将两个金属电极锌、铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池。现要测量橘子电池(如图所示)的电动势和内阻,四位同学采用不同的方法进行探究。(1)甲同学用多用表的直
题型:不详难度:来源:
将两个金属电极锌、铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池。现要测量橘子电池(如图所示)的电动势和内阻,四位同学采用不同的方法进行探究。
(1)甲同学用多用表的直流电压档,选择0~1V量程,直接测铜锌两金属片之间的电压时读数为0.82V;用多用表的欧姆档直接测水果电池的两极,读得此时的读数为3200Ω;甲同学认为该水果电池电动势E=0.82V, 内阻r=3.2kΩ 请指出甲同学测量的主要错误:_________________________________________ (2)乙同学利用伏安法电路并借助DIS实验器材中的电压、电流传感器测水果电池的电动势和内阻,电路如图所示。 下表是乙同学测量该水果电池时记录的数据。
次数
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 电压U/V
| 0.32
| 0.360
| 0.44
| 0.52
| 0.60
| 0.68
| 电流I/mA
| 0.32
| 0.30
| 0.26
| 0.22
| 0.18
| 0.14
| 请你根据测量数据在答题卷相应位置的坐标纸中描点作出U随I变化的关系图象。由图象求出水果电池的电动势为 V,内阻为 Ω。 (3)丙同学也想自己测一下水果电池的电动势和内阻,该同学手边只有电流传感器,导线、开关和一只电阻箱(电阻可变范围09999.9Ω),他利用这些器材测出了一系列电流与电阻对应的数据,图像法处理数据时丙同学作出 随 变化的关系图象。根据图像的斜率和截距也求出了水果电池的电动势和内阻。 (4)丁同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.5V,0.5A”的小灯泡供电,灯泡仍不发光(检查电路无故障)分析灯泡不亮的原因是: 。 |
答案
(1)(2分) 因水果电池本身有电动势,当用欧姆表直接接水果电池的两极时,欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联,影响测量的结果,故测不准。 (2)(4分) 作出U随I变化的关系图象如图,水果电池的电动势为 0.96V,(0.94-0.98之间均可)内阻为2.0×103Ω。 (1.9-2.1×103Ω之间均可) (3)(2分) 作出1/I 随R(或R随1/I)变化的关系图象 (4)(2分) 水果电池的内阻太大,回路电流太小(或路端电压过小) |
解析
(1)因水果电池本身有电动势,当用欧姆表直接接水果电池的两极时,欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联,影响测量的结果,故测不准 (2)图线与Y轴的交点为电源电动势,与X轴交点为短路电流,即 (3)根据作出1/I 随R(或R随1/I)变化的关系图象。斜率为电动势,截距为内阻。 (4)水果电池的内阻太大,回路电流太小(或路端电压过小) |
举一反三
某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现,里面除了一节1.5 V的干电池外,还有一个方形的电池(层叠电池).为了测定该电池的电动势和内电阻,实验室中提供有下列器材: A.电流表G(滿偏电流10 mA,内阻为10 Ω) B.电流表A(0 ~ 0.6 A ~ 3 A,内阻未知) C.滑动变阻器R0(0 ~ 100 Ω,1 A) D.定值电阻R(阻值990 Ω) E.开关与导线若干
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图甲所示的电路,请你按照电路图在乙图上完成实物连线. (2)丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1 - I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测电池的电动势E = V,内阻r = Ω.(结果保留两位有效数字) |
某课外研究小组为了制作一种传感器,需要选用一电器元件.图甲为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑,先需进一步验证该伏安特性曲线,实验室备有下列器材: 器材(代号) 规 格 电流表(A1) 量程0~50mA,内阻约为50Ω 电流表(A2) 量程0~200mA,内阻约为10Ω 电压表(V1) 量程0~3V,内阻约为10kΩ 电压表(V2) 量程0~15V,内阻约为25kΩ 滑动变阻器(R1) 阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A 滑动变阻器(R2) 阻值范围0~1kΩ,允许最大电流100mA 直流电源(E) 输出电压6V,内阻不计 开关(S) 导线若干 (1)为提高实验结果的准确程度,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 .(以上均填器材代号)
(2)为达到上述目的,请在图乙所示的虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号. (3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线完全吻合,则该元件的电阻阻值随电压的增大而 (选填“增大”、“减小”或“不变”),当该电器元件两端电压U=2.0V时元件消耗的电功率为 W. |
用以下器材测量待测电阻RX的阻值 待测电阻RX,阻值约为100Ω ; 电源E,电动势约为6.0V,内阻可忽略不计; 电流表A1,量程为0~50mA,内电阻r1=20Ω; 定值电阻R0,阻值R0=20Ω; 电流表A2,量程为0~300mA,内电阻r2约为4Ω; 单刀单掷开关S,导线若干; 滑动变阻器R,最大阻值为10Ω; ①测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的,试画出测量电阻RX的实验电路原理图(原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注)。 ②若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2。则由已知量和测量量计算RX的表达式为RX =___________________ |
下图为《探究电磁感应现象》实验中所用器材的示意图。试回答下列问题: (1)按实验要求将实物连成电路。
(2)在实验出现的电磁感应现象中,上述器材中哪个相当于电源? 。 |
用如图所示电路,测定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0.6 A、3 A); b.电压表(量程3 V、15 V); c.定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W); d.定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W); e.滑动变阻器(阻值范围0~10 Ω、额定电流2 A); f.滑动变阻器(阻值范围0~100 Ω、额定电流1 A).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________. |
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