河北省張家口市高三物理 同步練習(xí)29 測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.doc
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測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1.用如圖所示電路,測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻較小,為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路,電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用。除電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)外,可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有:(a)電流表(量程0.6 A、3 A)(b)電壓表(量程3 V、15 V)(c)定值電阻(阻值1 、額定功率5 W)(d)定值電阻(阻值10 、額定功率10 W)(e)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍010 、額定電流2 A)(f)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0100 、額定電流1 A)那么(1)要正確完成實(shí)驗(yàn),電壓表的量程應(yīng)選擇_V,電流表的量程應(yīng)選擇_A;R0應(yīng)選擇_的定值電阻,R應(yīng)選擇阻值范圍是_的滑動(dòng)變阻器。(2)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是_。【答案】由于電源是一節(jié)干電池(15V),所選量程為3V的電壓表;估算電流時(shí),考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾左右,加上保護(hù)電阻,最大電流在05A左右,所以選量程為06A的電流表;由于電池內(nèi)阻很小,所以保護(hù)電阻不宜太大,否則會(huì)使得電流表、電壓表取值范圍小,造成的誤差大;滑動(dòng)變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了,取010能很好地控制電路中的電流和電壓,若取0100會(huì)出現(xiàn)開(kāi)始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象。關(guān)于系統(tǒng)誤差一般由測(cè)量工具和所造成測(cè)量方法造成的,一般具有傾向性,總是偏大或者偏小。本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測(cè)量值小,造成E測(cè)E真,r測(cè)r真?!窘馕觥柯?.某研究性學(xué)習(xí)小組采用如圖所示的電路測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,R為電阻箱,V為理想電壓表,其量程略大于電池的電動(dòng)勢(shì)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)多次改變電阻箱的阻值R,從電壓表上讀出相應(yīng)的示數(shù)U,該小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)U與R不成線(xiàn)性關(guān)系,于是求出了相應(yīng)的電阻與電壓的倒數(shù)如下表所示.序號(hào)12345671/R(1)0.10.40.51.02.02.55.01/U(V1)0.360.440.430.600.871.001.58回答下列問(wèn)題:(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)原理,你認(rèn)為第_(填序號(hào))組數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的,原因是_.(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)谙聢D所給的坐標(biāo)系中繪出1U-1R關(guān)系圖線(xiàn)_(3)由圖線(xiàn)可知,該干電池的電動(dòng)勢(shì)E_ V,內(nèi)阻r_ .(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【答案】 (1). (1)3 (2). 隨著電阻的減小路端電壓應(yīng)逐漸減小 (3). (2)見(jiàn)解析圖 (4). (3)2.9 (5). 0.71【解析】【詳解】(1)根據(jù)EUURr,得1U=rE1R+1E,知1R變大,1U就變大,故第3組數(shù)據(jù)錯(cuò)誤;(2)根據(jù)給定的各組1R、1U值在坐標(biāo)系中描出位置,然后依據(jù)這些位置作出1U1R圖線(xiàn),如圖所示(3)根據(jù)1U=rE1R+1E知,縱軸截距是電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù),斜率是rE,有1E0.35,rE1.580.355.00,得E2.9 V,r0.71 .3.某個(gè)實(shí)驗(yàn)小組認(rèn)為用一只已知內(nèi)阻的電流表和電阻箱,采用如圖甲所示的電路測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻,比常規(guī)的伏安法更準(zhǔn)確若電流表內(nèi)阻阻值為RA,則測(cè)量的方法與步驟是:(1)將電阻箱阻值R調(diào)到最大,閉合S后觀察電流表示數(shù),然后再調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)指到某兩個(gè)恰當(dāng)?shù)闹担浵麓藭r(shí)電阻箱的阻值R1、R2及對(duì)應(yīng)的電流I1、I2;(2)根據(jù)以上的數(shù)據(jù)及閉合電路歐姆定律,建立方程組,即可求出電源的電動(dòng)勢(shì)E與內(nèi)阻r.該方程組的表達(dá)式是:_、_.該實(shí)驗(yàn)小組現(xiàn)在手頭只有一個(gè)電流表,只知其內(nèi)阻很小,卻不知具體阻值為了測(cè)出該電流表的內(nèi)阻,她們找來(lái)了如圖乙所示兩節(jié)干電池等實(shí)驗(yàn)器材請(qǐng)你用筆畫(huà)線(xiàn)將圖中的實(shí)物連接成能測(cè)出電流表內(nèi)阻的電路_注意滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路起限流作用,開(kāi)關(guān)閉合前其阻值應(yīng)_【答案】 (1). (1)E=I1(R1+RA+r); (2). E=I2(R2+RA+r) (3). (2)連線(xiàn)如圖; (4). 最大【解析】【詳解】(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律列方程;E=I1(R1+RA+r),E=I2(R2+RA+r);(2)連線(xiàn)如圖;滑動(dòng)變阻器是限流式接法,故從最大開(kāi)始逐漸減小,則開(kāi)關(guān)閉合前其阻值應(yīng)最大;【點(diǎn)睛】本題第一問(wèn)關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)的原理,會(huì)求解加速度和功率;第二問(wèn)關(guān)鍵是要明確用安阻法測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和電阻的方法,明確實(shí)驗(yàn)步驟4.某同學(xué)在用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)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)電路如圖所示(1)連好電路后,當(dāng)該同學(xué)閉合電鍵時(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(xiàn)柱均未接錯(cuò),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)在圖中按電路原理圖及用多用電表的電壓擋檢查電路時(shí),把兩表筆分別接c、d時(shí)的實(shí)物電路圖(如圖所示)以筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)_(3)排除故障后,該同學(xué)順利完成實(shí)驗(yàn),測(cè)定得到下列數(shù)據(jù),根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)上畫(huà)出U-I圖線(xiàn),由圖線(xiàn)知:電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi),內(nèi)阻為_(kāi)【答案】 (1). (1)R斷路; (2). (2)圖見(jiàn)解析; (3). (3)1.50V, (4). 0.40?!窘馕觥俊驹斀狻浚?)發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)不為0,電流表或R處斷路,用多用電表的電壓檔檢查電路,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,知R斷路。(2)根據(jù)原理圖即可確定實(shí)物圖; (3)根據(jù)描點(diǎn)法可得出U-I圖象如圖。由閉合電路歐姆定律可知:U=E-I(R+r);由圖可知,U-I圖線(xiàn)是一條傾斜的直線(xiàn),描點(diǎn)作圖如下圖。縱軸截距為1.50,所以電動(dòng)勢(shì)為:E=1.50V。圖線(xiàn)的斜率為:k=UI=1.501.200.45=2.90,則內(nèi)阻為:r=2.90-2.5=0.40。【點(diǎn)睛】本題考查電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn);解決本題的關(guān)鍵會(huì)從U-I圖線(xiàn)獲取電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,注意將保護(hù)電阻等效到電源的內(nèi)部,最終電源的內(nèi)阻等于圖線(xiàn)的斜率絕對(duì)值減去保護(hù)電阻的阻值。5.電動(dòng)自行車(chē)的電瓶用久以后性能會(huì)下降,表現(xiàn)之一為電池的電動(dòng)勢(shì)變小,內(nèi)阻變大。某興趣小組將一輛舊電動(dòng)自行車(chē)充滿(mǎn)電,取下四塊電池,分別標(biāo)為A、B、C、D,測(cè)量它們的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。用多用表直流電壓50V擋測(cè)量每塊電池的電動(dòng)勢(shì)。測(cè)量電池A時(shí),多用電表的指針如圖甲所示,其讀數(shù)為_(kāi)V。用圖乙所示電路測(cè)量A、B、C、D四塊電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,圖中R0為保護(hù)電阻,其阻值為5。改變電阻箱的阻值R,測(cè)出對(duì)應(yīng)的電流I,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)分別作出A、B、C、D四塊電池的1IR圖線(xiàn),如圖丙。由圖線(xiàn)C可知電池C的電動(dòng)勢(shì)E=_V;內(nèi)阻r=_。分析圖丙可知,電池_(選填“A”、“B”、“C”或“D”)較優(yōu)?!敬鸢浮?(1)11.0(答“11”不給分)(2)121(3)C【解析】試題分析:(1)中間刻度線(xiàn)為直流電壓檔,量程50v ,而刻度共計(jì)50格,每格為1v,指針指到第11格,因此讀數(shù)為11.0v,估讀一位。(2)根據(jù)串聯(lián)電路可得I=ER0+R+r,即1I=1ER+1E(R0+r),圖象斜率即為電動(dòng)勢(shì)倒數(shù),由圖象C可以看出,當(dāng)電阻箱連入電路中電阻為0時(shí)對(duì)應(yīng)電流為2 A,圖象C的延長(zhǎng)線(xiàn)與橫軸交點(diǎn)為R0r6 ,故電源電動(dòng)勢(shì)為12 V,內(nèi)阻為1 .(3)圖象的延長(zhǎng)線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)離原點(diǎn)越遠(yuǎn)表示電源內(nèi)阻越大,圖象C的延長(zhǎng)線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)最近,所以電源C較優(yōu)考點(diǎn):測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻6.某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)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(gè)方形的層疊電池為了測(cè)定層疊電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室中提供了如下器材: A電流表A1(滿(mǎn)偏電流10 mA,內(nèi)阻10 )B電流表A2(00.6 A3 A,內(nèi)阻未知)C滑動(dòng)變阻器R0(0100 ,1.0 A)D定值電阻R(阻值990 )E開(kāi)關(guān)S與導(dǎo)線(xiàn)若干(1)該同學(xué)根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)了如圖所示的電路請(qǐng)你按照電路圖在圖中完成實(shí)物連線(xiàn)_(2)該同學(xué)根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出多組數(shù)據(jù),繪出如圖所示的I1I2圖線(xiàn)(I1為電流表A1的示數(shù),I2為電流表A2的示數(shù)),則由圖線(xiàn)可以得到被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E_V,內(nèi)阻r_.(保留兩位有效數(shù)字)【答案】 (1). (1)實(shí)物連接見(jiàn)解析; (2). (2)9.0, (3). 10【解析】【詳解】(1)由原理圖連接實(shí)物圖所示;(2)表頭的示數(shù)與定值電阻阻值的乘積可作為路端電壓處理,則由閉合電路歐姆定律可知:I1(R3+RA)=E-I2r即:I1=E1000I2r1000 ;由圖可知,圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為9.0mA,則有:9.0mA=E1000;解得E=9.0V;由圖象可知,圖象的斜率為:1010-3,由公式得圖象的斜率等于r1000,故 r1000=1010-3;解得r=10【點(diǎn)睛】本題為測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)的變形,注意由于沒(méi)有電壓表,本實(shí)驗(yàn)中采用改裝的方式將表頭改裝為電壓表,再根據(jù)原實(shí)驗(yàn)的研究方法進(jìn)行分析研究- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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