- 测定电源的电动势和内阻
- 共124题
某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻,使用的器材还包括定值电阻(R0=5Ω)一个,开关两个,导线若干,实验原理图如图14(a)。
①在图14(b)的实物图中,已正确连接了部分电路,请完成余下电路的连接。
②请完成下列主要实验步骤;
a检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱,示数如图14(c)所示,读得电阻值是____________;
b将开关S1闭合,开关S2断开,电压表的示数是1.49V;
c将开关S2_______,电压表的示数是1.16V;断开开关S1 。
③使用测得的数据,计算出干电池的内阻是______(计算结果保留二位有效数字)。
④由于所有电压表不是理想电压表,所以测得的电动势比实际值偏________(填“大”或“小”)。
正确答案
①如图所示
②20Ω,闭合 ③0.69 ④小
解析
略
知识点
在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路。
(1)实验时,应先将电阻箱的电阻调到__ _,(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)
(2)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值=10的定值电阻两端的电压U,下列两组R的取值方案中,比较合理的方案是 ,(选填“1”或“2”)
(3)根据实验数据描点,绘出的图象是一条直线,若直线的斜率为k,在坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E= ,内阻r= ,(用k、b和R0表示)
正确答案
(1)最大值;
(2)2;
(3)
解析
解析:(1)为了安全。
(2)若R=300Ω,电流约,若R=60Ω,电流约,后者电流读数大,误差小,所以填2。
(3)电流,,得,图象的斜率,截距,所以电动势,内阻-R0
知识点
在“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验中
(1)将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图A.所示。图中未接导线的A端应接在_______点(选填: “B”、“C”、“D”或“E”)。
(2)实验得到的U-I关系如图B.中的直线1所示,则电池组的电动势为_______V,内电阻阻值为_______。
(3)为了测量定值电阻的阻值,应在图A中将“A”端重新连接到_______点(选填: “B”、“C”、“D”或“E”),所得到的U-I关系如图B.中的直线Ⅱ所示,则定值电阻的阻值为_______。
正确答案
(1) C (2) 2.8; 2 (3) D;3
解析
(1)根据实验电路可知电流传感器串联在了电路中,另一个是电压传感器应该并联在电路中测量电路的路端电压,所以A端应该连接在C处;(2)根据闭合电路的欧姆定律:,图线的斜率表示内阻:,截距表示电动势,即E=2.8V;(3)为了测量定值电阻的阻值,应将定值电阻等效为电源的内阻,电压传感器应该并联在滑动变阻器两端,所以A端应接在D端;定值电阻的阻值为:。
知识点
某同学利用DIS、定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻,实验装置如图1所示,实验时多次改变电阻箱的阻值,记录外电路的总电阻阻值R,用电压传感器测得端电压U,并在计算机上显示出如图2所示的﹣关系图线a,重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻,得到图2中的图线b。
(1)由图线a可知电池a的电动势Ea= V,内阻ra= Ω。
(2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接,则两电池的输出功率Pa Pb(填“大于”、“等于”或“小于”)。
正确答案
(1)2; 0.5;(2)小于。
解析
(1)根据E=U+r,得:
=+
图象a,截距b=0.5=,斜率K=0.25=,
故电动势E==2V,
内电阻r=E•K=0.5Ω;
(2)在伏安特性曲线中,图象的截距为电源电动势的倒数,从图象可知a的截距大于b的截距,故Ea<Eb,图象的斜率表示,而a的斜率大于b的斜率,而r=kE,由图中标度,可近似得出,b的截距约为0.2;则电动势约为5V;斜率约为;则内阻约为;故Ea<Eb,ra<rb,近似作出伏安特性曲线,电阻的曲线与两电源的交点为电阻的工作点;则由图可知,图中交点的电压与电流的乘积为电源的输出功率;则电源的输出功率Pa<Pb;
知识点
(1)如图所示为光学实验用的长方体玻璃砖,它的________面不能用手直接接触。
在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d、e两点,如图所示,计算折射率时,用________(填“d”或“e”)得到的值较小,用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小。
(2)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池,他们测量这种电池的电动势E和内阻r,并探究电极间距对E和r的影响,实验器材如图所示。
①测量E和r的实验方案为:调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式______,利用测量数据作出U-I图象,得出E和r.
②将电压表视为理想表,要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,请在图中用笔画线代替导线连接电路。
③实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的U-I图象如图中(a)(b)(c)(d)所示,由此可知:
在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势________(填“增大”、“减小”或“不变”),电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
曲线(c)对应的电源电动势E=__________V,内阻r=________Ω,当外电路总电阻为2500 Ω时,该电源的输出功率P=________mW.(均保留三位有效数字)
正确答案
(1)光学 d e
(2)①U=E-Ir ②如图所示 ③不变 增大 0.975 478 0.268
解析
(1)玻璃砖的光学面不能用手直接接触,接触面的污渍会影响接触面的平整,进而影响折射率的测定,连接dc、 ec并延长至玻璃砖的光学面与白纸的交线,交点为出射点,入射点与出射点的连线即为折射光线,入射角一定,用d点时,折射角大,折射率小;对于两光学面平行的玻璃砖,入射光线和出射光线平行,ec连线与入射光线平行,误差小。
(2)①根据闭合电路的欧姆定律,U=E-Ir.
②如图所示。
③图线与纵轴的交点的纵坐标即为电动势,交点纵坐标不变,所以电动势不变,为0.975 V;图线斜率的绝对值即为内阻,斜率的绝对值变大,内阻变大,(c)对应图线斜率绝对值约为478(从线上选取两点即可求斜率),电源的输出功率=2.68×10-4 W=0.268 mW.
知识点
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