12.3 实验:电池电动势和内阻的测量 基础
一、实验题(共5小题;共44分)
1. 在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,用一电阻箱 、电流传感器连成如图所示的电路测量水果电池的电动势 和内阻 。实验时,闭合电键 ,调整电阻箱的示数 ,读取电流传感器对应的示数 ,记录多组数据,作出 随 的变化图象如图乙所示。若不计电流传感器内阻,则水果电池的电动势 ,内阻 。
2. 用如图所示电路测一个充电宝在电量 时的电动势 和内电阻 测量数据如下表:
(1)在 图中画出五组实验数据所对应的坐标点,请根据这些点做出 图线,并由图线求出: , 。(结果保留两位小数)
(2)某位同学在做实验过程中,当滑动变阻器滑片在某一位置时,电压表读数为 ,电流表读数为 ;当把滑片移动到另一位置时,电压表和电流表读数分别为 和 。由此两组数据可得充电宝的电动势为 。
(3)第()题中用图象处理多组测量数据求得结果的方案甲,与第()题中用两组数据代入方程求得结果的方案乙相比较,方案 可以减小偶然误差。
3. 实验小组要测量一节干电池的电动势和内电阻。实验室有如下器材可供选择:
A. 待测干电池(电动势约为 ,内阻约为 )
B. 电压表(量程 )
C. 电压表(量程 )
D. 电流表(量程 )
E. 定值电阻(阻值为 )
F. 滑动变阻器(取值范围 )
G. 开关、导线若干
(1)为了尽量减小实验误差,在如图(a)所示的四个实验电路中应选用 ;
(2)实验中电压表应选用 ;(选填器材前的字母)
(3)实验中测出几组电流表和电压表的读数并记录在下表中。
请你将第 组数据描绘在图(b)中给出的 坐标系中并完成 图线;
(4)由此可以得到,此干电池的电动势 ,内电阻 ;(结果均保留两位有效数字)
(5)有位同学从实验室找来了一个电阻箱,用如图(c)所示的电路测量电池的电动势和内电阻。闭合开关后,改变电阻箱阻值。当电阻箱阻值为 时,电流表示数为 ;当电阻箱阻值为 时,电流表示数为 。已知电流表的内阻为 。请你用 、 、 、 、 表示电池的内电阻 。
4. 利用图所示的电路测定一节干电池的电动势和内阻,要求尽量减小实验误差。供选择的器材有:
A.电流表
B.电压表
C.电压表
D.滑动变阻器
E.滑动变阻器
F.定值电阻
G.开关一个,导线若干
(1)实验中电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 (选填相应器材前的字母)。
(2)闭合开关,电压表和电流表均有示数,但是无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表的读数变化都非常小。同学们讨论后,在原电路的基础上又加了一个定值电阻 ,问题得到解决。请你在虚线框内画出改进后的电路图。
(3)某位同学记录了 组数据,对应的点已经标在坐标纸上。在图坐标纸上画出 图线,并根据所画图线可得出干电池的电动势 ,内电阻 。(结果均保留两位有效数字)
5. 为了测定干电池的电动势和内阻。
(1)根据实验要求,用笔画线代替导线在图中连线: 。
(2)在开始实验时,应使得滑动变阻器的阻值 (选填“最大”或“最小”)。
(3)某次实验记录如下表所示,经过事后检查发现其中有一组数据记录异常。请在方格纸上适当做出曲线 ,由此可发现异常的数据为表中第 组数据(从左起为第一组数据)。
(4)由图可求得电动势 ;内阻 (保留三位有效数字)。
答案
第一部分
1. ;
2. (1) ;;
【解析】根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,让尽可能多的点过直线,不能过直线的点对称分布在直线两侧,根据坐标系内描出的点作出图象如图所示。由图所示电路图,根据闭合电路的欧姆定律可知,路端电压 。由图示电源 图象可知,充电宝电动势 ,充电宝内阻 。
(2)
【解析】由闭合电路的欧姆定律得:,,解得:。
(3) 甲
【解析】应用图象法出来实验数据可以减小偶然误差,方案甲可以减小偶然误差。
3. (1) 丙
【解析】由于电源内阻较小,所以需要避免电流表的分压,故采用电流表内接法,这样电压表测量的则为路端电压,另外需要多测量几组数据,故采用滑动变阻器和电流表串联,故丙图误差较小。
(2) B
【解析】因为千电池的电动势大约为 ,所以为了减小误差,应选取电压表B。
(3)
【解析】根据描点法可得。如图所示:
(4) ;
【解析】 图象中纵截距表示电源电动势,故 ,
斜率表示内阻,所以有 。
(5)
【解析】根据闭合电路欧姆定律可得 ,,
联立可得 。
4. (1) B;D
(2)
(3) ;
;
5. (1)
(2) 最大
(3) ;
(4) ;
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