【精品解析】人教版物理必修3同步练习: 12.3 实验:电池电动势和内阻的测量(优生加练)

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名称 【精品解析】人教版物理必修3同步练习: 12.3 实验:电池电动势和内阻的测量(优生加练)
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科目 物理
更新时间 2024-04-02 18:37:07

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人教版物理必修3同步练习: 12.3 实验:电池电动势和内阻的测量(优生加练)
一、多项选择题
1.(2017高二上·郑州期中)如图所示的电路中,四个电阻阻值均为R,电键S闭合时,有一质量为m、电荷量为q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点.现断开S,带电小球向一个极板运动并与此极板碰撞,碰撞过程中没有机械能损失,只是碰后小球所带电量发生变化,碰后小球带有和该板相同性质的电荷,并恰能运动到另一极板,设两极板间距离为d,电源内阻也为R,重力加速度为g,则(  )
A.电源电动势为
B.从打开电键S到小球碰撞到极板所需时间为
C.电键S断开后流过R2的电荷量为
D.碰后小球电量为 q
二、非选择题
2.(2022高二上·成都期末)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有:电流表A1(量程0~30mA);电流表A2(量程0~100mA);电压表V(量程0~6V);滑动变阻器R1(阻值0~5Ω);滑动变阻器R2(阻值0~300Ω);开关S一个,导线若干条。某同学的实验过程如下:
Ⅰ.设计如图所示的电路图
Ⅱ.正确连接电路,将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录。以U为纵轴,I为横轴,得到如图所示的图线
Ⅲ.断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤,得到另一条U-I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I0,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U0)。回答下列问题:
(1)电流表应选用   ,滑动变阻器应选用   ;
(2)由图的图线,得电源内阻r=    Ω;
(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=    ,代入数值可得Rx;
(4)若电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围   ,电压表示数变化范围   。(选填“相同”或“不同”)
3.(2023高二下·河南月考)利用以下实验器材测量电源的电动势E和内阻r:
A.待测电源:电动势E约3V,内阻约0.5Ω
B.电流表A:量程为,内阻
C.电阻箱:阻值范围
D.定值电阻、:阻值均为3.0Ω
E.开关S,导线若干
(1)某同学根据实验器材设计了如图1所示的电路用来测量被测电源的电动势和内电阻,结果发现,这一电路不能保证电阻箱接入电路的阻值任意调节,请你在图2虚线框中画出改进后的电路图   。
(2)根据改进后的电路,按照以下实验步骤进行实验操作:
a.调节电阻箱旋钮,使得电阻箱接入电路的阻值最大,然后闭合开关,接通电路。
b.调节电阻箱的阻值R,记下R及对应的电流表A的示数
c.重复步骤b,得到多组R、I数据
d.用图像法处理数据:在坐标纸上建立平面直角坐标系。则I、R、E、r等物理量之间的关系可表示为   (、、)代入数据)。
(3)根据实验数据,在图像上描点如图3所示,请拟合出合适的图线并求出图线的斜率k和截距b分别为   、   。(结果均保留1位小数)
(4)被测电源电动势   V,内阻   Ω。(结果均保留1位小数)
4.(2023高二下·成都月考)某学习小组要测量一个电源的电动势及内阻。除该电源外还准备的器材有:一个电阻箱R(最大阻值99.9Ω),一个量程为“0~200mA”内阻是10Ω的电流表A,一个阻值为5Ω的定值电阻R0,一个开关和若干导线
(1)同学们利用欧姆表来核实电流表A及定值电阻R0的阻值,已知它们的阻值都是准确的,当欧姆表两表笔与电阻R0相连时,欧姆表指针恰好偏转到满刻度的,当欧姆表两表笔与电流表A相连时,欧姆表指针将偏转到满刻度的   (用分数表示)
(2)由于电流表A的量程较小,考虑到安全因素,同学们利用定值电阻R0将该电流表进行改装,改装后的量程为   。
(3)设计的测量电路如下图所示。若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表的示数I,并计算出,得到多组数据后描点作出R-图线如图所示,则该电源的电动势E=   V,内阻r=   Ω。(结果保留两位有效数字)
5.(2023高二下·惠来月考)某实验小组要测定一电池组的电动势和内阻,选用器材如下:
A.待测电池组(电动势约为,内阻约为)
B.电压表(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电流表(量程,内阻约为)
滑动变阻器(,额定电流)
(1)要求测量结果尽量准确,电流表应选   (填对应仪器前的字母代号),应选用甲、乙两电路图中的   图电路;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的   端;(填“”或“”)
(3)实验中发现调节滑动变阻器时,电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题,在电池组负极和开关之间串联一个阻值为的电阻,之后该小组得到了几组电压表读数和对应的电流表读数,并作出图像,如图丙所示。根据图象可知,电池组的电动势为   ,内阻为   。(小数点后均保留两位小数。)
6.(2022·金华模拟)某研究性学习小组利用如图甲所示电路,测定4节干电池组成的电池组的电动势和内电阻。其中,虚线框内为用灵敏电流计G改装的电压表V,A为电流表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,为的定值电阻。已知灵敏电流计G的满偏电流,内阻 为。
(1)实验刚开始时,选择了电流表量程进行测量,某一组数据测量时电流表示数如图乙所示,则电流表读数为   A。
(2)滑动变阻器滑片从右端向左滑动到中点,小组同学发现电流表示数变化范围很小,当滑片滑至左端点时电流表示数突然变大超过量程,造成这样的原因可能是____。
A.滑动变阻器最大阻值过小 B.滑动变阻器最大阻值过大
(3)换用毫安表进行实验,首先将灵敏电流计改装成量程为的电压表,则需要将灵敏电流计与电阻箱串联并将电阻箱阻值调整为   Ω。
(4)将改装后的电压表接入虚线框内后,测得几组实验数据如表格所示。利用图像进行数据处理,在图丙中作出图像。
次数 1 2 3 4 5 6
改装后的电压表读数 5.82 5.70 5.56 5.42 5.28 5.15
电流表A读数 20 40 60 80 100 120
(5)根据图丙所作图像,可得每节电池的内阻   Ω(结果保留三位有效数字),每节电池电动势   V。(结果保留三位有效数字)
7.(2022·宁波模拟)小波同学用如图甲所示的电路测定电池组(由两个电池构成)的电动势和内阻,为开关,为单刀双掷开关,E为电源,是一个阻值为的定值电阻,为滑动变阻器。
(1)先闭合,调节滑动变阻器,将分别接到a和b得到多组数据,用电脑处理后得到图乙的电池组的关系图像,其中右侧直线是开关接到   (选填“a”或“b”)得到的实验结果;
(2)某次测量时,电流表的示数如图丙所示,读数为   A;
(3)计算机已经根据测量的两组数据拟合直线,并且得到了直线的方程,可得电池组的电动势   V,电池组的要中内阻   Ω(结果均保留2位有效数字)。
8.(2022·沈阳模拟)某实验小组利用如图(a)所示的电路测某一电源的电动势E和内阻r,现有器材如下:
电流表A(量程为0~100mA,内阻为1.0Ω)
定值电阻
定值电阻
电阻箱R(最大阻值为999.9Ω)
开关S一个,导线若干。
(1)根据实验需要,现将电流表A改装成量程为0~0.6A的电流表,则定值电阻应该选择   (填“”或“”)。
(2)按照电路图(a),用笔画线代替导线,将实验电路图(b)连接好。
(3)闭合开关,调节电阻箱,记下电阻箱阻值R和电流表A的示数I,重复上述操作,测得多组数据。以为纵坐标、R为横坐标,画出图像,由图像得斜率,纵轴截距,请同学们计算出   V、   Ω(结果均保留2位有效数字)。
9.(2022高三上·大连期中)某同学在实验室先后完成下面两个实验:
①测定一节干电池的电动势和内电阻;
②描绘小灯泡的伏安特性曲线.
(1)用①实验测量得到数据作出U-I图线如图中a线,实验测得干电池电动势为   V,内电阻为   Ω.
(2)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,为减小实验误差,方便调节,请在给定的四个电路图(图甲)和三个滑动变阻器中选取适当的电路或器材,并将它们的编号填在横线上.应选取的电路是   ,滑动变阻器应选取   .
E.总阻值15Ω,最大允许电流2A的滑动变阻器
F.总阻值200Ω,最大允许电流2A的滑动变阻器
G.总阻值1000Ω,最大允许电流1A的滑动变阻器
(3)将实验②中得到的数据在实验①中同一U-I坐标系内描点作图,得到如图所示的图线b,如果将实验①中的电池与实验②中的小灯泡组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为   W.
10.(2021高二上·常熟期中)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池,如图所示玻璃器皿中盛有橙汁,在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和负极,小组估计该电池的电动势约为1V,内阻约为1kΩ,为了精确测量这种橙汁电池的电动势和内阻,小组设计了以下实验:
(1)现有如下器材可供选择:
A.电流表 ( 内阻约为0.5Ω)
B.电流表 (0~3A内阻约为1Ω)
C.电阻箱 (0~999.9Ω)
D.电阻箱 (0~9999Ω)
E.开关及导线若干
则电流表应选择   ;电阻箱应选择   ;(均填器材前面的选项)
(2)在方框中画出该实验的电路图.
(3)若利用图像确定电池的电动势和内电阻,根据测量的数据,该小组在图中建立相应坐标并描绘出图像,请根据图像求出橙汁电池的电动势    V;内阻    Ω;(结果均保留两位有效数字)
(4)由于实验的系统误差,导致电动势     ;     。(选填“>”“<”或“=”)
11.(2021高二上·湖北期中)在测定一组干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
A.电流传感器1;
B.电流传感器2;
C.定值电阻R0(阻值为3kΩ);
D.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω);
E.开关和导线若干。
课外物理兴趣小组发现上述器材中没有电压传感器,但有两个电流传感器,于是共同设计了如图甲所示的电路来完成实验。
(1)按图甲连接好电路后,闭合开关,电流传感器1的示数为I10,电流传感器2的示数为I20,被测电池组的内阻表示为r,则电池组的电动势E=   ;(用I10、I20、R0和r表示)
(2)移动滑动变阻器的滑片P,获得多组电流传感器1和电流传感器2的数据。兴趣小组利用测出的实验数据作出I1一I2图像如图乙所示。在数据分析时,兴趣小组发现电流传感器1的示数I1总是远远小于电流传感器2的示数I2,经过共同讨论最后大家一致认为可以将   (选填“I1”或“I2”)看成干路电流。兴趣小组继续分析图乙的图线,得出被测电池的电动势E=   V、内阻r=   Ω。(结果均保留两位有效数字)
12.(2021高二上·重庆市月考)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻。现提供的器材如下:
A.电压表(量程为);
B.电压表(量程为);
C.电流表(量程为);
D.滑动变阻器(最大阻值为);
E.滑动变阻器(最大阻值为);
F.开关和导线若干。
(1)实验设备中电流表的内阻与电池的内阻差不多大,为了尽量减小实验误差,应该选择的实验电路是   (选填“甲”或“乙”)。
(2)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)
(3)用所选器材按照选好的电路图连接好电路后,将滑动变阻器的滑片置于合适位置,闭合开关S,通过调整滑动变阻器的滑片,得到多组电流和电压。根据实验数据,绘制出如图丙所示的图像,由图线可求出电源的电动势   、内阻   。(结果均保留小数点后两位)
13.(2021高二上·大连期中)有一电动势E约为12V,内阻r在20~50W范围内的电源,其允许的最大电流为100mA,为测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示的电路进行实验,图中电压表的内电阻很大,对电路的影响可以不计;R为电阻箱,阻值范围为0~999W;R0为保护电阻。
(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格,本实验应选用___________。
A.400W,1.0W B.100W,1.0W C.50W,1.0W D.10W,2.5W
(2)该同学按照图甲所示的电路图,R0为已知,连接实验电路,接好电路后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值R,读出电压表的示数U,再改变电阻箱阻值,取得多组数据,以 为横坐标,以 为纵坐标,代入数据可画出如图乙所示图像,用b表示图线与纵轴的截距,用k表示斜率。则 (   ), (   )用所给的字母表示)。
(3)若电压表的内阻不是很大,那么(2)中所得出的电动势E会   (填“大于”或“小于”或“等于”)真实的电动势。
14.某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻,电路图如图甲所示(每一次切换开关S2需重新连接电表),闭合开关S1,当单刀双掷开关S2拨向上端,改变滑动变阻器的阻值得到如图乙中的U-I图像的a图线;当单刀双掷开关S2拨向下端,改变滑动变阻器的阻值得到如图乙中的U-I图像的b图线。
(1)可供选择的器材有:
A.电流表A(0~0.6A)
B.电压表V1(0~ 3V)
C.电压表V2(0~15V)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω)
E.滑动变阻器R2(0~ 200Ω)
实验中电压表应选用   ,滑动变阻器应选用   。(填器材前的字母标号)
(2)干电池电动势的真实值E=   ,内阻的真实值r=   。
(3)假设电流表的内阻为
,电压表的内阻为
,干电池的内阻为r,图乙的A、B图线的交点的电压和电流的比值
   。
15.(2021高三上·赤峰月考)某学习小组利用如图1所示的电路测量多用电表内欧姆“×1”挡内部电池的电动势E和多用电表欧姆“×1”挡的内阻r, 为滑动变阻器,V为电压表(量程0~2V,内阻约 )。实验步骤如下:
(1)将多用电表的选择开关调到“×1”挡,将图1中多用电表的黑表笔与   (填“1”或“2”)端相连。
(2)两表笔与1、2正确连接后,改变滑动变阻器接入电路的阻值,某次实验中多用电表和电压表的读数分别如图2、图3所示,多用电表的读数为    ,电压表的读数为   V。
(3)多次改变滑动变阻器接入电路的阻值,记录多用电表的读数R和电压表的读数U,并在计算机上显示出如图4所示的 图线,则E=   V,r=    。(计算结果保留三位有效数字)
16.(2021高二下·番禺期末)某同学要测量干电池的电动势和内阻,实验室提供的实验器材们:两节干电池,定值电阻 ,电流表( ),灵敏电流计G(满偏电流 、内阻 )、滑动变阻器 ,电阻箱 ,电键S,导线干。
(1)实验中,将灵敏电流计与电阻箱串联,改装成量程为 的电压表,电阻箱接入电路的阻值为    。
(2)该同学根据提供的器材,连接了部分电路,请用笔画线代替导线将实验电路图甲连接完整。
(3)电路中的定值电阻 的作用是   。
(4)闭合电键,调节滑动变阻器,测得多组灵敏电流计的示数 和电流表的示数 ,作出 图像如图乙所示。则电源的电动势    V(保留两位有效数字)。
17.(2020高二上·天津期中)
(1)用游标卡尺测量某些工件的外径时,示数如图甲所示,则读数为   mm;
(2)用螺旋测微器测量合金丝的直径,示数如图乙所示,则合金丝的直径为   mm。
(3)某同学为了测定一只电阻的阻值,采用了如下方法:
用多用电表(图丙)粗测:多用电表电阻档有4个倍率:分别为 、 、 、 ,该同学选择 倍率,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太小。
①为了较准确地进行测量,应该选择   倍率(选填“ ”、“ ”、“ ”),并重新欧姆调零,正确操作测量并读数,若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示,测量结果是    。
②该同学用伏安法继续较精确地测定这只电阻的阻值,使用器材如下:
A.直流电源(电压3V,内阻不计)
B.电压表V(量程: ,内阻约为 )
C.电流表A(量程: 、内电阻约 )
D.滑动变阻器一只,阻值
F.电键一只,导线若干
若要求实验过程电压表的读数能够从零开始调节,以下电路图应该选择   电路。
A. B.
C. D.
(4)测定一节电池的电动势和内阻,电路如图甲所示,MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,定值电阻 。调节滑片P,记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x,绘制了 图象如图乙所示。
①由图乙求得电池的电动势E=   V,内阻r=   Ω。
②实验中由于电表内阻的影响,电动势测量值   其真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
③根据实验数据可绘出 图象,如图丙所示。图象斜率为k,纵轴截距为b,测得电阻丝直径为D,可求得电阻丝的电阻率ρ=   ,电流表的内阻为   。
18.(2020高二上·徐州期中)某兴趣小组网购了一个多晶太阳能电池板,由于标签缺失,现欲测其电动势及内阻,操作如下:
(1)他们选用量程为15V的电压表直接测量电池两极间的电压,电表指针位置如图1所示,则电池电动势约为   V;
(2)为进一步测量内阻,他们拟用图2所示的电路完成实验,若图中为理想电压表,则电池电动势E、内阻r、电压表示数U、电阻箱示数R之间的关系式为   ;
(3)连接电路后,他们完成了下表中数据的测量与计算,然后以U为纵坐标、 为横坐标作出如图3所示的图线,则内阻的测量值为   Ω;(保留3位有效数字)
U/V 12.9 12.3 11.0 7.8 5.2
R/Ω 37.9 23.7 11.2 4.3 2.0
/A 0.34 0.52 0.98 1.81 2.60
(4)他们又用图3的纵截距作为电动势的测量值,则电动势的测量值E测   (填“>”“<”或“=”)电动势的真实值E真;若电压表的真实内阻为RV,电池的真实内阻为r,则    (用RV、r表示)。
19.(2020·北京)用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为1Ω)。其中R为电阻箱,电流表的内电阻约为0.1Ω,电压表的内电阻约为3kΩ。
(1)利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r,所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势 和内电阻 。若电流表内电阻用 表示,请你用E、r和RA表示出 、 ,并简要说明理由。
(2)某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中,实线是根据实验数据(图甲:U=IR,图乙: )描点作图得到的U-I图像;虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。
在图3中,对应图甲电路分析的U-I图像是:   ;对应图乙电路分析的U-I图像是:   。
(3)综合上述分析,为了减小由电表内电阻引起的实验误差,本实验应选择图1中的   (填“甲”或“乙”)。
20.(2018·覃塘模拟)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甲所示。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关系如图乙中的直线Ⅰ所示,则电池组的电动势为   V,内电阻阻值为   Ω。
(3)为了测量定值电阻的阻值,应在图甲中将“A”端重新连接到   点 (选填“B”“C”“D”或“E”),所得到的U-I关系如图乙中的直线Ⅱ所示,则定值电阻的阻值为   Ω。
21.(2017·黑龙江模拟)现有一摄像机电池,无法从标签上看清其电动势等数据.现进行如下实验操作:
(1)选取多用电表的直流电压10V挡,将两表笔直接接到电池的正、负两极,指针偏转情况如图1,由此可知其电动势约为    V.是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测其内阻,答:   (选填“可以”或“不可以”)
(2)现要更加准确测量其电动势和内电阻,实验室备有下列器材:
A.电流表(量程0.6A,内阻为3Ω)
B.电压表(量程3V,内阻为3kΩ)
C.电压表(量程30V,内阻为30kΩ)
D.定值电阻R1=500Ω
E.定值电阻R2=5000Ω
F.滑动变阻器(阻值范围0~30Ω)
G.开关及导线
①该实验中电压表应选   ,定值电阻应选   (均选填选项前的字母序号).
②在图2方框中画出实验电路图,并将图3实物连线图补充完整   .
③若将滑动变阻器滑到某一位置,读出此时电压表读数为U,电流表读数为I,则电源电动势和内阻间的关系式为   .
22.(2017·河北模拟)某同学要测某新型手机电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示的电路,电路中R0为定值电阻,阻值大小为3.5Ω.
(1)请按电路图完成图乙中实物图的连接.
(2)闭合开关S前,应先将实物图中的滑动变阻器的滑片移到最   (填“左”或“右”端),电路中定值电阻R0的作用是   .
(3)闭合S,调节滑动变阻器的滑片,测出多组电流表和电压表的值,作出U﹣I图象如图丙所示,则电池的电动势E=   V,电池的内阻r=   Ω.
(4)本实验由于存在系统误差,使得电动势的测量值比真实值   (填“大”或“小”),电池内阻的测量值比真实值   (填“大”或“”).
23.(2017·沈阳模拟)测一节干电池的电动势E和内阻r.某同学设计了如图a所示的实验电路,已知电流表内阻与电源内阻相差不大.
⑴连接好实验电路,开始测量之前,滑动变阻器R的滑片P应调到   (选填“a”或“b”)端.
⑵闭合开关S1,S2接位置1,改变滑片P的位置,记录多组电压表、电流表示数.
⑶重复(1)操作,闭合开关S1,S2接位置2,改变滑片P的位置,记录多组电压表、电流表示数.
⑷建立U﹣I坐标系,在同一坐标系中分别描点作出S2接位置1、2时图象如图b所示.
①S2接1时的U﹣I图线是图b中的   (选填“A”或“B”)线.
②每次测量操作都正确,读数都准确.由于S2接位置1,电压表的分流作用,S2接位置2,电流表的分压作用,分别测得的电动势和内阻与真实值不相等.则由图b中的A和B图线,可得电动势和内阻的真实值,E=   V,r=   Ω.
24.(2017·镇江模拟)某研究性学习小组在测量电池组的电动势和内电阻中.利用了如下实验器材:电压表,电阻箱(阻值范围0~999.9Ω);开关、导线若干.
(1)用笔画代替导线,请将图1甲中器材连接成实验电路;
(2)某同学开始做实验,先把变阻箱阻值调到最大,再接通开关,然后逐次改变电阻箱接入电路的阻值R,读取与R对应的电压表的示数U,并将相应的数据转化为坐标点描绘在U﹣ 图中.请将图1乙、丙中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图2所示的坐标系中(用“+”表示),并画出U﹣ 图线;
(3)根据图2中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值E=   V,内电阻测量值r=   Ω.(保留3位有效数字)
(4)不同小组的同学分别用不同的电池组(均由同一规格的两节干电池串联而成)完成了上述的实验后,发现不同组的电池组的电动势基本相同,只是内电阻差异较大.同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究,对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系,以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了如图3所示的P﹣R和P﹣U图象.若已知甲电池组的内电阻较大,则下列各图中可能正确的是   (选填选项的字母).
25.(2017·泰安模拟)在测定电源电动势和内电阻的实验中,实验室提供了合适的实验器材.
(1)甲同学按电路图a进行测量实验,其中R2为保护电阻,则
①请用笔画线代替导线在图(b)中完成电路的连接   ;
②由电压表的读数U和电流表的读数I,画出U﹣I图线如图c所示,可得电源的电动势E=   V,内电阻r=   Ω.
(2)乙同学误将测量电路连接成如图d所示,其他操作正确,由电压表的读数U和电流表的读数I,画出U﹣I图线如图e所示,可得电源的电动势E=   V,内电阻r=   Ω.(结果保留2位有效数字)
26.(2017·溧水模拟)在“测定电源电动势和内阻”的实验中,实验室仅提供下列实验器材:
A.两节旧干电池,每节电动势约1.5V
B.直流电压表Vl、V2,量程均为0~3V,内阻约3kΩ
C.电流表,量程0~0.6A,内阻小于1Ω
D.定值电阻R0,阻值2Ω
E.滑动变阻器R,最大阻值15Ω
F.导线和开关若干
(1)请根据连接的实物图甲,在图乙虚线框中画出对应的电路图;
(2)根据图甲电路进行实验,测得多组U、I数据,作出U﹣I图象,求出电动势和内阻的值均小于真实值,其产生误差的原因是   .
(3)实验过程中,由于电流表发生了故障,某同学又设计了图丙所示的电路测定电源的电动势和内阻,实验中移动滑动变阻器触头,记录Vl和V2的值如表所示,用测出的数据在图丁中绘出U1﹣U2图线.
组数 1 2 3 4 5 6
电压U1/V 0.80 1.25 1.53 1.72 1.87 1.98
电压U2/V 1.60 1.87 2.04 2.15 2.24 2.31
(4)由图线可得被测电池组的电动势E=   V,内阻r=   Ω.(结果保留两位有效数字)
27.(2017·锦州模拟)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件,某同学用图1所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系,图中R0为已知定值电阻,电压表视为理想电压表.
(1)若电压表V2的读数为U0,则I=   .
(2)实验一:用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U﹣I曲线a,见图2,由此可知电池内阻   (填“是”或“不是”)常数,短路电流为   mA,电动势为   V.
(3)实验二:减小实验一中光的强度,重复实验,测得U﹣I曲线b,见下图.当滑动变阻器的电阻为某值时,若实验一中的路端电压为1.5V,则实验二中外电路消耗的电功率为   mW(计算结果保留两位有效数字).
28.(2017·淮北模拟)某探究小组采用如图甲所示的电路测定一节干电池的电动势和内阻时,发现量程为3V的电压表出现故障不能正常使用,实验台上有一个量程为500μA,内阻Rg=200Ω灵敏电流计 和一个电阻箱R(0~9999Ω.
(1)为了把灵敏电流计改装成量程为2V的 电压 表继续实验,电阻箱R应调整至   Ω.
(2)探究小组中一个同学用灵敏电流计和电阻箱设计了如图乙所示的实验电路,同样测出了干电池的电动势和内阻.
①多次调节电阻箱,记录灵敏电流计 的示数I和电阻箱的阻值R,电源的电动势和内阻分别用E和r表示,则 和R的关系式为   .
②然后以 为纵坐标,以R为横坐标,做出 ﹣R图线为一直线,如图丙所示,测得直线在纵轴上的截距b=134,直线的斜率k= ,则该电池的电动势E=   V,内阻r=   Ω.
29.(2017·山西模拟)用下列器材组装成一个电路,既能测量出电池组的电动势E和内阻r,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线.
A.电压表V1(量程6V、内阻很大)
B.电压表V2(量程3V、内阻很大)
C.电流表A(量程3A、内阻很小)
D.滑动变阻器R(最大阻值10Ω、额定电流4A)
E.小灯泡(2A、5W)
F.电池组(电动势E、内阻r)
G.开关一只,导线若干
实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测量后发现:若电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小.
(1)请将设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整.
(2)每一次操作后,同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数,组成两个坐标点(I1,U1)、(I2,U2),标到U﹣I坐标中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图乙所示,则电池组的电动势E=   V、内阻r=   Ω.(结果保留两位有效数字)
(3)在U﹣I坐标中两条图线在P点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为   Ω(结果保留两位有效数字).
30.(2017·岳阳模拟)在“测量电源电动势”的实验中,实验室提供的器材如下:待测电源E(放电电流不能太大),电压表(量程大于待测电源的电动势),标有长度的均匀电阻丝ab电阻约15Ω,开关S,一端连有鳄鱼夹P的导线1,其它导线若干.
(1)实验中,用导线1、2、3、4、5和6按图1所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好,闭合开关之前,鳄鱼夹P应置于   (填“a”或“b”)端.
(2)闭合开关后,反复改变鳄鱼夹P的位置,电压表都有较大的示数但不变,则断路的导线为   (填数字代号)
(3)排除故障后,闭合开关,改变鳄鱼夹P的位置,读出多组电压表读数U,和对应aP间的电阻丝长度L,由测得的数据,绘出了如图2所示的图线,则电源电动势E=   V,(计算结果保留三位有效数字).应用该实验中的数据   (填“能”或“不能”)测出该电源的内阻r.
答案解析部分
1.【答案】B,D
【知识点】电容器及其应用;含容电路分析;电路动态分析;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:A、当S闭合时,电容器电压为U,则: ①
对带电小球受力分析得: ②
联立①②式解得: ,A不符合题意 ;
B、断开S,电容器电压为U′,则: ③
由牛顿第二定律知: ④
向下运动的位移 : ⑤
联立③④⑤得: ,B符合题意;
C、电键S闭合时,电容器带电量 ⑥
电键S断开后,电容器的带电量 ⑦
流过 的电荷量 = ,C不符合题意;
D、小球与极板碰撞速度大小为v, ⑧
碰后 ⑨
得 ⑩
碰前根据牛顿第二定律:
碰后根据牛顿第二定律:
其中
联立解得: ,D符合题意;
故答案为:BD
【分析】该题目主要考察的是含容电路的动态分析和电容器的内容,主要是通过受力分析来求解,难度比较大。
2.【答案】(1)A2;R2
(2)25
(3)
(4)相同;不同
【知识点】伏安法测电阻;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)由题意可知,电动势为6V,而电阻约为数十欧姆,为了保证实验的安全,电流表应选择A2;
由电路图可知,滑动变阻器起调节电流的作用,5Ω的电阻小于待测电阻较多,故只能选择R2;
(2)图象的表达式,可得图象的斜率表示电源的内阻,则内阻为
(3) 接Rx改接在B、C之间,由题意可知,等效内阻为,解得
(4)Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,此时电路中的总电阻相等,故电流表的变化范围相同。电压表测的是路端电压,两种情况等效内阻不同,故电压表的变化范围不同。
【分析】(1)对于仪器选择类问题,根据实验的原则安全,简洁,环保出发,为了保证实验的安全,电流表应选大量程,滑动变阻器起调节电流的作用,5Ω的电阻小于待测电阻较多,故选择大电阻;
(2)根据图象我们可以得到一次函数的表达式,可知图象的斜率表示电源的内阻;
(3)当把接Rx改接在B、C之间,相当于增加电源的内阻;
(4)Rx接再什么位置对总电阻没有影响,但是电压表所测的电压不一样,所以斜率意义不同。
3.【答案】(1)
(2)
(3)0.9/1.0/1.1;5.4/5.5/5.6
(4)2.9/3.0/3.1;0.4/0.5/0.6
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)当电阻箱阻值为零时,此时回路中的电流是大于200mA的,所以需要将电阻与电流表A并联。
(2)据闭合回路的欧姆定律得:,
整理得;
(3)将所描的点用直线连接,在图线上取两点可求得斜率,;
截距;
(4)结合所推导的关系式,得;
截距,得。
【分析】(1)保护电路安全,故不能超过电表量程;
(2)根据闭合回路欧姆定律推导表达式;
(3)根据图像求出斜率与截距的数值;
(4)根据表达式中斜率与电源电动势的关系,求出电动势;据截距与电源内阻的关系,求出电源内阻。
4.【答案】(1)2/3
(2)0.6
(3)6.0;2.7
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)设欧姆表内的电源电动势为,满偏电流为,其内阻为,当欧姆表测量电阻R0时,欧姆表指针恰好偏转到满刻度的,由闭合电路欧姆定律得:。当欧姆表测量电流表A内阻时,同理可得,又,,,联立解得,即当欧姆表两表笔与电流表A相连时,欧姆表指针将偏转到满刻度的;
(2)将定值电阻R0与电流表并联进行改装,改装后的量程最大值为,故改装后的量程为;
(3)根据(2)的分析可知,电流表的量程扩大到了3倍,则电流表读数为I时,流过电源的电流为3I,根据闭合电路欧姆定律得:,所以,根据图像图像可知,图像的斜率为:,图像的纵截距为,解得,。
故答案为:(1);(2)0.6;(3)6.0 2.7
【分析】(1)根据欧姆表的测量原理,以及指针偏角与电流成正比解答;
(2)扩大电流表的量程需要并联分流电阻,根据改表的原理解答;
(3)根据闭合电路欧姆定律和图像的斜率与纵截距求解,注意干路电流与电流表测量电流存在倍数关系。
5.【答案】(1)A;甲
(2)
(3)2.95;0.90
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)由丙图可知,电流表应选C;电源内阻较小,为减小实验误差,相对于电源来说电流表应采用外接法,所以应选甲;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的电阻应该最大,即滑片P应置于滑动变阻器的b端;
(3)根据图像可知,电池组的电动势为:,内阻为:。
故答案为:(1)C 甲;(2)b;(3)2.95 0.90
【分析】(1)干电池内阻较小,为减小实验误差,相对于电源来说电流表采用外接法;
(2)滑动变阻器采用限流接法,为保护电路,闭合开关前滑片要置于最大阻值处;
(3)根据图像求解。图像与纵轴交点表示电池组的电动势,图像的斜率表示电池组内阻和定值电阻的和。
6.【答案】(1)0.04
(2)B
(3)58000
(4)
(5)0.900-1.00;1.49
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1) 如图乙所示,则电流表读数为0.04A。
(2)根据题意,滑动变阻器接入电路阻值变化时,电流变化很小,说明滑动变阻器接入电路的阻值一直很大,则原因可能是滑动变阻器最大阻值过大。
故答案为:B。
(3)根据串并联关系
解得
(4)根据题给数据,作图如下
(5) 根据闭合电路欧姆定律
结合图像可知
【分析】(1)根据电流表的读数原理进行读数;
(2)根据闭合电路欧姆定律得出电流表示数变大的原因;
(3)结合串联电路的特点得出串联的电阻;
(4)利用描点法做出U-I图像;
(5)根据闭合电路欧姆定律以及图像得出电源的电动势以及电源的内阻。
7.【答案】(1)a
(2)0.29
(3)2.7;2.0
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)将分别接到b时,可把电流表的内阻等效为电源的内阻,则内阻的测量值偏大,即关系图像的斜率较大,即右侧直线的图像的斜率偏小,则开关接到a时,得到的实验结果。
(2)电流表的最小刻度为0.02A,所以读数为0.29A。
(3) 将分别接到b时,相当内接法,即左侧直线的图像,测量的电动势没有误差,根据方程
可得
将分别接到a时,相当外接法,即右侧直线的图像,测量电路的短路电流时电流测量值没有误差,根据方程
可得短路电流
电源的内阻为
【分析】(1)根据电路的动态分析以及U-I图像得出 接的位置;
(2)利用电流表的读数原理进行读数;
(3)分别接到ab时根据比黑单路欧姆定律得出U-I图像,结合图像得出电源的电动势以及电源的内阻。
8.【答案】(1)
(2)
(3)2.0;1.5
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)根据电表改装原理,有
解得
(2)根据电路图连接如下
(3)根据题意,电表量程扩大6倍,通过电阻箱的电流为6I,改装后的电流表内阻为
根据闭合电路欧姆定律
结合斜率
,纵轴截距
,可得

【分析】(1)根据电表的改装原理以及并联电路的分流得出选择的定值电阻;
(2)根据测某一电源的电动势E和内阻r的原理连接电路图;
(3)根据并联电路总电阻的求解以及闭合电路欧姆定律得出1/I-R的关系式,结合图像得出电源的电动势以及内阻。
9.【答案】(1)1.5;0.75
(2)C;E
(3)0.72
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)由U-I图线,知干电池电动势E=1.5V,内电阻:
(2)由题意知,为减小实验误差、方便调节,滑动变阻器应选用分压式接法,又灯泡电阻较小,电流表应采用外接法,因此应选取的电路为C,由于滑动变阻器采用分压接法,故其总阻值不宜太大,应与待测灯泡的阻值相当,所以滑动变阻器应选取E.
(3)图线a、b的交点坐标(1.2,0.6)分别对应灯泡工作时的实际电流和实际电压值,所以:
【分析】(1)根据U-I图像以及表达式得出该电池的电动势以及内阻;
(2)为了减小误差以及方便操作进行选择电路,结合电路中的电阻关系选择滑动变阻器;
(3)利用功率的计算得出 小灯泡的实际功率。
10.【答案】(1)A;D
(2)
(3)0.94;1.3×103
(4)=;>
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)由题意可知,电路中最大电流
为了能精确测量,故电流表选择A,由于电池内阻较大,为了能多次测量,所以电阻箱选择最大阻值较大的D;
(2)电路图如图所示
(3)由闭合电路欧姆定律得
整理得
可得图像斜率
图像纵轴截距
代入数据解得
(4)由
可知电动势由斜率测出,与电流表内阻无关,所以
由于电流表内阻不能确定,实验中忽略了电流表的内阻,实际应为
可得 可知
【分析】(1)根据欧姆定律得出电路中的最大电流,从而选择电流表和滑动变阻器;
(2)根据实验原理画出电路图;
(3)利用闭合电路欧姆定律以及电流倒数与R的图像得出电源 的电动势以及电源内阻;
(4)利用(3)中电流倒数与电阻的关系进行分析判断实测值与真实值的大小关系。
11.【答案】(1)
(2);4.5;1.5
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)由闭合电路欧姆定律可得
(2)由于电流传感器1的示数I1总是远远小于电流传感器2的示数I2,可以将I2看成干路电流。
由闭合电路欧姆定律可得
整理得
对比图像可得,斜率为
在纵轴的截距为
解得 ,
【分析】(1)根据闭合电路欧姆定律得出电池组的电动势;
(2)利用闭合电路欧姆定律得出得出 I1一I2 的关系式,结合图像得出电池组的电动势和内阻。
12.【答案】(1)甲
(2)B;D
(3)1.45;1.30
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1) 一般干电池的内阻较小,且远小于电压表的内阻,选择图甲时电压表的分流很小,误差小。而图乙电流表内阻与电源内阻相当,则电流表的分压较大,误差大,综合考虑,应选图甲进行实验。
(2)一节干电池的电动势约为,则电压表应选B;
为方便实验操作,滑动变阻器应选D;
(3)根据闭合电路欧姆定律有
则该电池的电动势为图线的纵轴截距,即
电源的内阻为图线斜率的绝对值,即
【分析】(1) 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻 的实验原理进行判断所需要的的实验电路;
(2)利用电池的电动势选择电压表;根据实验的可操作性选择滑动变阻器;
(3)根据闭合电路欧姆定律得出U-I的表达式,从而得出电源的内阻。
13.【答案】(1)B
(2);
(3)小于
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)电阻箱接入电路的阻值为零时电路电流最大,为100mA,由闭合电路欧姆定律得
解得
内阻r在20~50W范围内的电源,代入数据解得, 在 内,故应选B。
(2)由图甲电路图可知,电源电动势

整理得
可得图像的斜率
纵轴截距

(3)电压表内阻不是无限大,并联电阻实际值比单个电阻值小,实际值比测量值小,因为电阻不是无限大,当 时,R为无穷,此时电压表接入电路,电压表示数小于电动势,所以测量值小于真实值。
【分析】(1)根据闭合电路欧姆定律得出的表达式,从而选择定值电阻;
(2)根据闭合电路欧姆定律得以及 - 图像得出电源的电动势以及内阻;
(3)根据电路的分析判断电动势的变化情况。
14.【答案】(1)B;D
(2);
(3)
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)由于干电池的电动势约为1.5V,所以应选电压表
,电压表
的量程太大,误差太大,故答案为:B。
滑动变阻器应选用阻值较小的滑动变阻器
,故答案为:D。
(2)当单刀双掷开关
拨向上端,根据闭合电路欧姆定律

由图线可知,电流趋近于0时,
当单刀双掷开关
拨向下端,由
电压趋近于0时

(3)当单刀双掷开关 拨向上端时,有
当单刀双掷开关S2拨向下端,有
联立可得
【分析】(1)根据电动势的大小选择电压表,滑动变阻器应选用阻值较小的滑动变阻器;
(2)当开关拨向上端或下端时根据闭合电路欧姆定律得出电动势的真实值以及内阻的真实值;
(3)单刀双掷开关拨向上下端时根据闭合电路欧姆定律得出 A、B图线的交点的电压和电流的比值 。
15.【答案】(1)1
(2)20;0.85
(3)1.43;13.7
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)欧姆表内部黑表笔接电源的正极,则应将图1中多用电表的黑表笔与“1”端相连。
(2)多用电表接“×1”挡,所以读数为20×1Ω=20Ω
电压表量程0~2V,所以读数为0.85V。
(4)由闭合电路欧姆定律可得
解得
由图像可知
解得E=1.43V
r=13.7Ω
【分析】(1)欧姆表内部黑表笔接电源的正极;
(2)根据多用电表的读数规律进行读数;
(3)利用闭合电路欧姆定律以及结合 的图像得出电动势和电源内阻的大小。
16.【答案】(1)19850
(2)
(3)防止短路,保护电路
(4)2.9
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1) 将灵敏电流计改装成量程为4V的电压表,电阻箱接入电路的阻值为
改装后的电压表内阻
(2) 将电流表与滑动变阻器串联接在电路两端,灵敏电流计与电阻箱串联充当电压表与滑动变阻器和电流表并联,电路连线如图
(3) 电路中的定值电阻R0的作用是保护电路,防止短路
(4) 根据闭合电路欧姆定律可得
变形可得
当I2=0时,即滑动变阻器相当于断路,从图像纵截距读出电流
电动势为
【分析】(1)根据串并联电路的特点从而求出电阻箱接入电路的阻值;
(2)根据根据实验原理连接实验电路图;
(3)定值电阻R0的作用是保护电路,防止短路;
(4)结合闭合电路欧姆定律求出回路中电流的表达式,从而求出电动势的大小。
17.【答案】(1)50.15
(2)0.410
(3);8000;D
(4)1.49;0.5;小于;;b
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;导体电阻率的测量;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)游标卡尺的读数为 (2)合金丝的直径为 (3)选择 倍率,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太小,说明欧姆表盘读数较大,应选择较大的倍率,减小欧姆表读数,增大指针偏角,故选择 倍率。欧姆表读数为 由于
待测电阻属于大电阻,所以电流表采用外接法;由于滑动变阻器较小且需要测出多组电压电流值,滑动变阻器应采用分压式接法,故答案为:D。(4)电源电动势即为乙图中的纵轴截距,为1.49V;将定值电阻和电源视为整体,则乙图中的图线的斜率绝对值即为整体的阻值,有
解得 当电流表的电流为零时,电压表示数为 ,即为电动势测量值,但是由于电压表的分流作用,此时电源中的电流不为零,电源分到的电压不为零,故测量值小于真实值。根据欧姆定律有
联立得
根据数学知识可知,图象的斜率
变形得电阻率
纵轴截距即为电流表内阻,即
【分析】游标卡尺和螺旋测微器的使用,多用电表中欧姆档的倍率选择、欧姆调零。分压式电路特点:从0开始。以及闭合电路欧姆定律中的图象问题,U-I图象中截距是E,斜率是r。
18.【答案】(1)14.0
(2)
(3)3.33(3.30~3.50)
(4)<;
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)电压表量程为15 V,精确度为0.5V,估读到0.1V,则电压表读数14.0 V;
(2)根据闭合电路欧姆定律 ,整理得
(3)由图象可知斜率的绝对值等于内电阻,为
(4)该交点相当于外电阻R调到 时,电压表的读数,由于电压表不是理想电压表,测量值相当于电压表分得的电压值
将上式测量值代入,得
【分析】(1)利用电压表的读数方法读出电池电动势;
(2)结合闭合电路欧姆定律推导出电池电动势E、内阻r、电压表示数U、电阻箱R之间的表达式
(3)根据图3图象的物理意义可知电源内阻;
(4)根据图3的纵截距作为电动势的测量值,实际上测的是电压表两端的电压,即就是电源的电动势,所以测量值小于实际值。
19.【答案】(1) , ,将电源和电流表视为等效电源,电源电动势是电源本身具有的属性,电流表不具有产生电动势的本领,所以等效电源的电动势仍然为
而电流表的内阻和电动势的内阻作为等效电源的内阻,即
(2)C;A
(3)乙
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)将电源和电流表视为等效电源,电源电动势是电源本身具有的属性,电流表不具有产生电动势的本领,所以等效电源的电动势仍然为
而电流表的内阻和电动势的内阻作为等效电源的内阻,即 (2)对甲图,考虑电表内阻时,根据闭合电路欧姆定律得
变形得
直接通过实验获得数据,可得
图像与纵轴截距均为电源电动势 ,虚线对应的斜率大小为 ,实线对应的斜率大小为 ,所以对应图甲电路分析的 图像是C;对乙图,考虑电表内阻时(即虚线对应的真实情况),根据闭合电路欧姆定律得
变形得
直接通过实验获得数据,可得
虚线对应的斜率大小为 ,实线对应的斜率大小为 ,虚线对应的纵轴截距为 ,实线对应的纵轴截距为 ;两图线在 时,对应的短路电流均为 ,所以对应图乙电路分析的 图像是A。(3)图甲虽然测量的电源电动势准确,但电流表分压较为明显,所以内阻测量的误差很大;图乙虽然电动势和内阻测量均偏小,但是电压表内阻很大,分流不明显,所以电动势和内阻的测量误差较小,所以选择图乙可以减小由电表内电阻引起的实验误差。
【分析】(1)等效电源的电压等于电源电压,内阻等于两电阻之和;
(2)对于电源的伏安特性曲线来说,图像与纵坐标的交点为电源的电动势,图像斜率的相反数为电源的内阻;
(3)电压表分流不明显,对电动势和内阻的影响比较小。
20.【答案】(1)C
(2)2.8;2
(3)D;3
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)分析图(a),共有两个传感器其中一个已经串联在电路,说明为电流传感器,那么没有连接完整的就是电压传感器,测量路端电压,并联在电路中,所以a端接入C接线柱。(2)根据串并联电路路端电压和电流电动势关系可得 , 图像与纵轴的截距即电动势,所以 ,斜率即内阻即 。(3)由于电压传感器左端已经接入电源负极,所以电压传感器右端接入C则电压表等于路端电压,无法测量定值电阻,又无法测量定值电阻电压,所以改而滑动变阻器电压,接入D接线柱。此时,电压表示数 , 图像斜率即 ,可得定值电阻阻值 。
【分析】未接入的传感器为电压传感器,并联在电路中,所以应该接入C接线柱;根据可知,图像与纵轴的交点即为电源电动势,斜率为电源内阻;电压传感器测量滑动变阻器电压,根据,代入数据计算可得。
21.【答案】(1)7.2;不可以
(2)B;E;如图所示 ;
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)电压表量程为10V,则最小分度为0.2V,故读数为7.2V;因多用电表内部有电源,外部电动势将影响电路中的电流;故不能用欧姆表直接测量多用电表的内阻;(2))①因电源的电压约为7.20V,电压表量程只有3V,故应串联阻值较大的定值电阻扩大量程,故定值电阻应选择R2;
改装前电压表表盘的满偏电流I= =1×10﹣3A,改装后量程变为U=I(RV+R2)=1×10﹣3×(3000+5000)V=8V
即变为改装前的 ,若改装后某次测量电压(表盘未换)示数为1.50V,则实际待测电压为1.5V× =4.00V;②根据使用改装后的电压表测量电压,得出对应的原理图如图所示;根据原理图可得出对应的实物图如图所示;
③设电压表示数为U,此时路端电压U= ,通过电源的电流I总= ,则由闭合电路欧姆定律得:
E= ;
故答案为:(1)7.2; 不可以(2)①B; E; ②如图所示;③
【分析】(1)由电表的量程可明确最小分度,则可得出对应的读数;根据多用电表的原理可明确能否测出电阻值;(2)①根据电压表量程可明确能否满足实验要求,再根据改装原理选择电阻,计算出改装后的量程,算出示数为1.50V,实际待测电压的值;②根据实验原理可明确电路图,根据原理图可明确实物图;③根据闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式.
22.【答案】(1)解:如图所示:
(2)左;保护电路
(3)3.8;0.5
(4)小;小
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)根据原理图可得出对应的实物图,如图所示;(2)为了让电流由最小值开始调节,滑动变阻器的滑片开始时应滑到最左端;
电路中定值电阻的作用是保护电路,防止电源发生短路;(3)根据闭合电路欧姆定律可知,U=E﹣I(R0+r),由图可知,电源的电动势E=3.8V,
图象的斜率表示内电阻与定值电阻之和:
故r+R0= =4Ω;
则r=0.5Ω;(4)保护电阻等效到电源的内部,电压表测的电压为外电压,电流表所测的电流偏小,作出U﹣I图线的测量图线和实际图线,虚线表示实际图,
从图线可以看出,电动势和内阻的测量值均小于真实值.
故答案为:(1)如图所示(2)左;保护电路;(3)3.8;0.5(4)小;小
【分析】(1)根据电路图逐一顺次连接实物图.
(2)明确电路结构,各用电器之间的串并联关系,结合题目已知根据安全要求进行分析,明确电阻的作用以及滑片开始时的位置;
(3)U-I图线的纵轴截距表示电源的电动势,图线斜率的绝对值表示内阻.将保护电阻等效到电源的内部;
(4)作出U-I图线的测量图线和真实图线,比较电动势和内阻的测量值和真实值的大小
23.【答案】a;B;1.50;1.50
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)为保护电流表,实验开始前,应将滑片p置于电阻最大的a端;(4)①当 接1位置时,可把电压表与电源看做一个等效电源,根据闭合电路欧姆定律 可知,电动势和内阻的测量值均小于真实值,所以作出的U﹣I图线应是B线;
测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差,原因是电压表的分流.
②当 接2位置时,可把电流表与电源看做一个等效电源,根据闭合电路欧姆定律E= 可知电动势测量值等于真实值,U﹣I图线应是A线,即 = =1.50V;
由于 接1位置时,U﹣I图线的B线对应的短路电流为 = ,所以 = = = =1.50Ω;
故答案为:(1)a;(3)①B;②1.50,1.50
【分析】(1),为保护电流表滑动变阻器接入电路的电阻值应该最大.
(2)测电源电动势和内电阻时,电流表内接法和外接法予测电阻时的内接法和外接法,刚好完全相反。
24.【答案】(1)
(2)
(3)2.93;1.30
(4)BC
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)根据原理图可连接对应的实物图,如图1所示;(2)根据描出的点用直线将各点拟合,得出图象如图2所示;(3)根据闭合电路欧姆定律可得:U=E﹣ r
则可知,图象与纵轴的交点表示电源的电动势,故E=2.93V;图象的斜率表示内阻,故有:r= =1.30Ω;(4)⑤A、根据电源的输出功率规律可知,当内外电阻相等时输出功率最大,如果外电阻大于内电阻时,随着电阻的增大,输出功率将越来越小,由P= 可知,电动势相同,内阻越小的乙输出功率越大,B图合题意,A不符合题意;
C、当内阻和外阻相等时,输出功率最大;此时输出电压为电动势的一半.由A的分析可知,乙输出的功率比甲的大;而当外电路断开时,路端电压等于电源的电动势,此时输出功率为零;C符合题意,D不符合题意.
故答案为:BC.
故答案为;(1)如图1所示;(2)如图2所示;(3)2.93,1.30;④(4)BC.
【分析】(1)根据原理图可连接画出实物图;
(2)根据描出的点即可以得出对应的图象;
(3)根据闭合电路欧姆定律进行,由图象列方程组可求得电源的电动势和内电阻;
(4)当电源内外电阻相等时电源的输出功率最大.
25.【答案】(1);2.8;0.60
(2)3.0;0.50
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)①根据原理图可得出对应的实物图,如图所示;
②根据闭合电路欧姆定律可得:
U=E﹣Ir
则由数学规律可知,电动势E=2.8V;r= = =0.60Ω;(2)由乙同学的电路接法可知,R1左右两部分并联后与R2串联,则可知,在滑片移动过程中,滑动变阻器接入电阻先增大后减小,则路端电压先增大后减小,所以出现图e所示的图象,则由图象可知,当电压为2.5V时,电流为0.5A,此时两部分电阻相等,则总电流为I1=1A;而当电压为2.4V时,电流分别对应0.33A和0.87A,则说明当电压为2.4V时,干路电流为I2=0.33+0.87=1.2A;
则根据闭合电路欧姆定律可得:
2.5=E﹣r
2.4=E﹣1.2r
解得:E=3.0;r=0.50;
故答案为:(1)①如图所示;②2.8;0.60;(2)3.0,0.50
【分析】(1)首先根据原理图,连接实物图。结合闭合电路欧姆定律,和已知外电路伏安特性曲线求出电源电动势和内电阻。
(2)根据串并联电路规律,结合题目中的图像,读出两组电压和电流列方程组求解。
26.【答案】(1)
(2)电压表分流
(3)
(4)3.0;3.0
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)根据实物图可得出对应的原理图如图所示;
;(2)由图可知,电流表不是流过干路电路,原因是电压表的分流造成的;(3)根据表中数据采用描点法可得出对应的图象如图所示;
;(4)由闭合电路欧姆定律可知,E=U2+ r,
整理得:U1= U2﹣E ,
当U2=1.60V时,U1=0.80V;
当U2=2.24V时,U1=1.87V;
代入解得:E=3.0V;r=3.0Ω
故答案为:(1)如图所示;(2)电压表分流;(3)如图所示;(4)3.0,3.0.
【分析】(1)根据闭合电路欧姆定律结合已知实验器材,把电源看成被测电阻,画出电路图分析实验原理;
(2)根据电路图确定实验电路接法,从而得出正确的实物图象;
(3)由闭合电路欧姆定律列方程,再由图象即可求得对应的电动势和内电阻.
27.【答案】(1)
(2)不是;0.295;2.67
(3)0.70
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)由部分电路的欧姆定律有I= (2)根据闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir可知,电池的U﹣I曲线的斜率大小等于电源的内阻,纵轴截距等于电池的电动势,由图看出,该电池的U﹣I图线是曲线,则知短路电流为0.295mA.该电池的内阻不是常数,电动势为E=2.67V.(3)实验一中的路端电压为U1=1.5V时电路中电流为I1=0.21mA,连接a中的点(0.21mA、1.5V)和坐标原点,
此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻(定值电阻)的U﹣I图,和图线b的交点为实验二中的路端电压和电路电流,由b可知:电流和电压分别为I=97μA、U=0.7V,
则外电路消耗功率为P=UI=97×10﹣3mA×0.7V≈0.070mW.
答案:(1) (2)不是 0.295,2.67(3)0.070
【分析】(1)根据欧姆定律和图像已知求出电阻。
(2)根据闭合电路欧姆定律,电源外电路伏安特性曲线的斜率大小等于电源的内阻,纵轴截距等于电池的电动势。
(3)电源外电路伏安特性曲线和电阻伏安特性曲线的交点,代表电阻接入电路时实际的电压和电流,利用电功率公式可求。
28.【答案】(1)3800
(2);1.5;1.0
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)将电流计改装成电压表,应串联一个大电阻,根据串并联电路的规律可知:
R= =3800Ω;
(2)①根据闭合电路欧姆定律可知:
I=
变形可得:
②根据图象和公式可知:b= ,
k=
根据题意可知:E=1.5V;r=1Ω;
故答案为:(1)3800;(2)① ;②1.5,1.0.
【分析】(1)将小量程的电流表改装成为大量程的电压表,需要串联一个电阻,串联电阻的阻值应该是原电阻的(N-1)倍;
(2)根据闭合电路欧姆定律导出电流的倒数和l之间的关系,使图像的斜率应该等于电源电动势的倒数,结合题目图像中的已知量列方程组求解即可.
29.【答案】(1)
(2)4.5;1.0
(3)0
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)伏安法测电源电动势与内阻实验中,电压表测路端电压,电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大;描绘小灯泡伏安特性曲线实验中,电流表测流过灯泡的电流,灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小;调节滑动变阻器时,电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小,则V1测路端电压,V2测灯泡两端电压,电路图如图所示.(2)电源的U﹣I图象是一条倾斜的直线,由图象可知,电源电动势E=4.5V,电源内阻
r= = =1.0Ω.(3)由图乙所示图象可知,两图象的交点坐标,即灯泡电压UL=2.5V,此时电路电流I=2.0A,
电源电动势E=Ir+UL+IR滑,即4.5V=2.0A×1Ω+2.5V+2.0A×R滑,则R滑=0Ω.
故答案为:(1)电路图如图所示;(2)4.5;1.0;(3)0.
【分析】(1)在测电源电动势的实验中,伏特表测的是路端电压,安培表测的是流过电源的电流。描绘小灯泡伏安特性曲线实验当中,电压表测灯泡两端电压,电流表侧有个小灯泡的电流。根据实验原理,画出实验电路图。
(2)外电路伏安特性曲线,和中州的焦点就是电源电动势,和横州的焦点是短路时的电流。
(3)外电路伏安特性曲线电阻的伏安特性曲线交点,代表电阻,接入电路时实际的电压和电流。
30.【答案】(1)b
(2)1
(3)2.94;不能
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)由电路图可知,电压表测量ab左侧部分电阻两端的电压;若开始时P滑到a端,则ab被短路,则电源被短路,故为了保证安全,P应置于b端;(2)电压表有示数说明与电源是相通的,即26是完好的;而示数几乎不变,说明P无法与所测左半部分相连;故说明1导线没有正确接好;(3)设单位长度的电阻为R0;
由闭合电路欧姆定律可得:U= ×R0L
变形可得: = + ×
则可知 =0.34
解得:E=2.94V;
图像的斜率可求,但由于单位长度的电阻值不知,故无法求出内阻r;
故答案为:(1)b;(2)1;(3)2.94;不能.
【分析】(1)分析实验电路,明确实验原理,根据实验安全性考虑可以得出P的位置;(2)明确电压表有示数说明电压表和电源相连接,但不能改变则说明滑动变阻器接线错误;(3)根据闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式,由图像可求得电动势E;
1 / 1人教版物理必修3同步练习: 12.3 实验:电池电动势和内阻的测量(优生加练)
一、多项选择题
1.(2017高二上·郑州期中)如图所示的电路中,四个电阻阻值均为R,电键S闭合时,有一质量为m、电荷量为q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点.现断开S,带电小球向一个极板运动并与此极板碰撞,碰撞过程中没有机械能损失,只是碰后小球所带电量发生变化,碰后小球带有和该板相同性质的电荷,并恰能运动到另一极板,设两极板间距离为d,电源内阻也为R,重力加速度为g,则(  )
A.电源电动势为
B.从打开电键S到小球碰撞到极板所需时间为
C.电键S断开后流过R2的电荷量为
D.碰后小球电量为 q
【答案】B,D
【知识点】电容器及其应用;含容电路分析;电路动态分析;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:A、当S闭合时,电容器电压为U,则: ①
对带电小球受力分析得: ②
联立①②式解得: ,A不符合题意 ;
B、断开S,电容器电压为U′,则: ③
由牛顿第二定律知: ④
向下运动的位移 : ⑤
联立③④⑤得: ,B符合题意;
C、电键S闭合时,电容器带电量 ⑥
电键S断开后,电容器的带电量 ⑦
流过 的电荷量 = ,C不符合题意;
D、小球与极板碰撞速度大小为v, ⑧
碰后 ⑨
得 ⑩
碰前根据牛顿第二定律:
碰后根据牛顿第二定律:
其中
联立解得: ,D符合题意;
故答案为:BD
【分析】该题目主要考察的是含容电路的动态分析和电容器的内容,主要是通过受力分析来求解,难度比较大。
二、非选择题
2.(2022高二上·成都期末)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有:电流表A1(量程0~30mA);电流表A2(量程0~100mA);电压表V(量程0~6V);滑动变阻器R1(阻值0~5Ω);滑动变阻器R2(阻值0~300Ω);开关S一个,导线若干条。某同学的实验过程如下:
Ⅰ.设计如图所示的电路图
Ⅱ.正确连接电路,将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录。以U为纵轴,I为横轴,得到如图所示的图线
Ⅲ.断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤,得到另一条U-I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I0,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U0)。回答下列问题:
(1)电流表应选用   ,滑动变阻器应选用   ;
(2)由图的图线,得电源内阻r=    Ω;
(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=    ,代入数值可得Rx;
(4)若电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围   ,电压表示数变化范围   。(选填“相同”或“不同”)
【答案】(1)A2;R2
(2)25
(3)
(4)相同;不同
【知识点】伏安法测电阻;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)由题意可知,电动势为6V,而电阻约为数十欧姆,为了保证实验的安全,电流表应选择A2;
由电路图可知,滑动变阻器起调节电流的作用,5Ω的电阻小于待测电阻较多,故只能选择R2;
(2)图象的表达式,可得图象的斜率表示电源的内阻,则内阻为
(3) 接Rx改接在B、C之间,由题意可知,等效内阻为,解得
(4)Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,此时电路中的总电阻相等,故电流表的变化范围相同。电压表测的是路端电压,两种情况等效内阻不同,故电压表的变化范围不同。
【分析】(1)对于仪器选择类问题,根据实验的原则安全,简洁,环保出发,为了保证实验的安全,电流表应选大量程,滑动变阻器起调节电流的作用,5Ω的电阻小于待测电阻较多,故选择大电阻;
(2)根据图象我们可以得到一次函数的表达式,可知图象的斜率表示电源的内阻;
(3)当把接Rx改接在B、C之间,相当于增加电源的内阻;
(4)Rx接再什么位置对总电阻没有影响,但是电压表所测的电压不一样,所以斜率意义不同。
3.(2023高二下·河南月考)利用以下实验器材测量电源的电动势E和内阻r:
A.待测电源:电动势E约3V,内阻约0.5Ω
B.电流表A:量程为,内阻
C.电阻箱:阻值范围
D.定值电阻、:阻值均为3.0Ω
E.开关S,导线若干
(1)某同学根据实验器材设计了如图1所示的电路用来测量被测电源的电动势和内电阻,结果发现,这一电路不能保证电阻箱接入电路的阻值任意调节,请你在图2虚线框中画出改进后的电路图   。
(2)根据改进后的电路,按照以下实验步骤进行实验操作:
a.调节电阻箱旋钮,使得电阻箱接入电路的阻值最大,然后闭合开关,接通电路。
b.调节电阻箱的阻值R,记下R及对应的电流表A的示数
c.重复步骤b,得到多组R、I数据
d.用图像法处理数据:在坐标纸上建立平面直角坐标系。则I、R、E、r等物理量之间的关系可表示为   (、、)代入数据)。
(3)根据实验数据,在图像上描点如图3所示,请拟合出合适的图线并求出图线的斜率k和截距b分别为   、   。(结果均保留1位小数)
(4)被测电源电动势   V,内阻   Ω。(结果均保留1位小数)
【答案】(1)
(2)
(3)0.9/1.0/1.1;5.4/5.5/5.6
(4)2.9/3.0/3.1;0.4/0.5/0.6
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)当电阻箱阻值为零时,此时回路中的电流是大于200mA的,所以需要将电阻与电流表A并联。
(2)据闭合回路的欧姆定律得:,
整理得;
(3)将所描的点用直线连接,在图线上取两点可求得斜率,;
截距;
(4)结合所推导的关系式,得;
截距,得。
【分析】(1)保护电路安全,故不能超过电表量程;
(2)根据闭合回路欧姆定律推导表达式;
(3)根据图像求出斜率与截距的数值;
(4)根据表达式中斜率与电源电动势的关系,求出电动势;据截距与电源内阻的关系,求出电源内阻。
4.(2023高二下·成都月考)某学习小组要测量一个电源的电动势及内阻。除该电源外还准备的器材有:一个电阻箱R(最大阻值99.9Ω),一个量程为“0~200mA”内阻是10Ω的电流表A,一个阻值为5Ω的定值电阻R0,一个开关和若干导线
(1)同学们利用欧姆表来核实电流表A及定值电阻R0的阻值,已知它们的阻值都是准确的,当欧姆表两表笔与电阻R0相连时,欧姆表指针恰好偏转到满刻度的,当欧姆表两表笔与电流表A相连时,欧姆表指针将偏转到满刻度的   (用分数表示)
(2)由于电流表A的量程较小,考虑到安全因素,同学们利用定值电阻R0将该电流表进行改装,改装后的量程为   。
(3)设计的测量电路如下图所示。若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表的示数I,并计算出,得到多组数据后描点作出R-图线如图所示,则该电源的电动势E=   V,内阻r=   Ω。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)2/3
(2)0.6
(3)6.0;2.7
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)设欧姆表内的电源电动势为,满偏电流为,其内阻为,当欧姆表测量电阻R0时,欧姆表指针恰好偏转到满刻度的,由闭合电路欧姆定律得:。当欧姆表测量电流表A内阻时,同理可得,又,,,联立解得,即当欧姆表两表笔与电流表A相连时,欧姆表指针将偏转到满刻度的;
(2)将定值电阻R0与电流表并联进行改装,改装后的量程最大值为,故改装后的量程为;
(3)根据(2)的分析可知,电流表的量程扩大到了3倍,则电流表读数为I时,流过电源的电流为3I,根据闭合电路欧姆定律得:,所以,根据图像图像可知,图像的斜率为:,图像的纵截距为,解得,。
故答案为:(1);(2)0.6;(3)6.0 2.7
【分析】(1)根据欧姆表的测量原理,以及指针偏角与电流成正比解答;
(2)扩大电流表的量程需要并联分流电阻,根据改表的原理解答;
(3)根据闭合电路欧姆定律和图像的斜率与纵截距求解,注意干路电流与电流表测量电流存在倍数关系。
5.(2023高二下·惠来月考)某实验小组要测定一电池组的电动势和内阻,选用器材如下:
A.待测电池组(电动势约为,内阻约为)
B.电压表(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电流表(量程,内阻约为)
滑动变阻器(,额定电流)
(1)要求测量结果尽量准确,电流表应选   (填对应仪器前的字母代号),应选用甲、乙两电路图中的   图电路;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的   端;(填“”或“”)
(3)实验中发现调节滑动变阻器时,电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题,在电池组负极和开关之间串联一个阻值为的电阻,之后该小组得到了几组电压表读数和对应的电流表读数,并作出图像,如图丙所示。根据图象可知,电池组的电动势为   ,内阻为   。(小数点后均保留两位小数。)
【答案】(1)A;甲
(2)
(3)2.95;0.90
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)由丙图可知,电流表应选C;电源内阻较小,为减小实验误差,相对于电源来说电流表应采用外接法,所以应选甲;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的电阻应该最大,即滑片P应置于滑动变阻器的b端;
(3)根据图像可知,电池组的电动势为:,内阻为:。
故答案为:(1)C 甲;(2)b;(3)2.95 0.90
【分析】(1)干电池内阻较小,为减小实验误差,相对于电源来说电流表采用外接法;
(2)滑动变阻器采用限流接法,为保护电路,闭合开关前滑片要置于最大阻值处;
(3)根据图像求解。图像与纵轴交点表示电池组的电动势,图像的斜率表示电池组内阻和定值电阻的和。
6.(2022·金华模拟)某研究性学习小组利用如图甲所示电路,测定4节干电池组成的电池组的电动势和内电阻。其中,虚线框内为用灵敏电流计G改装的电压表V,A为电流表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,为的定值电阻。已知灵敏电流计G的满偏电流,内阻 为。
(1)实验刚开始时,选择了电流表量程进行测量,某一组数据测量时电流表示数如图乙所示,则电流表读数为   A。
(2)滑动变阻器滑片从右端向左滑动到中点,小组同学发现电流表示数变化范围很小,当滑片滑至左端点时电流表示数突然变大超过量程,造成这样的原因可能是____。
A.滑动变阻器最大阻值过小 B.滑动变阻器最大阻值过大
(3)换用毫安表进行实验,首先将灵敏电流计改装成量程为的电压表,则需要将灵敏电流计与电阻箱串联并将电阻箱阻值调整为   Ω。
(4)将改装后的电压表接入虚线框内后,测得几组实验数据如表格所示。利用图像进行数据处理,在图丙中作出图像。
次数 1 2 3 4 5 6
改装后的电压表读数 5.82 5.70 5.56 5.42 5.28 5.15
电流表A读数 20 40 60 80 100 120
(5)根据图丙所作图像,可得每节电池的内阻   Ω(结果保留三位有效数字),每节电池电动势   V。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)0.04
(2)B
(3)58000
(4)
(5)0.900-1.00;1.49
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1) 如图乙所示,则电流表读数为0.04A。
(2)根据题意,滑动变阻器接入电路阻值变化时,电流变化很小,说明滑动变阻器接入电路的阻值一直很大,则原因可能是滑动变阻器最大阻值过大。
故答案为:B。
(3)根据串并联关系
解得
(4)根据题给数据,作图如下
(5) 根据闭合电路欧姆定律
结合图像可知
【分析】(1)根据电流表的读数原理进行读数;
(2)根据闭合电路欧姆定律得出电流表示数变大的原因;
(3)结合串联电路的特点得出串联的电阻;
(4)利用描点法做出U-I图像;
(5)根据闭合电路欧姆定律以及图像得出电源的电动势以及电源的内阻。
7.(2022·宁波模拟)小波同学用如图甲所示的电路测定电池组(由两个电池构成)的电动势和内阻,为开关,为单刀双掷开关,E为电源,是一个阻值为的定值电阻,为滑动变阻器。
(1)先闭合,调节滑动变阻器,将分别接到a和b得到多组数据,用电脑处理后得到图乙的电池组的关系图像,其中右侧直线是开关接到   (选填“a”或“b”)得到的实验结果;
(2)某次测量时,电流表的示数如图丙所示,读数为   A;
(3)计算机已经根据测量的两组数据拟合直线,并且得到了直线的方程,可得电池组的电动势   V,电池组的要中内阻   Ω(结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1)a
(2)0.29
(3)2.7;2.0
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)将分别接到b时,可把电流表的内阻等效为电源的内阻,则内阻的测量值偏大,即关系图像的斜率较大,即右侧直线的图像的斜率偏小,则开关接到a时,得到的实验结果。
(2)电流表的最小刻度为0.02A,所以读数为0.29A。
(3) 将分别接到b时,相当内接法,即左侧直线的图像,测量的电动势没有误差,根据方程
可得
将分别接到a时,相当外接法,即右侧直线的图像,测量电路的短路电流时电流测量值没有误差,根据方程
可得短路电流
电源的内阻为
【分析】(1)根据电路的动态分析以及U-I图像得出 接的位置;
(2)利用电流表的读数原理进行读数;
(3)分别接到ab时根据比黑单路欧姆定律得出U-I图像,结合图像得出电源的电动势以及电源的内阻。
8.(2022·沈阳模拟)某实验小组利用如图(a)所示的电路测某一电源的电动势E和内阻r,现有器材如下:
电流表A(量程为0~100mA,内阻为1.0Ω)
定值电阻
定值电阻
电阻箱R(最大阻值为999.9Ω)
开关S一个,导线若干。
(1)根据实验需要,现将电流表A改装成量程为0~0.6A的电流表,则定值电阻应该选择   (填“”或“”)。
(2)按照电路图(a),用笔画线代替导线,将实验电路图(b)连接好。
(3)闭合开关,调节电阻箱,记下电阻箱阻值R和电流表A的示数I,重复上述操作,测得多组数据。以为纵坐标、R为横坐标,画出图像,由图像得斜率,纵轴截距,请同学们计算出   V、   Ω(结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1)
(2)
(3)2.0;1.5
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)根据电表改装原理,有
解得
(2)根据电路图连接如下
(3)根据题意,电表量程扩大6倍,通过电阻箱的电流为6I,改装后的电流表内阻为
根据闭合电路欧姆定律
结合斜率
,纵轴截距
,可得

【分析】(1)根据电表的改装原理以及并联电路的分流得出选择的定值电阻;
(2)根据测某一电源的电动势E和内阻r的原理连接电路图;
(3)根据并联电路总电阻的求解以及闭合电路欧姆定律得出1/I-R的关系式,结合图像得出电源的电动势以及内阻。
9.(2022高三上·大连期中)某同学在实验室先后完成下面两个实验:
①测定一节干电池的电动势和内电阻;
②描绘小灯泡的伏安特性曲线.
(1)用①实验测量得到数据作出U-I图线如图中a线,实验测得干电池电动势为   V,内电阻为   Ω.
(2)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,为减小实验误差,方便调节,请在给定的四个电路图(图甲)和三个滑动变阻器中选取适当的电路或器材,并将它们的编号填在横线上.应选取的电路是   ,滑动变阻器应选取   .
E.总阻值15Ω,最大允许电流2A的滑动变阻器
F.总阻值200Ω,最大允许电流2A的滑动变阻器
G.总阻值1000Ω,最大允许电流1A的滑动变阻器
(3)将实验②中得到的数据在实验①中同一U-I坐标系内描点作图,得到如图所示的图线b,如果将实验①中的电池与实验②中的小灯泡组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为   W.
【答案】(1)1.5;0.75
(2)C;E
(3)0.72
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)由U-I图线,知干电池电动势E=1.5V,内电阻:
(2)由题意知,为减小实验误差、方便调节,滑动变阻器应选用分压式接法,又灯泡电阻较小,电流表应采用外接法,因此应选取的电路为C,由于滑动变阻器采用分压接法,故其总阻值不宜太大,应与待测灯泡的阻值相当,所以滑动变阻器应选取E.
(3)图线a、b的交点坐标(1.2,0.6)分别对应灯泡工作时的实际电流和实际电压值,所以:
【分析】(1)根据U-I图像以及表达式得出该电池的电动势以及内阻;
(2)为了减小误差以及方便操作进行选择电路,结合电路中的电阻关系选择滑动变阻器;
(3)利用功率的计算得出 小灯泡的实际功率。
10.(2021高二上·常熟期中)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池,如图所示玻璃器皿中盛有橙汁,在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和负极,小组估计该电池的电动势约为1V,内阻约为1kΩ,为了精确测量这种橙汁电池的电动势和内阻,小组设计了以下实验:
(1)现有如下器材可供选择:
A.电流表 ( 内阻约为0.5Ω)
B.电流表 (0~3A内阻约为1Ω)
C.电阻箱 (0~999.9Ω)
D.电阻箱 (0~9999Ω)
E.开关及导线若干
则电流表应选择   ;电阻箱应选择   ;(均填器材前面的选项)
(2)在方框中画出该实验的电路图.
(3)若利用图像确定电池的电动势和内电阻,根据测量的数据,该小组在图中建立相应坐标并描绘出图像,请根据图像求出橙汁电池的电动势    V;内阻    Ω;(结果均保留两位有效数字)
(4)由于实验的系统误差,导致电动势     ;     。(选填“>”“<”或“=”)
【答案】(1)A;D
(2)
(3)0.94;1.3×103
(4)=;>
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)由题意可知,电路中最大电流
为了能精确测量,故电流表选择A,由于电池内阻较大,为了能多次测量,所以电阻箱选择最大阻值较大的D;
(2)电路图如图所示
(3)由闭合电路欧姆定律得
整理得
可得图像斜率
图像纵轴截距
代入数据解得
(4)由
可知电动势由斜率测出,与电流表内阻无关,所以
由于电流表内阻不能确定,实验中忽略了电流表的内阻,实际应为
可得 可知
【分析】(1)根据欧姆定律得出电路中的最大电流,从而选择电流表和滑动变阻器;
(2)根据实验原理画出电路图;
(3)利用闭合电路欧姆定律以及电流倒数与R的图像得出电源 的电动势以及电源内阻;
(4)利用(3)中电流倒数与电阻的关系进行分析判断实测值与真实值的大小关系。
11.(2021高二上·湖北期中)在测定一组干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
A.电流传感器1;
B.电流传感器2;
C.定值电阻R0(阻值为3kΩ);
D.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω);
E.开关和导线若干。
课外物理兴趣小组发现上述器材中没有电压传感器,但有两个电流传感器,于是共同设计了如图甲所示的电路来完成实验。
(1)按图甲连接好电路后,闭合开关,电流传感器1的示数为I10,电流传感器2的示数为I20,被测电池组的内阻表示为r,则电池组的电动势E=   ;(用I10、I20、R0和r表示)
(2)移动滑动变阻器的滑片P,获得多组电流传感器1和电流传感器2的数据。兴趣小组利用测出的实验数据作出I1一I2图像如图乙所示。在数据分析时,兴趣小组发现电流传感器1的示数I1总是远远小于电流传感器2的示数I2,经过共同讨论最后大家一致认为可以将   (选填“I1”或“I2”)看成干路电流。兴趣小组继续分析图乙的图线,得出被测电池的电动势E=   V、内阻r=   Ω。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)
(2);4.5;1.5
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)由闭合电路欧姆定律可得
(2)由于电流传感器1的示数I1总是远远小于电流传感器2的示数I2,可以将I2看成干路电流。
由闭合电路欧姆定律可得
整理得
对比图像可得,斜率为
在纵轴的截距为
解得 ,
【分析】(1)根据闭合电路欧姆定律得出电池组的电动势;
(2)利用闭合电路欧姆定律得出得出 I1一I2 的关系式,结合图像得出电池组的电动势和内阻。
12.(2021高二上·重庆市月考)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻。现提供的器材如下:
A.电压表(量程为);
B.电压表(量程为);
C.电流表(量程为);
D.滑动变阻器(最大阻值为);
E.滑动变阻器(最大阻值为);
F.开关和导线若干。
(1)实验设备中电流表的内阻与电池的内阻差不多大,为了尽量减小实验误差,应该选择的实验电路是   (选填“甲”或“乙”)。
(2)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)
(3)用所选器材按照选好的电路图连接好电路后,将滑动变阻器的滑片置于合适位置,闭合开关S,通过调整滑动变阻器的滑片,得到多组电流和电压。根据实验数据,绘制出如图丙所示的图像,由图线可求出电源的电动势   、内阻   。(结果均保留小数点后两位)
【答案】(1)甲
(2)B;D
(3)1.45;1.30
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1) 一般干电池的内阻较小,且远小于电压表的内阻,选择图甲时电压表的分流很小,误差小。而图乙电流表内阻与电源内阻相当,则电流表的分压较大,误差大,综合考虑,应选图甲进行实验。
(2)一节干电池的电动势约为,则电压表应选B;
为方便实验操作,滑动变阻器应选D;
(3)根据闭合电路欧姆定律有
则该电池的电动势为图线的纵轴截距,即
电源的内阻为图线斜率的绝对值,即
【分析】(1) 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻 的实验原理进行判断所需要的的实验电路;
(2)利用电池的电动势选择电压表;根据实验的可操作性选择滑动变阻器;
(3)根据闭合电路欧姆定律得出U-I的表达式,从而得出电源的内阻。
13.(2021高二上·大连期中)有一电动势E约为12V,内阻r在20~50W范围内的电源,其允许的最大电流为100mA,为测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示的电路进行实验,图中电压表的内电阻很大,对电路的影响可以不计;R为电阻箱,阻值范围为0~999W;R0为保护电阻。
(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格,本实验应选用___________。
A.400W,1.0W B.100W,1.0W C.50W,1.0W D.10W,2.5W
(2)该同学按照图甲所示的电路图,R0为已知,连接实验电路,接好电路后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值R,读出电压表的示数U,再改变电阻箱阻值,取得多组数据,以 为横坐标,以 为纵坐标,代入数据可画出如图乙所示图像,用b表示图线与纵轴的截距,用k表示斜率。则 (   ), (   )用所给的字母表示)。
(3)若电压表的内阻不是很大,那么(2)中所得出的电动势E会   (填“大于”或“小于”或“等于”)真实的电动势。
【答案】(1)B
(2);
(3)小于
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)电阻箱接入电路的阻值为零时电路电流最大,为100mA,由闭合电路欧姆定律得
解得
内阻r在20~50W范围内的电源,代入数据解得, 在 内,故应选B。
(2)由图甲电路图可知,电源电动势

整理得
可得图像的斜率
纵轴截距

(3)电压表内阻不是无限大,并联电阻实际值比单个电阻值小,实际值比测量值小,因为电阻不是无限大,当 时,R为无穷,此时电压表接入电路,电压表示数小于电动势,所以测量值小于真实值。
【分析】(1)根据闭合电路欧姆定律得出的表达式,从而选择定值电阻;
(2)根据闭合电路欧姆定律得以及 - 图像得出电源的电动势以及内阻;
(3)根据电路的分析判断电动势的变化情况。
14.某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻,电路图如图甲所示(每一次切换开关S2需重新连接电表),闭合开关S1,当单刀双掷开关S2拨向上端,改变滑动变阻器的阻值得到如图乙中的U-I图像的a图线;当单刀双掷开关S2拨向下端,改变滑动变阻器的阻值得到如图乙中的U-I图像的b图线。
(1)可供选择的器材有:
A.电流表A(0~0.6A)
B.电压表V1(0~ 3V)
C.电压表V2(0~15V)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω)
E.滑动变阻器R2(0~ 200Ω)
实验中电压表应选用   ,滑动变阻器应选用   。(填器材前的字母标号)
(2)干电池电动势的真实值E=   ,内阻的真实值r=   。
(3)假设电流表的内阻为
,电压表的内阻为
,干电池的内阻为r,图乙的A、B图线的交点的电压和电流的比值
   。
【答案】(1)B;D
(2);
(3)
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)由于干电池的电动势约为1.5V,所以应选电压表
,电压表
的量程太大,误差太大,故答案为:B。
滑动变阻器应选用阻值较小的滑动变阻器
,故答案为:D。
(2)当单刀双掷开关
拨向上端,根据闭合电路欧姆定律

由图线可知,电流趋近于0时,
当单刀双掷开关
拨向下端,由
电压趋近于0时

(3)当单刀双掷开关 拨向上端时,有
当单刀双掷开关S2拨向下端,有
联立可得
【分析】(1)根据电动势的大小选择电压表,滑动变阻器应选用阻值较小的滑动变阻器;
(2)当开关拨向上端或下端时根据闭合电路欧姆定律得出电动势的真实值以及内阻的真实值;
(3)单刀双掷开关拨向上下端时根据闭合电路欧姆定律得出 A、B图线的交点的电压和电流的比值 。
15.(2021高三上·赤峰月考)某学习小组利用如图1所示的电路测量多用电表内欧姆“×1”挡内部电池的电动势E和多用电表欧姆“×1”挡的内阻r, 为滑动变阻器,V为电压表(量程0~2V,内阻约 )。实验步骤如下:
(1)将多用电表的选择开关调到“×1”挡,将图1中多用电表的黑表笔与   (填“1”或“2”)端相连。
(2)两表笔与1、2正确连接后,改变滑动变阻器接入电路的阻值,某次实验中多用电表和电压表的读数分别如图2、图3所示,多用电表的读数为    ,电压表的读数为   V。
(3)多次改变滑动变阻器接入电路的阻值,记录多用电表的读数R和电压表的读数U,并在计算机上显示出如图4所示的 图线,则E=   V,r=    。(计算结果保留三位有效数字)
【答案】(1)1
(2)20;0.85
(3)1.43;13.7
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)欧姆表内部黑表笔接电源的正极,则应将图1中多用电表的黑表笔与“1”端相连。
(2)多用电表接“×1”挡,所以读数为20×1Ω=20Ω
电压表量程0~2V,所以读数为0.85V。
(4)由闭合电路欧姆定律可得
解得
由图像可知
解得E=1.43V
r=13.7Ω
【分析】(1)欧姆表内部黑表笔接电源的正极;
(2)根据多用电表的读数规律进行读数;
(3)利用闭合电路欧姆定律以及结合 的图像得出电动势和电源内阻的大小。
16.(2021高二下·番禺期末)某同学要测量干电池的电动势和内阻,实验室提供的实验器材们:两节干电池,定值电阻 ,电流表( ),灵敏电流计G(满偏电流 、内阻 )、滑动变阻器 ,电阻箱 ,电键S,导线干。
(1)实验中,将灵敏电流计与电阻箱串联,改装成量程为 的电压表,电阻箱接入电路的阻值为    。
(2)该同学根据提供的器材,连接了部分电路,请用笔画线代替导线将实验电路图甲连接完整。
(3)电路中的定值电阻 的作用是   。
(4)闭合电键,调节滑动变阻器,测得多组灵敏电流计的示数 和电流表的示数 ,作出 图像如图乙所示。则电源的电动势    V(保留两位有效数字)。
【答案】(1)19850
(2)
(3)防止短路,保护电路
(4)2.9
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1) 将灵敏电流计改装成量程为4V的电压表,电阻箱接入电路的阻值为
改装后的电压表内阻
(2) 将电流表与滑动变阻器串联接在电路两端,灵敏电流计与电阻箱串联充当电压表与滑动变阻器和电流表并联,电路连线如图
(3) 电路中的定值电阻R0的作用是保护电路,防止短路
(4) 根据闭合电路欧姆定律可得
变形可得
当I2=0时,即滑动变阻器相当于断路,从图像纵截距读出电流
电动势为
【分析】(1)根据串并联电路的特点从而求出电阻箱接入电路的阻值;
(2)根据根据实验原理连接实验电路图;
(3)定值电阻R0的作用是保护电路,防止短路;
(4)结合闭合电路欧姆定律求出回路中电流的表达式,从而求出电动势的大小。
17.(2020高二上·天津期中)
(1)用游标卡尺测量某些工件的外径时,示数如图甲所示,则读数为   mm;
(2)用螺旋测微器测量合金丝的直径,示数如图乙所示,则合金丝的直径为   mm。
(3)某同学为了测定一只电阻的阻值,采用了如下方法:
用多用电表(图丙)粗测:多用电表电阻档有4个倍率:分别为 、 、 、 ,该同学选择 倍率,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太小。
①为了较准确地进行测量,应该选择   倍率(选填“ ”、“ ”、“ ”),并重新欧姆调零,正确操作测量并读数,若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示,测量结果是    。
②该同学用伏安法继续较精确地测定这只电阻的阻值,使用器材如下:
A.直流电源(电压3V,内阻不计)
B.电压表V(量程: ,内阻约为 )
C.电流表A(量程: 、内电阻约 )
D.滑动变阻器一只,阻值
F.电键一只,导线若干
若要求实验过程电压表的读数能够从零开始调节,以下电路图应该选择   电路。
A. B.
C. D.
(4)测定一节电池的电动势和内阻,电路如图甲所示,MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,定值电阻 。调节滑片P,记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x,绘制了 图象如图乙所示。
①由图乙求得电池的电动势E=   V,内阻r=   Ω。
②实验中由于电表内阻的影响,电动势测量值   其真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
③根据实验数据可绘出 图象,如图丙所示。图象斜率为k,纵轴截距为b,测得电阻丝直径为D,可求得电阻丝的电阻率ρ=   ,电流表的内阻为   。
【答案】(1)50.15
(2)0.410
(3);8000;D
(4)1.49;0.5;小于;;b
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;导体电阻率的测量;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)游标卡尺的读数为 (2)合金丝的直径为 (3)选择 倍率,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太小,说明欧姆表盘读数较大,应选择较大的倍率,减小欧姆表读数,增大指针偏角,故选择 倍率。欧姆表读数为 由于
待测电阻属于大电阻,所以电流表采用外接法;由于滑动变阻器较小且需要测出多组电压电流值,滑动变阻器应采用分压式接法,故答案为:D。(4)电源电动势即为乙图中的纵轴截距,为1.49V;将定值电阻和电源视为整体,则乙图中的图线的斜率绝对值即为整体的阻值,有
解得 当电流表的电流为零时,电压表示数为 ,即为电动势测量值,但是由于电压表的分流作用,此时电源中的电流不为零,电源分到的电压不为零,故测量值小于真实值。根据欧姆定律有
联立得
根据数学知识可知,图象的斜率
变形得电阻率
纵轴截距即为电流表内阻,即
【分析】游标卡尺和螺旋测微器的使用,多用电表中欧姆档的倍率选择、欧姆调零。分压式电路特点:从0开始。以及闭合电路欧姆定律中的图象问题,U-I图象中截距是E,斜率是r。
18.(2020高二上·徐州期中)某兴趣小组网购了一个多晶太阳能电池板,由于标签缺失,现欲测其电动势及内阻,操作如下:
(1)他们选用量程为15V的电压表直接测量电池两极间的电压,电表指针位置如图1所示,则电池电动势约为   V;
(2)为进一步测量内阻,他们拟用图2所示的电路完成实验,若图中为理想电压表,则电池电动势E、内阻r、电压表示数U、电阻箱示数R之间的关系式为   ;
(3)连接电路后,他们完成了下表中数据的测量与计算,然后以U为纵坐标、 为横坐标作出如图3所示的图线,则内阻的测量值为   Ω;(保留3位有效数字)
U/V 12.9 12.3 11.0 7.8 5.2
R/Ω 37.9 23.7 11.2 4.3 2.0
/A 0.34 0.52 0.98 1.81 2.60
(4)他们又用图3的纵截距作为电动势的测量值,则电动势的测量值E测   (填“>”“<”或“=”)电动势的真实值E真;若电压表的真实内阻为RV,电池的真实内阻为r,则    (用RV、r表示)。
【答案】(1)14.0
(2)
(3)3.33(3.30~3.50)
(4)<;
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)电压表量程为15 V,精确度为0.5V,估读到0.1V,则电压表读数14.0 V;
(2)根据闭合电路欧姆定律 ,整理得
(3)由图象可知斜率的绝对值等于内电阻,为
(4)该交点相当于外电阻R调到 时,电压表的读数,由于电压表不是理想电压表,测量值相当于电压表分得的电压值
将上式测量值代入,得
【分析】(1)利用电压表的读数方法读出电池电动势;
(2)结合闭合电路欧姆定律推导出电池电动势E、内阻r、电压表示数U、电阻箱R之间的表达式
(3)根据图3图象的物理意义可知电源内阻;
(4)根据图3的纵截距作为电动势的测量值,实际上测的是电压表两端的电压,即就是电源的电动势,所以测量值小于实际值。
19.(2020·北京)用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为1Ω)。其中R为电阻箱,电流表的内电阻约为0.1Ω,电压表的内电阻约为3kΩ。
(1)利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r,所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势 和内电阻 。若电流表内电阻用 表示,请你用E、r和RA表示出 、 ,并简要说明理由。
(2)某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中,实线是根据实验数据(图甲:U=IR,图乙: )描点作图得到的U-I图像;虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。
在图3中,对应图甲电路分析的U-I图像是:   ;对应图乙电路分析的U-I图像是:   。
(3)综合上述分析,为了减小由电表内电阻引起的实验误差,本实验应选择图1中的   (填“甲”或“乙”)。
【答案】(1) , ,将电源和电流表视为等效电源,电源电动势是电源本身具有的属性,电流表不具有产生电动势的本领,所以等效电源的电动势仍然为
而电流表的内阻和电动势的内阻作为等效电源的内阻,即
(2)C;A
(3)乙
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)将电源和电流表视为等效电源,电源电动势是电源本身具有的属性,电流表不具有产生电动势的本领,所以等效电源的电动势仍然为
而电流表的内阻和电动势的内阻作为等效电源的内阻,即 (2)对甲图,考虑电表内阻时,根据闭合电路欧姆定律得
变形得
直接通过实验获得数据,可得
图像与纵轴截距均为电源电动势 ,虚线对应的斜率大小为 ,实线对应的斜率大小为 ,所以对应图甲电路分析的 图像是C;对乙图,考虑电表内阻时(即虚线对应的真实情况),根据闭合电路欧姆定律得
变形得
直接通过实验获得数据,可得
虚线对应的斜率大小为 ,实线对应的斜率大小为 ,虚线对应的纵轴截距为 ,实线对应的纵轴截距为 ;两图线在 时,对应的短路电流均为 ,所以对应图乙电路分析的 图像是A。(3)图甲虽然测量的电源电动势准确,但电流表分压较为明显,所以内阻测量的误差很大;图乙虽然电动势和内阻测量均偏小,但是电压表内阻很大,分流不明显,所以电动势和内阻的测量误差较小,所以选择图乙可以减小由电表内电阻引起的实验误差。
【分析】(1)等效电源的电压等于电源电压,内阻等于两电阻之和;
(2)对于电源的伏安特性曲线来说,图像与纵坐标的交点为电源的电动势,图像斜率的相反数为电源的内阻;
(3)电压表分流不明显,对电动势和内阻的影响比较小。
20.(2018·覃塘模拟)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甲所示。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关系如图乙中的直线Ⅰ所示,则电池组的电动势为   V,内电阻阻值为   Ω。
(3)为了测量定值电阻的阻值,应在图甲中将“A”端重新连接到   点 (选填“B”“C”“D”或“E”),所得到的U-I关系如图乙中的直线Ⅱ所示,则定值电阻的阻值为   Ω。
【答案】(1)C
(2)2.8;2
(3)D;3
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)分析图(a),共有两个传感器其中一个已经串联在电路,说明为电流传感器,那么没有连接完整的就是电压传感器,测量路端电压,并联在电路中,所以a端接入C接线柱。(2)根据串并联电路路端电压和电流电动势关系可得 , 图像与纵轴的截距即电动势,所以 ,斜率即内阻即 。(3)由于电压传感器左端已经接入电源负极,所以电压传感器右端接入C则电压表等于路端电压,无法测量定值电阻,又无法测量定值电阻电压,所以改而滑动变阻器电压,接入D接线柱。此时,电压表示数 , 图像斜率即 ,可得定值电阻阻值 。
【分析】未接入的传感器为电压传感器,并联在电路中,所以应该接入C接线柱;根据可知,图像与纵轴的交点即为电源电动势,斜率为电源内阻;电压传感器测量滑动变阻器电压,根据,代入数据计算可得。
21.(2017·黑龙江模拟)现有一摄像机电池,无法从标签上看清其电动势等数据.现进行如下实验操作:
(1)选取多用电表的直流电压10V挡,将两表笔直接接到电池的正、负两极,指针偏转情况如图1,由此可知其电动势约为    V.是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测其内阻,答:   (选填“可以”或“不可以”)
(2)现要更加准确测量其电动势和内电阻,实验室备有下列器材:
A.电流表(量程0.6A,内阻为3Ω)
B.电压表(量程3V,内阻为3kΩ)
C.电压表(量程30V,内阻为30kΩ)
D.定值电阻R1=500Ω
E.定值电阻R2=5000Ω
F.滑动变阻器(阻值范围0~30Ω)
G.开关及导线
①该实验中电压表应选   ,定值电阻应选   (均选填选项前的字母序号).
②在图2方框中画出实验电路图,并将图3实物连线图补充完整   .
③若将滑动变阻器滑到某一位置,读出此时电压表读数为U,电流表读数为I,则电源电动势和内阻间的关系式为   .
【答案】(1)7.2;不可以
(2)B;E;如图所示 ;
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)电压表量程为10V,则最小分度为0.2V,故读数为7.2V;因多用电表内部有电源,外部电动势将影响电路中的电流;故不能用欧姆表直接测量多用电表的内阻;(2))①因电源的电压约为7.20V,电压表量程只有3V,故应串联阻值较大的定值电阻扩大量程,故定值电阻应选择R2;
改装前电压表表盘的满偏电流I= =1×10﹣3A,改装后量程变为U=I(RV+R2)=1×10﹣3×(3000+5000)V=8V
即变为改装前的 ,若改装后某次测量电压(表盘未换)示数为1.50V,则实际待测电压为1.5V× =4.00V;②根据使用改装后的电压表测量电压,得出对应的原理图如图所示;根据原理图可得出对应的实物图如图所示;
③设电压表示数为U,此时路端电压U= ,通过电源的电流I总= ,则由闭合电路欧姆定律得:
E= ;
故答案为:(1)7.2; 不可以(2)①B; E; ②如图所示;③
【分析】(1)由电表的量程可明确最小分度,则可得出对应的读数;根据多用电表的原理可明确能否测出电阻值;(2)①根据电压表量程可明确能否满足实验要求,再根据改装原理选择电阻,计算出改装后的量程,算出示数为1.50V,实际待测电压的值;②根据实验原理可明确电路图,根据原理图可明确实物图;③根据闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式.
22.(2017·河北模拟)某同学要测某新型手机电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示的电路,电路中R0为定值电阻,阻值大小为3.5Ω.
(1)请按电路图完成图乙中实物图的连接.
(2)闭合开关S前,应先将实物图中的滑动变阻器的滑片移到最   (填“左”或“右”端),电路中定值电阻R0的作用是   .
(3)闭合S,调节滑动变阻器的滑片,测出多组电流表和电压表的值,作出U﹣I图象如图丙所示,则电池的电动势E=   V,电池的内阻r=   Ω.
(4)本实验由于存在系统误差,使得电动势的测量值比真实值   (填“大”或“小”),电池内阻的测量值比真实值   (填“大”或“”).
【答案】(1)解:如图所示:
(2)左;保护电路
(3)3.8;0.5
(4)小;小
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)根据原理图可得出对应的实物图,如图所示;(2)为了让电流由最小值开始调节,滑动变阻器的滑片开始时应滑到最左端;
电路中定值电阻的作用是保护电路,防止电源发生短路;(3)根据闭合电路欧姆定律可知,U=E﹣I(R0+r),由图可知,电源的电动势E=3.8V,
图象的斜率表示内电阻与定值电阻之和:
故r+R0= =4Ω;
则r=0.5Ω;(4)保护电阻等效到电源的内部,电压表测的电压为外电压,电流表所测的电流偏小,作出U﹣I图线的测量图线和实际图线,虚线表示实际图,
从图线可以看出,电动势和内阻的测量值均小于真实值.
故答案为:(1)如图所示(2)左;保护电路;(3)3.8;0.5(4)小;小
【分析】(1)根据电路图逐一顺次连接实物图.
(2)明确电路结构,各用电器之间的串并联关系,结合题目已知根据安全要求进行分析,明确电阻的作用以及滑片开始时的位置;
(3)U-I图线的纵轴截距表示电源的电动势,图线斜率的绝对值表示内阻.将保护电阻等效到电源的内部;
(4)作出U-I图线的测量图线和真实图线,比较电动势和内阻的测量值和真实值的大小
23.(2017·沈阳模拟)测一节干电池的电动势E和内阻r.某同学设计了如图a所示的实验电路,已知电流表内阻与电源内阻相差不大.
⑴连接好实验电路,开始测量之前,滑动变阻器R的滑片P应调到   (选填“a”或“b”)端.
⑵闭合开关S1,S2接位置1,改变滑片P的位置,记录多组电压表、电流表示数.
⑶重复(1)操作,闭合开关S1,S2接位置2,改变滑片P的位置,记录多组电压表、电流表示数.
⑷建立U﹣I坐标系,在同一坐标系中分别描点作出S2接位置1、2时图象如图b所示.
①S2接1时的U﹣I图线是图b中的   (选填“A”或“B”)线.
②每次测量操作都正确,读数都准确.由于S2接位置1,电压表的分流作用,S2接位置2,电流表的分压作用,分别测得的电动势和内阻与真实值不相等.则由图b中的A和B图线,可得电动势和内阻的真实值,E=   V,r=   Ω.
【答案】a;B;1.50;1.50
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)为保护电流表,实验开始前,应将滑片p置于电阻最大的a端;(4)①当 接1位置时,可把电压表与电源看做一个等效电源,根据闭合电路欧姆定律 可知,电动势和内阻的测量值均小于真实值,所以作出的U﹣I图线应是B线;
测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差,原因是电压表的分流.
②当 接2位置时,可把电流表与电源看做一个等效电源,根据闭合电路欧姆定律E= 可知电动势测量值等于真实值,U﹣I图线应是A线,即 = =1.50V;
由于 接1位置时,U﹣I图线的B线对应的短路电流为 = ,所以 = = = =1.50Ω;
故答案为:(1)a;(3)①B;②1.50,1.50
【分析】(1),为保护电流表滑动变阻器接入电路的电阻值应该最大.
(2)测电源电动势和内电阻时,电流表内接法和外接法予测电阻时的内接法和外接法,刚好完全相反。
24.(2017·镇江模拟)某研究性学习小组在测量电池组的电动势和内电阻中.利用了如下实验器材:电压表,电阻箱(阻值范围0~999.9Ω);开关、导线若干.
(1)用笔画代替导线,请将图1甲中器材连接成实验电路;
(2)某同学开始做实验,先把变阻箱阻值调到最大,再接通开关,然后逐次改变电阻箱接入电路的阻值R,读取与R对应的电压表的示数U,并将相应的数据转化为坐标点描绘在U﹣ 图中.请将图1乙、丙中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图2所示的坐标系中(用“+”表示),并画出U﹣ 图线;
(3)根据图2中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值E=   V,内电阻测量值r=   Ω.(保留3位有效数字)
(4)不同小组的同学分别用不同的电池组(均由同一规格的两节干电池串联而成)完成了上述的实验后,发现不同组的电池组的电动势基本相同,只是内电阻差异较大.同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究,对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系,以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了如图3所示的P﹣R和P﹣U图象.若已知甲电池组的内电阻较大,则下列各图中可能正确的是   (选填选项的字母).
【答案】(1)
(2)
(3)2.93;1.30
(4)BC
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)根据原理图可连接对应的实物图,如图1所示;(2)根据描出的点用直线将各点拟合,得出图象如图2所示;(3)根据闭合电路欧姆定律可得:U=E﹣ r
则可知,图象与纵轴的交点表示电源的电动势,故E=2.93V;图象的斜率表示内阻,故有:r= =1.30Ω;(4)⑤A、根据电源的输出功率规律可知,当内外电阻相等时输出功率最大,如果外电阻大于内电阻时,随着电阻的增大,输出功率将越来越小,由P= 可知,电动势相同,内阻越小的乙输出功率越大,B图合题意,A不符合题意;
C、当内阻和外阻相等时,输出功率最大;此时输出电压为电动势的一半.由A的分析可知,乙输出的功率比甲的大;而当外电路断开时,路端电压等于电源的电动势,此时输出功率为零;C符合题意,D不符合题意.
故答案为:BC.
故答案为;(1)如图1所示;(2)如图2所示;(3)2.93,1.30;④(4)BC.
【分析】(1)根据原理图可连接画出实物图;
(2)根据描出的点即可以得出对应的图象;
(3)根据闭合电路欧姆定律进行,由图象列方程组可求得电源的电动势和内电阻;
(4)当电源内外电阻相等时电源的输出功率最大.
25.(2017·泰安模拟)在测定电源电动势和内电阻的实验中,实验室提供了合适的实验器材.
(1)甲同学按电路图a进行测量实验,其中R2为保护电阻,则
①请用笔画线代替导线在图(b)中完成电路的连接   ;
②由电压表的读数U和电流表的读数I,画出U﹣I图线如图c所示,可得电源的电动势E=   V,内电阻r=   Ω.
(2)乙同学误将测量电路连接成如图d所示,其他操作正确,由电压表的读数U和电流表的读数I,画出U﹣I图线如图e所示,可得电源的电动势E=   V,内电阻r=   Ω.(结果保留2位有效数字)
【答案】(1);2.8;0.60
(2)3.0;0.50
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)①根据原理图可得出对应的实物图,如图所示;
②根据闭合电路欧姆定律可得:
U=E﹣Ir
则由数学规律可知,电动势E=2.8V;r= = =0.60Ω;(2)由乙同学的电路接法可知,R1左右两部分并联后与R2串联,则可知,在滑片移动过程中,滑动变阻器接入电阻先增大后减小,则路端电压先增大后减小,所以出现图e所示的图象,则由图象可知,当电压为2.5V时,电流为0.5A,此时两部分电阻相等,则总电流为I1=1A;而当电压为2.4V时,电流分别对应0.33A和0.87A,则说明当电压为2.4V时,干路电流为I2=0.33+0.87=1.2A;
则根据闭合电路欧姆定律可得:
2.5=E﹣r
2.4=E﹣1.2r
解得:E=3.0;r=0.50;
故答案为:(1)①如图所示;②2.8;0.60;(2)3.0,0.50
【分析】(1)首先根据原理图,连接实物图。结合闭合电路欧姆定律,和已知外电路伏安特性曲线求出电源电动势和内电阻。
(2)根据串并联电路规律,结合题目中的图像,读出两组电压和电流列方程组求解。
26.(2017·溧水模拟)在“测定电源电动势和内阻”的实验中,实验室仅提供下列实验器材:
A.两节旧干电池,每节电动势约1.5V
B.直流电压表Vl、V2,量程均为0~3V,内阻约3kΩ
C.电流表,量程0~0.6A,内阻小于1Ω
D.定值电阻R0,阻值2Ω
E.滑动变阻器R,最大阻值15Ω
F.导线和开关若干
(1)请根据连接的实物图甲,在图乙虚线框中画出对应的电路图;
(2)根据图甲电路进行实验,测得多组U、I数据,作出U﹣I图象,求出电动势和内阻的值均小于真实值,其产生误差的原因是   .
(3)实验过程中,由于电流表发生了故障,某同学又设计了图丙所示的电路测定电源的电动势和内阻,实验中移动滑动变阻器触头,记录Vl和V2的值如表所示,用测出的数据在图丁中绘出U1﹣U2图线.
组数 1 2 3 4 5 6
电压U1/V 0.80 1.25 1.53 1.72 1.87 1.98
电压U2/V 1.60 1.87 2.04 2.15 2.24 2.31
(4)由图线可得被测电池组的电动势E=   V,内阻r=   Ω.(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)
(2)电压表分流
(3)
(4)3.0;3.0
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)根据实物图可得出对应的原理图如图所示;
;(2)由图可知,电流表不是流过干路电路,原因是电压表的分流造成的;(3)根据表中数据采用描点法可得出对应的图象如图所示;
;(4)由闭合电路欧姆定律可知,E=U2+ r,
整理得:U1= U2﹣E ,
当U2=1.60V时,U1=0.80V;
当U2=2.24V时,U1=1.87V;
代入解得:E=3.0V;r=3.0Ω
故答案为:(1)如图所示;(2)电压表分流;(3)如图所示;(4)3.0,3.0.
【分析】(1)根据闭合电路欧姆定律结合已知实验器材,把电源看成被测电阻,画出电路图分析实验原理;
(2)根据电路图确定实验电路接法,从而得出正确的实物图象;
(3)由闭合电路欧姆定律列方程,再由图象即可求得对应的电动势和内电阻.
27.(2017·锦州模拟)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件,某同学用图1所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系,图中R0为已知定值电阻,电压表视为理想电压表.
(1)若电压表V2的读数为U0,则I=   .
(2)实验一:用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U﹣I曲线a,见图2,由此可知电池内阻   (填“是”或“不是”)常数,短路电流为   mA,电动势为   V.
(3)实验二:减小实验一中光的强度,重复实验,测得U﹣I曲线b,见下图.当滑动变阻器的电阻为某值时,若实验一中的路端电压为1.5V,则实验二中外电路消耗的电功率为   mW(计算结果保留两位有效数字).
【答案】(1)
(2)不是;0.295;2.67
(3)0.70
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)由部分电路的欧姆定律有I= (2)根据闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir可知,电池的U﹣I曲线的斜率大小等于电源的内阻,纵轴截距等于电池的电动势,由图看出,该电池的U﹣I图线是曲线,则知短路电流为0.295mA.该电池的内阻不是常数,电动势为E=2.67V.(3)实验一中的路端电压为U1=1.5V时电路中电流为I1=0.21mA,连接a中的点(0.21mA、1.5V)和坐标原点,
此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻(定值电阻)的U﹣I图,和图线b的交点为实验二中的路端电压和电路电流,由b可知:电流和电压分别为I=97μA、U=0.7V,
则外电路消耗功率为P=UI=97×10﹣3mA×0.7V≈0.070mW.
答案:(1) (2)不是 0.295,2.67(3)0.070
【分析】(1)根据欧姆定律和图像已知求出电阻。
(2)根据闭合电路欧姆定律,电源外电路伏安特性曲线的斜率大小等于电源的内阻,纵轴截距等于电池的电动势。
(3)电源外电路伏安特性曲线和电阻伏安特性曲线的交点,代表电阻接入电路时实际的电压和电流,利用电功率公式可求。
28.(2017·淮北模拟)某探究小组采用如图甲所示的电路测定一节干电池的电动势和内阻时,发现量程为3V的电压表出现故障不能正常使用,实验台上有一个量程为500μA,内阻Rg=200Ω灵敏电流计 和一个电阻箱R(0~9999Ω.
(1)为了把灵敏电流计改装成量程为2V的 电压 表继续实验,电阻箱R应调整至   Ω.
(2)探究小组中一个同学用灵敏电流计和电阻箱设计了如图乙所示的实验电路,同样测出了干电池的电动势和内阻.
①多次调节电阻箱,记录灵敏电流计 的示数I和电阻箱的阻值R,电源的电动势和内阻分别用E和r表示,则 和R的关系式为   .
②然后以 为纵坐标,以R为横坐标,做出 ﹣R图线为一直线,如图丙所示,测得直线在纵轴上的截距b=134,直线的斜率k= ,则该电池的电动势E=   V,内阻r=   Ω.
【答案】(1)3800
(2);1.5;1.0
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)将电流计改装成电压表,应串联一个大电阻,根据串并联电路的规律可知:
R= =3800Ω;
(2)①根据闭合电路欧姆定律可知:
I=
变形可得:
②根据图象和公式可知:b= ,
k=
根据题意可知:E=1.5V;r=1Ω;
故答案为:(1)3800;(2)① ;②1.5,1.0.
【分析】(1)将小量程的电流表改装成为大量程的电压表,需要串联一个电阻,串联电阻的阻值应该是原电阻的(N-1)倍;
(2)根据闭合电路欧姆定律导出电流的倒数和l之间的关系,使图像的斜率应该等于电源电动势的倒数,结合题目图像中的已知量列方程组求解即可.
29.(2017·山西模拟)用下列器材组装成一个电路,既能测量出电池组的电动势E和内阻r,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线.
A.电压表V1(量程6V、内阻很大)
B.电压表V2(量程3V、内阻很大)
C.电流表A(量程3A、内阻很小)
D.滑动变阻器R(最大阻值10Ω、额定电流4A)
E.小灯泡(2A、5W)
F.电池组(电动势E、内阻r)
G.开关一只,导线若干
实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测量后发现:若电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小.
(1)请将设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整.
(2)每一次操作后,同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数,组成两个坐标点(I1,U1)、(I2,U2),标到U﹣I坐标中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图乙所示,则电池组的电动势E=   V、内阻r=   Ω.(结果保留两位有效数字)
(3)在U﹣I坐标中两条图线在P点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为   Ω(结果保留两位有效数字).
【答案】(1)
(2)4.5;1.0
(3)0
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)伏安法测电源电动势与内阻实验中,电压表测路端电压,电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大;描绘小灯泡伏安特性曲线实验中,电流表测流过灯泡的电流,灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小;调节滑动变阻器时,电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小,则V1测路端电压,V2测灯泡两端电压,电路图如图所示.(2)电源的U﹣I图象是一条倾斜的直线,由图象可知,电源电动势E=4.5V,电源内阻
r= = =1.0Ω.(3)由图乙所示图象可知,两图象的交点坐标,即灯泡电压UL=2.5V,此时电路电流I=2.0A,
电源电动势E=Ir+UL+IR滑,即4.5V=2.0A×1Ω+2.5V+2.0A×R滑,则R滑=0Ω.
故答案为:(1)电路图如图所示;(2)4.5;1.0;(3)0.
【分析】(1)在测电源电动势的实验中,伏特表测的是路端电压,安培表测的是流过电源的电流。描绘小灯泡伏安特性曲线实验当中,电压表测灯泡两端电压,电流表侧有个小灯泡的电流。根据实验原理,画出实验电路图。
(2)外电路伏安特性曲线,和中州的焦点就是电源电动势,和横州的焦点是短路时的电流。
(3)外电路伏安特性曲线电阻的伏安特性曲线交点,代表电阻,接入电路时实际的电压和电流。
30.(2017·岳阳模拟)在“测量电源电动势”的实验中,实验室提供的器材如下:待测电源E(放电电流不能太大),电压表(量程大于待测电源的电动势),标有长度的均匀电阻丝ab电阻约15Ω,开关S,一端连有鳄鱼夹P的导线1,其它导线若干.
(1)实验中,用导线1、2、3、4、5和6按图1所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好,闭合开关之前,鳄鱼夹P应置于   (填“a”或“b”)端.
(2)闭合开关后,反复改变鳄鱼夹P的位置,电压表都有较大的示数但不变,则断路的导线为   (填数字代号)
(3)排除故障后,闭合开关,改变鳄鱼夹P的位置,读出多组电压表读数U,和对应aP间的电阻丝长度L,由测得的数据,绘出了如图2所示的图线,则电源电动势E=   V,(计算结果保留三位有效数字).应用该实验中的数据   (填“能”或“不能”)测出该电源的内阻r.
【答案】(1)b
(2)1
(3)2.94;不能
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)由电路图可知,电压表测量ab左侧部分电阻两端的电压;若开始时P滑到a端,则ab被短路,则电源被短路,故为了保证安全,P应置于b端;(2)电压表有示数说明与电源是相通的,即26是完好的;而示数几乎不变,说明P无法与所测左半部分相连;故说明1导线没有正确接好;(3)设单位长度的电阻为R0;
由闭合电路欧姆定律可得:U= ×R0L
变形可得: = + ×
则可知 =0.34
解得:E=2.94V;
图像的斜率可求,但由于单位长度的电阻值不知,故无法求出内阻r;
故答案为:(1)b;(2)1;(3)2.94;不能.
【分析】(1)分析实验电路,明确实验原理,根据实验安全性考虑可以得出P的位置;(2)明确电压表有示数说明电压表和电源相连接,但不能改变则说明滑动变阻器接线错误;(3)根据闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式,由图像可求得电动势E;
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