(填“大于”,“小于”或“等于”)
2、等效替代法
1.为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图1-7所示的电路.图中,A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关,E是电池.完成下列实验步骤中的填空:
图1-7
(1)将S拨向接点1,接通S1,调节___R0_____,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时___标准电流表_____的读数I;
(2)然后将S拨向接点2,调节_RN_______,使____记下标准电流____,记下此时RN的读数;
(3)多次重复上述过程,计算RN读数的__平均值______,此即为待测微安表头内阻的测量值.
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