题目内容

某同学用如图所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r,R为电阻箱.干电池的工作电流不宜超过0.5A.实验室提供的器材如下:电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ),电阻箱(限值范围0~999.9Ω);开关、导线若干.

①请根据图1的电路图,在图2中画出连线,将器材连接成实验电路.
②实验时,改变电阻箱R的值,记录下电压表的示数U,得到如下表所示的若干组R、U的数据.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
电阻
R/Ω
60.5 35.2 20.0 13.7 9.9 5.8 4.3 3.5 2.9 2.5
电压
U/V
2.58 2.43 2.22 2.00 1.78 1.40 1.18 1.05 0.93 0.85
根据实验数据绘出如图3所示的
1
U
-
1
R
图线.由图象得出电池组的电动势E=
2.86
2.86
V,内电阻r=
5.70
5.70
Ω.

③关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法,下列说法正确的是
CD
CD

A.电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差
B.同学读电压表读数引起的误差属于系统误差
C.本实验用图象法处理数据可以减小偶然误差
D.如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差.
分析:(1)已知电路图,根据电路图将电源、开关及电阻箱串接,电压表并联在电阻箱两端;注意接线要接在接线柱上,导线不能交叉;
(2)由电路的接法利用闭合是路欧姆定律可得出表达式,再利用数学规律可求得电动势和内阻;
(3)由于技术上的不完善及电路的设计、实验方法及测量技术等造成的误差为系统误差;而由于读数等造成的误差为偶然误差;采用图象法可以减小偶然误差.
解答:解:①由原理可知电路为简单的串联电路,将各元件串接,电压表并联在电阻箱两端;如下图所示
②由原理图可知,本实验采用的是伏阻法,由闭合电路欧姆定律可得:
U=
E
R+r
R;
1
U
=
1
E
+
r
E
R;
故图象的斜率等于
r
E
=k;截距b=
1
E

而由图可知,图象的斜率k=
1.1-0.4
0.4-0.02
=2;b=0.35;
故解得:E=
1
0.35
=2.86V;r=5.70Ω.
③电压表的分流作用是由于测量技术的不完善造成的,属于系统误差;而读数的误差为偶然误差;采用图象法分析可以有效避免偶然误差的影响;若将电压表内阻考虑进来,则可以减小系统误差;故AB错误;CD正确;
故选CD;
故答案为:(1)如图所示;(2)2.86(2.84-2.87均正确)5.70(5.70-5.76均正确)
(3)CD.
点评:本题求电动势和内阻的关键在于正确的由闭合电路欧姆定律得出函数关系,从而结合图象求出; 同时注意区分系统误差和偶然误差.
练习册系列答案
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(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为
3.60
3.60
N
(2)下列不必要的实验要求是
D
D
.(请填写选项前对应的字母)
A.应测量重物M所受的重力  
B.弹簧测力计应在使用前校零
C、拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请您提出一个解决办法:
更换大量程的弹簧测力计
更换大量程的弹簧测力计

II、某同学用电阻箱、多用电表、开关和导线测一节干电池的电动势和内阻,
(1)将图甲的实物连接成可完成实验的电路.
(2)完成以下步骤的相关内容:
①将多用电表的选择开关旋转至
“直流电流100mA”
“直流电流100mA”
挡(填“Ω×1”、“直流电压2.5V“或“直流电流’100mA”):
②调节电阻箱,示数如图乙所示,读得电阻值R
12
12
Ω;
③合上开关,从多用表上读得数值为x1
④重复②③,收集多组R和x的数据.
(3)根据他设计的实验以及收集到的数据,作出了如图丙所示的R-
1x
图线,由此可知,干电池的电动势E=
1.46
1.46
V(保留三位有效数字);图线纵轴截距的绝对值代表
干电池与电阻箱
干电池与电阻箱
的电阻之和.
(1)在《探究加速度与力、质量的关系》实验中,某同学利用如图所示的实验装置,将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上,滑块置于长木板上,并用细绳跨过定滑轮与托盘相连,滑块右端连一条纸带,通过打点计时器记录其运动情况.开始时,托盘中放少许砝码,释放滑块,通过纸带记录的数据,得到图线 a.然后在托盘上添加一个质量为 m=0.05kg 的砝码,再进行实验,得到图线 b.已知滑块与长木板间存在摩擦,滑块在运动过程中,绳中的拉力近似等于托盘和所加砝码的重力之和,g取10m/s2,则
①通过图象可以得出,先后两次运动的加速度之比为
 

②根据图象,可计算滑块的质量为
 
kg.
(2)某同学用如图所示的实物电路,描绘额定电压为4.0V的小灯泡的伏安特性曲线,并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题.
①根据实物图,在答题纸上的虚线框内画出电路图.
②闭合开关,将滑动变阻器的滑片 p 向 b 端移动,发现“电流表的示数几乎为零,电压表的示数逐渐增大”,则分析电路的可能故障为
 

A.小灯泡短路
B.小灯泡断路
C.电流表断路
D.滑动变阻器断路
③根据 I-U 图线,可确定小灯泡在电压为2.0V时实际功率为
 
W.
④已知小灯泡灯丝在27℃时的电阻是6.0Ω,并且小灯泡灯丝电阻值 R 与灯丝温度 t 的关系为 R=k ( 273+t ),k 为比例常数.根据 I-U 图线,估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为
 
℃.
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