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文本内容:
测量电源的电动势和内阻
一、选择题
（一）
1.多选某兴趣小组研究三个电池的电动势和内阻画出电池的U-I图像如图所示其中甲和丙两图线平行下列判断正确的是 A.甲电池的电动势比乙电池的大B.乙电池的电动势和内阻都比丙电池的大C.甲和丙两电池的内阻相等D.甲电池的内阻最大丙电池的内阻最小解析:电池的U-I图线的纵轴截距表示电池的电动势斜率绝对值表示内阻可以判断选项B、C正确答案:BC
2.多选下面给出的用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据处理方法中既能减小偶然误差又直观简便的方法是 A.测出两组I和U数据代入方程组求出E和rB.测出多组I和U数据代入方程求出几组E和r最后求出平均值C.测出多组I和U数据画出U-I图像根据图像求出E和rD.测出多组I和U数据分别求出I和U的平均值然后代入公式求出E和r答案:AD
3.多选用如图所示的电路测量电池电动势和内电阻时若有两只电压表V
1、V2量程相同内阻分别为RV
1、RV2且RV1RV2;两只电流表A
1、A2量程相同内阻分别为RA
1、RA2且RA1RA2在实验中为了使E、r的测量值更精确一些选择的电表可以是 A.V1与A1B.V1与A2C.V2与A1D.V2与A2解析:本实验的系统误差主要来源于电压表内阻对电路的影响电压表内阻越大电流表所测电流越接近于干路中的电流的真实值所测电池的内阻也越接近电池内阻的真实值故电压表选用内阻大的好而电流表内阻对本实验无影响因为电流表内阻与R是串联不需知道R与RA的值故电流表选用哪一个都可以答案:AB
4.如图所示已知R1=R2=R3=1Ω当开关S闭合后电压表的读数为1V;当开关S断开后电压表的读数为
0.8V则电池的电动势等于 A.1VB.
1.2VC.2VD.4V解析:开关闭合时R总=r+R1+=r+
1.5Ω将I==1A代入公式得E=r+
1.5V
①开关断开时R总=r+R1+R3=r+2Ω将I==
0.8A代入公式得E=
0.8r+
1.6V
②解之得E=2Vr=
0.5Ω答案:C
二、非选择题
（一）
5.用如图所示电路测量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1Ω、额定功率5W;D.定值电阻阻值10Ω、额定功率10W;E.滑动变阻器阻值范围0~10Ω、额定电流2A;F.滑动变阻器阻值范围0~100Ω、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 Ω的定值电阻R应选择阻值范围是 Ω的滑动变阻器 2引起该实验系统误差的主要原因是 解析:1由于一节干电池的电动势为
1.5V故选量程为3V的电压表;估算电流时考虑到干电池的内阻一般为几欧加上保护电阻最大电流在
0.5A左右所以选量程为
0.6A的电流表;由于电池内阻很小所以保护电阻不宜太大否则会使得电流表、电压表取值范围小造成的误差大;滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍即可取0~10Ω就能很好地控制电路中的电流和电压若取0~100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象2系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的一般具有倾向性总是偏大或者偏小本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小造成E测E真r测r真答案:13
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
6.一同学在电学实验中测得并记录以下6组数据:1试根据表中数据在图中画出U-I图线并读出电动势E= ;内电阻r= 2若不画出图线只选用其中两组U和I数据可利用公式E=U+Ir算出E和r这样做可能得出误差较大的结果选用第 组和第 组数据求得E、r的误差最大 解析:本题考查作图法处理实验数据作图线时应把个别不合理的数据排除在图线外如图所示由直线与纵轴的交点可读出电动势E=
1.45V再读出直线与横轴的交点的坐标UI连同得出的E值代入E=U+Ir中得到r=≈
0.70Ω选用第3组和第4组数据求得的结果误差最大由图知当过第3组和第4组数据作直线时此直线与原直线偏离最大因此误差最大答案:1见解析图
1.45V
0.70Ω 23
47.某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池该同学想测量一下这个电池的电动势E和内阻r但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱最大阻值为
999.9Ω可当标准电阻用、一个电流表量程Ig=
0.6A内阻rg=
0.1Ω和若干导线1请根据测定电动势E和内阻r的要求设计图a中器件的连接方式用线把它们连接起来c2接通开关逐次改变电阻箱的阻值R读出与R对应的电流表的示数I并作记录当电阻箱的阻值R=
2.6Ω时其对应的电流表的示数如图b所示处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数再制作R-坐标图如图c所示图中已标注出了R的几个与测量对应的坐标点请你将与图b实验数据对应的坐标点也标注在图c上3在图c上把描绘出的坐标点连成图线4根据图c描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= V内阻r= Ω 解析:根据闭合电路的欧姆定律测量电源的电动势和内阻需要得到电源的路端电压和通过电源的电流在本实验中没有电压表但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表测量电源的路端电压通过电流表的电流也是通过电源的电流所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可实物图的连接如图甲所示由闭合电路欧姆定律有E=IR+r+rg解得R=E·-r+rg根据R-图线可知:电源的电动势等于图线的斜率内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻答案:1如图甲所示
2、3如图乙所示甲乙
41.
501.46~
1.54
0.
300.25~
0.35
三、非选择题
（二）
1.2014·福建普陀检测有两只电压表V1和V2量程已知内阻未知另有一干电池它的内阻不能忽略但未知只用这两只电压表、开关和一些导线便能通过测量计算出这个电池的电动势已知电动势不超出电压表的量程干电池不许拆开1画出你测量时所用的电路图2把测得的量作为已知量导出计算电动势的表达式解析:设计测量电路如图所示闭合开关S测得电压表V1的示数U1;断开开关S测得电压表V
1、V2的示数U
1、U2由闭合电路的欧姆定律得E=U1+rE=U1+U2+r解得E=本实验中若电压表内阻已知就可求得内阻r答案:1如解析图所示
22.2014·福建安溪期末检测两位同学在实验室利用如图a所示的电路测定定值电阻R
0、电源的电动势E和内电阻r调节滑动变阻器的滑片P向某一方向移动时一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据并根据数据描绘了如图b所示的两条U-I直线回答下列问题:1多选根据甲、乙两同学描绘的直线可知正确的是 A.甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据B.甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据C.乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据D.乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据2根据图b求出定值电阻R0= Ω电源内电阻的阻值r= Ω 解析:1从电路连接可以看出电流表A的读数增大时电压表V1的读数减小电压表V2的读数增大由图像可知电压表V1和电流表A的数据绘制图像是甲;根据电压表V2和电流表A的数据绘制图像是乙选项A、D正确2从图像可以得出定值电阻R0的阻值为R0==
2.0Ω;甲图像可以得出图像在U轴上的截距为
1.5V即电源的电动势E=
1.5V电源的内阻r=Ω=1Ω即电源的内阻为r=1Ω答案:1AD 22
13.2014·广东汕头期末检测用电阻箱R、多用电表电流挡、开关和导线测一节干电池的电动势E和内阻r如图甲甲乙1若电阻箱电阻在几十欧以内选取R0=
4.5Ω则多用电表选择开关应旋转至直流电流的 选填“1mA”“10mA”或“100mA”挡已知在该电流挡多用电表的内阻rg=
3.0Ω 2多次调节电阻箱并从多用表上读得相应的电流值获取多组R和I的数据作出了如图乙所示的-R图线图线横轴截距的绝对值表示 ;由该图线可得干电池的电动势E测= V计算结果保留三位有效数字 3本实验的误差主要于 选填“测量误差”或“电表内阻” 解析:1电路最大电流约为I=A=
0.2A=200mA则多用电表选择开关应旋转至直流电流100mA挡2安阻法测电源电动势与内阻在闭合电路中电源电动势E=Ir+R0+R则R-R图线横轴截距的绝对值b=r+R0+R表示定值电阻R
0、电表内阻rg和电源内阻r之和;由该图线可得图象斜率k=干电池的电动势E测==
1.46V3应用图像法处理实验数据图像函数表达式为R实验误差来源于实验的测量误差答案:1100mA 2定值电阻R
0、电表内阻rg和电源内阻r之和或R
0、rg和r之和 在
1.36~
1.46范围都对 3测量误差I/A
0.
120.
200.
310.
320.
500.57U/V
1.
371.
321.
241.
181.
101.05。
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