题目内容
2.某同学查阅电动车使用说明书知道自家电动车的电源是铅蓄电池,他通过以下操作测量该电池的电动势和内阻.(1)先用多用电表粗测电池的电动势.把电表的选择开关拨到直流电压50V档,将两只表笔与电池两极接触,此时多用电表的指针位置如图甲所示,读出该电池的电动势为12.0V.
(2)再用图乙所示装置进一步测量.多用电表的选择开关拨向合适的直流电流档,与黑表笔连接的是电池的负极(选填“正”或“负”).闭合开关,改变电阻箱的阻值R,得到不同的电流值I,根据实验
数据作出$\frac{1}{I}-R$图象如图丙所示.已知图中直线的斜率为k,纵轴截距为b,则此电池的电动势E=$\frac{1}{k}$,内阻r=$\frac{b}{k}$.(结果用字母k、b表示)
(3)他发现两次测得电动势的数值非常接近,请你对此做出合理的解释:铅蓄电池的内阻远小于多用电表电压档的内阻,因此直接用表笔接在蓄电池的两极时,电表的读数非常接近电源的电动势.
分析 (1)明确量程,确定最小分度,从而得出对应的读数;
(2)明确多用电表的使用方法,再根据闭合电路欧姆定律列式,变形即可得出图形对应的表达式,从而根据图象求出电动势和内电阻;
(3)关键分析电压表内阻和电源内阻间的关系,从而确定使用电压表测量时误差较小的原因.
解答 解:(1)电压档量程为50V,则最小分度为1V,则指针对应的读数为12.0V;
(2)作为电流表使用时,应保证电流由红表笔流进,黑表笔流出,故黑表笔连接的是电池的负极;
由闭合电路欧姆定律可得:
I=$\frac{E}{r+R}$
变形可得:$\frac{1}{I}$=$\frac{r}{E}$+$\frac{1}{E}•R$
则由图可知:$\frac{r}{E}$=b;
$\frac{1}{E}$=k
则可解得:
E=$\frac{1}{k}$;r=$\frac{b}{k}$
(3)因铅蓄电池的内阻远小于多用电表电压档的内阻,因此直接用表笔接在蓄电池的两极时,电表的读数非常接近电源的电动势.
故答案为:(1)12.0;(2)负;$\frac{1}{k}$;$\frac{b}{k}$;(3)因铅蓄电池的内阻远小于多用电表电压档的内阻,因此直接用表笔接在蓄电池的两极时,电表的读数非常接近电源的电动势.
点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验,要注意掌握实验原理,明确数据处理的基本方法,能正确根据图象分析数据是解题的关键.
练习册系列答案
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