- 测定电源的电动势和内阻
- 共124题
(1)某同学从家里的旧手机中取下了手机电池,在通过实验测得该电池的U-I图线如图甲所示,则该电源的电动势为 V 。(保留两位有效数字)
(2)又从废弃的LED 台灯中取下几只完好的发光二极管(),测得发光二极管两端的电压和通过它的电流,其部分数据如下表所示:
在测量时,有如下器材:
A.直流电源(电动势3V) B.直流电流表0~300mA(内阻RA=1Ω)
C.直流电压表0~3V(内阻约3kΩ) D.滑动变阻器R1(总阻值约10Ω)
E.滑动变阻器R2(总阻值约1kΩ) F 开关、导线若干
则应选用的变阻器和实验电路为:( )
(3)该同学用(1)中手机电池和(2)实验中的四只完全相同的发光二极管按图乙所示电路制作成一个小手电,若上述表格中电压、电流数据为修正系统误差后的准确值,则每只发光二极管在图乙电路中工作时的功率为: W。(保留两位有效数字)
正确答案
(1)3.6
(2)C
(3)0.16
解析
略
知识点
在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:
A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内电阻1.0Ω左右)
B.电流表A1(量程0—3m A,最小刻度0.1mA,内阻忽略不计)
C.电流表A2(量程0—0.6A,最小刻度0.02A,内阻忽略不计)
D.滑动变阻器R1(0—20Ω,10 A)
E.滑动变阻器R2(0—200Ω,l A)
F.定值电阻R0(990Ω)
G.开关和导线若干
(1) 某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的(a)、(b)两个实验电路,其中合理的是______图所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选______(填写器材前的字母代号)。
(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路,移动滑动变阻器,电流表A1和电流表A2分别测得多组I1和I2,并画出I1-I2图线,则由图线可得被测电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。
(3)若同学根据(1)中选出的合理电路和器材连接实物电路时,把电流表A2接在了干路上,但误认为电流表A2仍接在支路上,其他步骤按(2)中的操作,这样由实验得出的内阻将______(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
正确答案
(1)(b) D
(2)1.48(士0.04)V、0.85(士0.03)Ω
(3) 不变
解析
略
知识点
(1)探索究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如图甲所示。实验过程中有平衡摩擦力的步骤,并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大,即分别为、、、……
①实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力,目的是_________(填写字线代号)。
A.为了释放小车后小车能做匀加速运动
B.为了增大橡皮筋对小车的弹力
C.为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.为了使小车能获得较大的动能
②图乙是在正确操作情况下打出的一条纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一部分,已知相邻两点打点时间间隔为,则小车获得的最大速度=_________ 。
③几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功与小车获得最大速度的数据,并利用数据绘出了图丙所示的四个图象,你认为其中正确的是___________。
(2)用图甲所示的电路,测定一节旧干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
双量程电流表:(量程,)
双量程电压表:(量程,)
滑动变阻器:(阻值范围,额定电流)
(阻值范围,额定电流)
①为了调节方便,测量精度更高,实验中应选用电流表的量程为______,电压表的量程为______,应选用滑动变阻器_____(填写滑动变阻器符号)
②根据图甲将图乙中的实物正确连接,注意闭合开关时滑动变阻器的滑片应处于正确的位置并选择正确的电表量程进行连线。
③通过多次测量并记录对应的电流表示数和电压表示数,利用这些数据在图丙中画出了图线。由图线可以得出此干电池的电动势 ______(保留位有效数字),内电阻 ____ (保留位有效数字)
④引起该实验系统误差的主要原因是______(填写字母代号)
A.由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小
B.由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大
C.由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小
D.由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大
正确答案
见解析。
解析
(1)
① C ②1.22 ③D
(2)
①0~0.6 ;
0~3 V;
R1
②见答图1
③1.45; 1.3
④A
知识点
为了测定电阻的阻值,实验室提供下列器材:待测电阻R (阻值约100Ω)、滑动变阻器R1(0~100Ω)、滑动变阻器R2(0~10Ω)、电阻箱R0(0~9999.9Ω)、理想电流表A(量程50mA)、直流电源E(3V,内阻忽略)、导线、电键若干。
(1)甲同学设计(a)所示的电路进行实验。
①请在图(b)中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。
②滑动变阻器应选______ (填入字母)。
③实验操作时,先将滑动变阻器的滑动头移到 _____-(选填“左”或“右”)端,再接通开关S;保持S2断开,闭合S1,调滑动变阻器使电流表指针偏转至某一位置,并记下电流I1。
④断开S1,保持滑动变阻器阻值不变,调整电阻箱R0阻值在100Ω左右,再闭合S2,调节R0阻值使得电流表读数为________时,R0的读数即为电阻的阻值。
(2)乙同学利用电路(c)进行实验,改变电阻箱R0值,读出电流表相应的电流I,由测得的数据作出1/I-R0图像如图(d)所示,图线纵轴截距为m,斜率为k,则电阻的阻值为______ 。
(3)若电源内阻是不可忽略的,则上述电路(a)和(c)哪种方案测电阻更好?为什么?
正确答案
(1)①连线见图。
②R2 ③左 ④I1
(2)m/k
(3)电路(a)好。 因为电源内阻对用(a)测电阻没有影响,而导致用(c)测量电阻偏大,有测量误差。
解析
略
知识点
(1)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
a.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定。
b.将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
c.往浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
d.将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空:
①上述步骤中,正确的操作顺序是__________。(填写步骤前面的字母)
②将1 cm3的油酸溶于酒精,制成200 cm3的油酸酒精溶液;测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜面积是0.16 m2。由此估算出油酸分子的直径为_________m。(结果保留一位有效数字)
(2)某实验小组利用如图1所示的电路测量一节干电池的电动势和内电阻。现有的实验器材为:
A.待测干电池(电动势约为1.5V)
B.电压表(量程3V)
C.电压表(量程15V)
D.电流表(量程0.6A)
E.电流表(量程3A)
F.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω)
G.滑动变阻器(阻值范围0~100Ω)
H.开关、导线若干
①实验中,电压表应选用____,电流表应选用____,滑动变阻器应选用____。(选填器材前的字母)
②在图2中按图1用笔画线代替导线将电路连线补充完整。
③如图3所示,他们根据实验数据绘制出U-I图像,其中U是电压表的读数,I是电流表的读数。由此可以得到,干电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω。(结果保留两位有效数字)
④该实验小组还制作了一个水果电池。他们先将一电压表(量程3V、内阻2000Ω)与水果电池的两极相连,电压表的读数为0.70V;再将一数字电压表(内阻约为100MΩ)与水果电池的两极相连,读数为0.91V。由以上数据,可估算出该水果电池的内电阻r=________Ω。
正确答案
见解析。
解析
(1)① c、a、d、b
②
(2)① B; D ; F;
② 答案见下图
③ 1.4;0.91
④ 6.0×102
知识点
为测定某电源的电动势E、内阻r以及一段电阻丝的电阻率,设计了如图(a)所示的电路。ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝,是阻值为的保护电阻,滑动片P与电阻丝接触始终良好。实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径为。实验时,闭合开关S,调节P的位置,记录和对应的电压U、电流I的数据,并求得的数值,如下表所示:
(1)请根据表中数据在图(b)上描点连线作关系图象,根据该图象,可得电源的电动势E=_____V、内阻r=_____。
(2)根据表中数据作出的关系图象如图(c)所示,利用该图象,可求得电阻丝的电阻率_____(保留两位有效数字)。
(3)图关系图象纵轴截距的物理意义是_____。
正确答案
(1) 如图;3.00(2.98~3.10 都对);1.1(1.0 ~1.2 都对)
(2)1.210 -6或1.310-6
(3)电流表的内阻(为2.1)
解析
根据表格描点,连线如图所示,图象中与纵坐标的交点就是电源电动势,可知,而图象的斜率为,它等于内电阻与之和,因此内电阻;
由图象可知,当时电阻值就是电流表内电阻,即,当时,电阻,根据,可得
知识点
(1)在做“用油膜法估测分子的大小”实验时,将6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒,测得每滴入75滴,量筒内的溶液增加1mL。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅水盘中,把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓,如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1cm,则油酸膜的面积约为________m²(保留两位有效数字)。由以上数据,可估算出油酸分子的直径约为________m(保留两位有效数字)。
(2)几位同学通过实验研究水果电池的电动势和内电阻。他们了解到水果电池的内电阻可能比较大,因此设计了一个如图1所示的电路进行测量。图中电压表和电流表的量程分别为1V和0.6mA。
① 他们制作了一个苹果电池组进行研究。请将图2中的实物按图1所示电路图连接成实验所用的电路。
② 利用图1所示电路,调节滑动变阻器的位置,测量出相应的电流I和电压U,并将电流I和相应的电压U用“﹢”标注在如图4所示的坐标纸上。其中一组电流和电压读数如图3所示,电压表的读数为________ V,电流表的读数为________ mA。
③ 请将图3所示的电流表、电压表的读数也用“﹢”标注在图4的坐标纸上,并画出这个苹果电池组的U﹣I图线。
④ 根据图4的U﹣I图线可求得该电池组的电动势E=________V(保留三位有效数字),内电阻r=________Ω(保留三位有效数字)。
⑤ 关于该实验的误差,下列说法正确的是________。
A.由于电压表内阻的影响,会使电源内电阻的测量值偏大
B.由于电压表内阻的影响,会使电源内电阻的测量值偏小
C.由于电流表内阻的影响,会使电源内电阻的测量值偏大
D.由于电流表内阻的影响,会使电源内电阻的测量值偏小
正确答案
见解析。
解析
(1)1.1×10-2~1.2×10-2,7.3×10-10~6.7×10-10
(2)① 如答图1所示
② 0.78,0.26
③ 如答图2所示
④ 1.14~1.18,1.42×103~1.53×103
⑤ C
知识点
在做测量一只蓄电池(电动势约为2.2 V,内阻很小)的电动势和内阻的实验时,备有下列器材供选用:
A.定值电阻(阻值已知为R1=1 Ω,额定功率约5 W)
B.定值电阻(阻值已知为R2=20 Ω,额定功率约10 W)
C.直流电流表(量程0~0.6 A~3 A,内阻约为0.2Ω)
D.直流电压表(量程0~3 V~15 V,内阻约为5KΩ)
E.滑动变阻器(阻值范围0~20 Ω)
F.滑动变阻器(阻值范围0~1 000 Ω)
G.电键 H.导线若干
(1)为防止电源短路,用作保护电阻的定值电阻选用______(填“A”或“B”);滑动变阻器选用________(填“E”或“F”).
(2)某同学将选定的器材在实物图上连线完成了实验电路,闭合电键后无论怎样移动滑片P,发现电压表示数约为2.2 V不变,电流表的示数几乎为零,则电路故障可能是下述中的 .
A.b、c间断路 B.a、p间某点电阻丝断路
C.P与电阻丝未接通 D.保护电阻断路
(3)排除故障后,某小组讨论发现图中有一条导线连接错误,请在错误导线上画上“×”,并画出正确接线.
(4)改正错误后按正确操作完成实验,根据实验记录,将测量数据描点如下图,请在图上作出相应图象.则待测蓄电池的电动势E为________V,内阻r为________Ω.(结果均保留三位有效数字)
正确答案
(1)A; E
(2)A
(3)图线如图所示
(4)2.20(2.10~2.30)) ; 0.500(0.400~0.600)
解析
略
知识点
在实验室测量两个直流电源的电动势和内电阻.电源甲的电动势大约为4.5V,内阻大约为1.5Ω;电源乙的电动势大约为1.5V,内阻大约为1Ω.由于实验室条件有限,除了导线、开关外,实验室还能提供如下器材:
A.量程为3V的电压表V
B.量程为0.6A的电流表
C.量程为3A的电流表
D.阻值为4.0Ω的定值电阻
E.阻值为100Ω的定值电阻
F.最大阻值为10Ω的滑动变阻器
G.最大阻值为100Ω的滑动变阻器
⑴选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材,采用如图甲所示电路测量电源甲的电动势和内电阻.
①在数据处理过程中,分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,经过计算机拟合得到如图乙所示的图象,U和I的单位分别为V和A,拟合公式为.则电源甲的电动势E= V;内阻r= Ω(保留两位有效数字).
②根据上述实验结果,请你判断,在实验中定值电阻选择的是 (填D或者E);电流表选择的是 (填B或者C);滑动变阻器选择的是 (填F或者G).
⑵为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内电阻,选择电压表、定值电阻等器材,采用如图丙所示电路.
①定值电阻应该选择 (填D或者E).
②实验中,首先将闭合,断开,电压表示数为1.48V.
然后将、均闭合,电压表示数为1.23V.则电源乙电
动势E= V;内阻r= Ω(小数点后保留两位小数).
正确答案
⑴ ①4.4;1.6 ②D;B;,F
⑵ ①D ②1.48;0.81
解析
⑴根据给出的图线方程可知,当I=0时,U=4.4V,即电源电动势为4.4V;图线斜率的绝对值表示电源的等效内阻为5.6Ω(电源内阻+定值电阻),易知第②问中的定值电阻选D,电源内阻为1.6Ω;当U=0时,可得电路中电流最大约为0.79A,电流表选B测量读数较精确,选最大阻值为10Ω的滑动变阻器满足电路要求,并且便于调节.
⑵由于电源乙内阻较小,根据串联电路电压与电阻的比例关系可知定值电阻选D测量误差较小;根据闭合电路欧姆定律可得E=1.48V,,解得r=0.81Ω.
知识点
(1)为探究物体在下落过程中机械能是否守恒,某同学设计的实验装置如图甲所示。
①其设计方案如下:让质量为m的立方体小铁块从电磁铁下端自由下落,测出电磁铁下端至光电门的高度差h,则此过程中小铁块重力势能的减少量为___________;测出小铁块通过光电门时的速度v,则此过程中小铁块动能增加量为___________;比较这两个量之间的关系就可得出此过程中小铁块的机械能是否守恒。(已知当地重力加速度大小为g)
②具体操作步骤如下:
A.用天平测定小铁块的质量m;
B.用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d;
C.用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h(h>>d);
D.电磁铁先通电(电源未画出),让小铁块吸在电磁铁下端;
E.断开电源,让小铁块自由下落;
F.计时装置记录小铁块经过光电门所用时间t,计算出相应速度v;
G.改变光电门的位置,重复C、D、E、F等步骤,得到七组(hi,vi2)数据;
H.将七组数据在v2-h坐标系中找到对应的坐标点,拟合得到如图乙所示直线.
上述操作中有一步骤可以省略,你认为是______。(填步骤前的字母)。
计算小铁块经过光电门的速度表达式v= ___________ 。
③根据v2-h图线计算出直线斜率k的值与________比较,在误差允许的范围内二者相等,则可得出小铁块在下落过程中机械能守恒。
(2)某同学欲测定一个电池的电动势E和内阻r。给定器材如下:
A.待测水果电池E
B.电流表G(量程10mA,内阻约40Ω)
C.电流表A(量程0.6A,内阻10Ω)
D.滑动变阻器R′(5Ω,1A)
E.电阻箱R(0~999.9Ω)
F.低压电源
G.开关S及导线
① 因为电流表G内阻的准确值未知,所以他先用如图甲所示的电路测量其内阻rG。已知图中电流表A的内阻为rA。读出电流表A、电流表G的读数分别为IA、IG,则内阻rG =_________ 。(用给定的字母的表示)
②若电流表G内阻的测量值rG = 40.0Ω。现采用图乙所示的电路测量该电池的电动势E和内阻r。 根据实验数据绘出的–R图象如图丙所示,则图线斜率表示的物理意义是___________。
③根据图象求出该电池的电动势E =___________ V、内阻r =___________ Ω。(结果保留整数)
正确答案
见解析。
解析
(1) ① mgh; ;
② A;
③2g
(2) ① rA ;
② 电动势的倒数或;
③ 6; 20;
知识点
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