第十章實(shí)驗(yàn)四　測定電源的電動勢和內(nèi)阻

1、第十章 實(shí)驗(yàn)四測定電源的電動勢和內(nèi)阻 1用如圖實(shí)410所示的電路測量電池電動勢和內(nèi)電阻時(shí)，若有兩只電壓表V1、V2量程相同，內(nèi)阻分別為RV1、RV2，且RV1>RV2；兩只電流表A1、A2 圖實(shí)410量程相同，內(nèi)阻分別為RA1、RA2，且RA1>RA2，在實(shí)驗(yàn)中，為了使E、r的測量值更精確一些，選擇的電表可以是 ()AV1與A1BV1與A2CV2與A1 DV2與A2解析：本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差主要來源于電壓表內(nèi)阻對電路的影響，電壓表內(nèi)阻越大，電流表所測電流越接近于干路中的電流的真實(shí)值，所測電池的內(nèi)阻也越接近電池內(nèi)阻的真實(shí)值，故電壓表選用內(nèi)阻大的好，而電流表內(nèi)阻對本實(shí)驗(yàn)無影響，因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)

2、阻與R是串聯(lián)，不需知道R與RA的值，故電流表選用哪一個都可以故選A、B.答案：AB2某學(xué)生用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內(nèi)阻時(shí)，所用滑動變阻器的阻值范圍為020 ，連接電路的實(shí)物圖如圖實(shí)411所示該學(xué)生接線中錯誤的和不規(guī)范的做法是 ()圖實(shí)411A滑動變阻器不起變阻作用 B電流表接線有錯C電壓表量程選用不當(dāng) D電壓表接線不妥解析：由圖中接線可知，滑動變阻器連成定值電阻起不到變阻作用，電流表正、負(fù)極連錯，電壓表始終有讀數(shù)，電壓表量程為3 V符合實(shí)驗(yàn)要求，電壓表接線應(yīng)接到開關(guān)外側(cè)，故A、B、D三項(xiàng)中不規(guī)范答案：ABD3在測一節(jié)干電池(電動勢約為1.5 V，內(nèi)阻約為2 )的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，

3、變阻器和電壓表各有兩個供選用：A電壓表量程為15 V，B電壓表量程為3 V，A變阻器為(020 ，3 A)，B變阻器為(0500 ，0.2 A)電壓表應(yīng)該選_(選填“A”或“B”)，這是因?yàn)開；變阻器應(yīng)該選_(選填“A”或“B”)，這是因?yàn)開解析：干電池的電動勢1.5 V，而A電壓表量程是電動勢(1.5 V)的10倍，讀數(shù)誤差較大，故應(yīng)選B電壓表；B變阻器的電阻值太大，額定電流又過小，故應(yīng)選A變阻器答案：BA電壓表量程過大，讀數(shù)誤差較大AB變阻器額定電流過小，阻值太大4某研究性學(xué)習(xí)小組利用圖實(shí)412甲所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖實(shí)412乙所示的R圖線，其中R為電阻

4、箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得到：E_V，r_.圖實(shí)412解析：由EI(Rr)得，Rr，則R圖象的斜率即為電池組電動勢的大小，即E2.4(或2.5) V，圖象縱軸截距的絕對值為電池組的內(nèi)阻r1 .答案：2.4(或2.5)15某同學(xué)對實(shí)驗(yàn)室的一個多用電表中的電池進(jìn)行更換時(shí)發(fā)現(xiàn)，里面除了一節(jié)1.5 V的干電池外，還有一個方形的電池(層疊電池)，如圖實(shí)413甲所示為了測定該電池的電動勢和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材：圖實(shí)413A電流表G(滿偏電流10 mA，內(nèi)阻10 )B電流表A(00.6 A3 A，內(nèi)阻未知)C滑動變阻器R(0100 ，1 A)D定值電阻R0(阻值990 )E開關(guān)與導(dǎo)線若干(1

5、)請根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材，自行設(shè)計(jì)電路畫在方框乙中(2)丙圖為該同學(xué)根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I1I2圖線(I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù))，則由圖線可以得到被測電池的電動勢E_V，內(nèi)阻r_.解析：(1)器材中給出了一個內(nèi)阻已知的電流表G和一個定值電阻R0，可考慮將它們改裝成一個量程為10 V的電壓表，然后用伏安法測層疊電池的電動勢和內(nèi)阻因電流表A的內(nèi)阻未知，故需用安培表外接法，電路圖見答案(2)由電路結(jié)構(gòu)有EI1(R0RG)(I1I2)r，由I1I2圖線知I1與I2相差兩個數(shù)量級，則可認(rèn)為I1I2I2，故有I1I2.再結(jié)合I1I2圖線可得9.0 mA，1.0×1

6、02，有E9.0 V，r10.0 .答案：(1)電路圖(2)9.010.06(2010·南昌聯(lián)考)現(xiàn)有一種特殊的電池，它的電動勢E約為9 V，內(nèi)阻r約為50 ，已知該電池允許輸出的最大電流為50 mA，為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖實(shí)414所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖中電壓表的內(nèi)阻很大，對電路的影響可不考慮，R為電阻箱，阻值范圍09999 ，R0是定值電阻，起保護(hù)電路的作用(1)實(shí)驗(yàn)室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格：A10 2.5 W B100 1.0 WC200 1.0 W D2000 5.0 W本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選_(2)該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值

7、，讀取電壓表的示數(shù)，改變電阻箱阻值，取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖實(shí)415所示的圖線(已知該直線在y軸的截距為0.1 V1)則根據(jù)該同學(xué)所作出的圖線可求得電池的電動勢E為_V，內(nèi)阻r為_.圖實(shí)414圖實(shí)415解析：根據(jù)電池的參數(shù)，起保護(hù)作用的定值電阻的最小值為Rr 50 130 ，所以定值電阻應(yīng)選C；由題中所給圖線，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：EUr·，縱截距為電動勢的倒數(shù)，故電源電動勢的值為10 V；電源的內(nèi)電阻為圖線的斜率的E倍，即r46 .答案：(1)C(2)1046±27某同學(xué)在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，串聯(lián)了一只2.5 的保護(hù)電阻R0，實(shí)驗(yàn)電路如圖實(shí)4

8、16甲所示(1)連好電路后，當(dāng)該同學(xué)閉合開關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)不為0.檢查各接線柱均未接錯，接觸良好且未發(fā)生短路；他用多用電表的電壓擋檢查電路，把兩表筆分別接a、b，b、c，d、e時(shí)，示數(shù)均為0，把兩表筆接c、d時(shí)，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，由此可推斷故障是_(2)按電路原理圖甲及用多用電表的電壓擋檢查電路，把兩表筆分別接c、d時(shí)的實(shí)物電路圖乙用筆畫線代替導(dǎo)線連接起來圖實(shí)416圖實(shí)417(3)排除故障后，該同學(xué)順利完成實(shí)驗(yàn)，測定下列數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)在下面坐標(biāo)圖中畫出U­I圖線，由圖實(shí)417知：電池的電動勢為_，內(nèi)阻為_I/A0.100.170.230.30U/V1.201.

9、000.800.60(4)考慮電表本身電阻對測量結(jié)果的影響，造成本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差的原因是：_.(5)實(shí)驗(yàn)所得的電池的電動勢和內(nèi)阻的測量值與真實(shí)值比較，E測_E真，r測_r真(填“<”、“”或“>”)解析：(1)由兩表筆接c、d時(shí)，多用電表示數(shù)與電壓表示數(shù)相同知斷點(diǎn)必在c、d兩點(diǎn)之間，而各接線柱接觸良好，則必是R發(fā)生了斷路(2)如圖所示(3)UI圖如圖所示，由UI(rR0)E及所測數(shù)據(jù)，可求得E和r.E1.5 V，r0.5 .(4)因電壓表不是理想電表，電流表外接造成測得電流比通過電源的電流偏小(5)測得電動勢實(shí)為只將電壓表接在電源上時(shí)測得的電壓，測得內(nèi)阻實(shí)為將電壓表為電源內(nèi)阻并聯(lián)后

10、的總電阻，故電動勢和內(nèi)電阻測量值均小于真實(shí)值答案：(1)R斷路(2)見解析(3)UI圖線見解析1.5 V0.5 (4)電壓表電阻分流(5)<<8(2010·湖北隨州模擬)兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中利用如圖實(shí)418(a)所示的電路測定定值電阻R0、電源的電動勢E和內(nèi)電阻r，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時(shí)，一個同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù)，另一同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù)并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖實(shí)418(b)所示的兩條UI圖線回答下列問題：圖實(shí)418(1)根據(jù)甲、乙兩同學(xué)描繪的圖線，可知 ()A甲同學(xué)是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)B甲同學(xué)是根據(jù)電

11、壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)C乙同學(xué)是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)D乙同學(xué)是根據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)(2)圖象中兩直線的交點(diǎn)表示的物理意義是 ()A滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最右端B電源的輸出功率最大C定值電阻R0上消耗的功率為0.5 WD電源的效率達(dá)到最大值(3)根據(jù)圖(b)，可以求出定值電阻R0_，電源電動勢E_V，內(nèi)電阻r_.(4)該電路中電流表的讀數(shù)能否達(dá)到0.6 A，試說明理由解析：(1)從電路連接可以看出，電流表A的讀數(shù)增大時(shí)，電壓表V1的讀數(shù)減小，電壓表V2的讀數(shù)增大甲同學(xué)是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)繪制圖象的，B錯誤，A正確；乙同學(xué)是根據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)繪制圖象的，C錯誤，D正確(2)圖象中兩直線的交點(diǎn)表示電壓表V1的讀數(shù)與電壓表V2的讀數(shù)相等，即滑動變阻器的阻值為0，滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最左端，A錯誤；從圖象可以得出電阻R0的阻值大于電源的內(nèi)阻，滑動變阻器的阻值減小，電源的輸出功率增大，兩直線的交點(diǎn)對應(yīng)滑動變阻器的阻值為0，即電源的輸出功率最大，B正確；定值電阻R0消耗的功率為：PU2I1.0×0.5 W0.5 W，C正確；電源的效率為：UI/(EI)U/E，U越大，效率越大，D錯誤(3)從圖象可以得出定值電阻R0的阻值為：R0U2/I1.0/0.5 2.0 ；從甲同學(xué)的圖象可以得出圖象在U軸上