- 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)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
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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