利用如图1所示的电路测定电源的电动势和内电阻,提供的器材为: (A)干电池两节,每节电池电动势约为1.5V,内阻未知 (B)理想电压表V1、V2 (C)理想电流表A (D)定值电阻R0,阻值未知,但不小于5Ω (E)滑动变阻器 (F)导线和开关
U/V | 2.62 | 2.48 | 2.34 | 2.20 | 2.06 | 1.92 | I/A | 0.08 | 0.12 | 0.19 | 0.20 | 0.24 | 0.28 |
答案
(1、2)电压表V1测量的是外电压,V2测量的是滑动变阻器两端的电压,作出U-I图线,如图所示,当电流增大时,外电压减小,且成线性关系,知可以判断能够反映正确示数的电压表应为V1. 纵轴截距表示电动势,E=2.92V,图线斜率的绝对值为内阻,r=≈3.51Ω (3)测量原理:设在两次测量中,测得 的数据分别为:U1U1′U2U2′,对应的电流分别为:I1和I2,则: U1=E-I1r ①, U1′=E-I2r ②, U2=E-I1(R+r) ③ U2′=E-I2(R+r) ④, 则:U1-U1′=I2r-I1r=r(I2-I1),U2-U2′=(R+r)(I2-I1); 斜率:k== ⑤ 纵轴截距为b是滑动变阻器上的电压为0时,电压表V1上的读数,即:b=E-I0r=E-r ⑥; ⑤代人⑥得:E=. 以上的几个公式中,不能单独求出电源的内电阻. 又由①③得:U1-U2=I1R 代人①中,得:U1=E-⑦ 通过⑦式可以看到,若要让:U1=E,则需要:U1-U2=0 故若要通过利用图象的截距直接得到电源的电动势,保持U1为纵坐标不变,应该选用U1-U2为横坐标作图. 故答案为:(1)V1 (2)作图;2.92±0.03;3.50±0.2; (3); 不能; U1-U2 |
举一反三
A.两组同学分别用各自的干电池与器材采用伏安法完成“测定一节干电池的电动势ε和内阻r”的实验,下列说法正确的是:( )A.电流表量程选用“0-0.6A”比选用“0-3.0A”实验误差小 | B.滑动变阻器选用“200Ω,0.2A”比选用“20Ω,1.0A”更合适 | C.用U-I图线求ε和r 时U轴可以不从“0”开始 | D.两组同学通过作图得到的结果不同,至少有一组同学实验有误 | 实验室中有下列器材:量程3V的电压表,量程0.8A的电流表,电阻箱R,电键S,导线若干欲测量某一电源的电动势E和内阻r(E约为4.5V,r约为1.5Ω). ①请选择合适的器材,设计一个实验方案(只要求在下面的虚线框内画出电路原理图) ②用图象法处理实验得到的数据时,要使图线是直线如何建立坐标系?如何由图象求得待测电源的电动势E和内阻r? ③按你设计的实验电路原理图,从下面的实物图中挑选实物并进行连线.
| 一位同学在做《测电源电动势和内阻》的实验中,记录的7组数据见表.试根据这①.些数据在下图中画出U-I图线. ②.根据图线读出:电池的电动势ε=______V 电池内阻r=______Ω
I (安培) | U (伏特) | 0.10 | 1.40 | 0.15 | 1.34 | 0.20 | 1.29 | 0.25 | 1.25 | 0.30 | 1.20 | 0.35 | 1.16 | 0.40 | 1.10 | 现在按图①所示的电路测量一节旧干电池的电动势E(约1.5V)和内阻r(约20Ω),可供选择的器村如下:电流表A1、A2(量程0~500μA)内阻约为500,滑动变阻器R(阻值0~100,额定电流1.0A),定值电阻R1(阻值约为100Ω)电阻箱R2、R3(阻值0~999.9Ω),开关、导线若干.由于现有电流表量程偏小,不能满足实验要求,为此,先将电流表改装(扩大量程),然后再按图①电路进行测量. (1)测量电流表A2的内阻按图②电路测量A2的内阻,以下给出了实验中必要的操作.
A.断开S1 B.闭合S1、S2 C.按图②连接线路,将滑动变阻器R的滑片调至最左端,R2调至最大 D.调节R2,使A1的示数为I1,记录R2的值. E.断开S2,闭合S3 F.调节滑动变阻器R,使A1、A2的指针偏转适中,记录A1的示数I1 请按合理顺序排列实验步骤(填序号):______. (2)将电流表A2(较小量程)改装成电流表A(较大量程)如果(1)中测出A2的内阻为468.0Ω,现用R2将A2改装成量程为20mA的电流表A,应把R2调为______Ω与A2并联,改装后电流表A的内阻RA为______Ω. (3)利用电流表A、电阻箱R3测电池的电动势和内阻用电流表A、电阻箱R3及开关S按图①所示电路测电池的电动势和内阻.实验时,改变R3的值,记录下电流表A的示数I,得到若干组R3、I的数据,然后通过做出有关物理量的线性图象,求得电池电动势E和内阻r. a.请写出与你所作线性图象对应的函数关系式______. b.请在虚线框内坐标中做出定性图象(要求标明两上坐标轴所代表的物理量,用符号表示) c.图中______表示E,图中______表示r. | 在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中. (1)现备有以下器材: A.干电池1 节B.滑动变阻器(0-50Ω) C.滑动变阻器(0-10kΩ)D.电压表(0-3V) E.电压表(0-15V)F.电流表(0-0.6A) G.电流表(0-3A)H.电键、导线若干. 其中滑动变阻器应选______,电流表应选______,电压表应选______. (2)为了最大限度的减小实验误差,请在图1方框内画出该实验最后合理的电路图. (3)某同学记录的实验数据如下表所示,试根据这些数据在图2中画出U-I图线.根据图线得到被测电池的电动势E=______V,内电阻r=______Ω.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | I(A) | 0.05 | 0.10 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.40 | U(A) | 1.45 | 1.40 | 1.32 | 1.27 | 1.22 | 1.13 |
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