题目内容
(2011?江苏模拟)Ⅰ.在“测电池的电动势和内阻”的实验中,测量对象为1节新的干电池.用图甲所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器,发现电压表读数变化不明显,原因是:
Ⅱ.为了提高实验精度,采用图乙电路,提供的器材:
量程3V的电压表V,量程0.6A的电流表A(具有一定内阻),定值电阻R0(阻值未知,约几欧姆),滑动变阻器R1(0~10Ω),滑动变阻器R2(0~200Ω),单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2,导线若干.
①电路中,加接电阻R0有两方面的作用,一是方便实验操作和数据测量,二
②为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用
③开始实验之前,S1、S2都处于断开状态.现在开始实验:
A、闭合S1,S2打向1,测得电压表的读数U0,电流表的读数为I0;可以测出的物理量是
B、闭合S1,S2打向2,改变滑动变阻器的阻值,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2.则新电池电动势的表达式为E=
,内阻的表达式r=
-
-
.
电源内阻很小
电源内阻很小
.Ⅱ.为了提高实验精度,采用图乙电路,提供的器材:
量程3V的电压表V,量程0.6A的电流表A(具有一定内阻),定值电阻R0(阻值未知,约几欧姆),滑动变阻器R1(0~10Ω),滑动变阻器R2(0~200Ω),单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2,导线若干.
①电路中,加接电阻R0有两方面的作用,一是方便实验操作和数据测量,二
防止变阻器电阻过小时,电池被短路或电流表被烧坏
防止变阻器电阻过小时,电池被短路或电流表被烧坏
.②为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用
R1
R1
(填R1或 R2).③开始实验之前,S1、S2都处于断开状态.现在开始实验:
A、闭合S1,S2打向1,测得电压表的读数U0,电流表的读数为I0;可以测出的物理量是
定值电阻R0和电流表内阻之和,
定值电阻R0和电流表内阻之和,
,用测量的物理量写出表达式为R0+RA=
U0 |
I0 |
R0+RA=
.U0 |
I0 |
B、闭合S1,S2打向2,改变滑动变阻器的阻值,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2.则新电池电动势的表达式为E=
U1I2-U2I1 |
I2-I1 |
U1I2-U2I1 |
I2-I1 |
U1-U2 |
I2-I1 |
U0 |
I0 |
U1-U2 |
I2-I1 |
U0 |
I0 |
分析:Ⅰ、作出电源的U-I图象,根据闭合电路欧姆定律分析可知,图象的斜率等于电源的内阻,再分析电压表读数变化不明显的原因.
Ⅱ、①加接电阻R0,起保护作用,限制电流,防止电池被短路或电流表被烧坏.②由于电表的读数在刻度盘中央附近,误差较小,则要求电路中电流较大,在确保安全的前提下,可选择阻值较小的变阻器.③根据欧姆定律分析A所测量的物理量.根据闭合电路欧姆定律列方程组,可求出新电池电动势和内阻的表达式.
Ⅱ、①加接电阻R0,起保护作用,限制电流,防止电池被短路或电流表被烧坏.②由于电表的读数在刻度盘中央附近,误差较小,则要求电路中电流较大,在确保安全的前提下,可选择阻值较小的变阻器.③根据欧姆定律分析A所测量的物理量.根据闭合电路欧姆定律列方程组,可求出新电池电动势和内阻的表达式.
解答:解:Ⅰ作出电源的U-I图象,根据闭合电路欧姆定律分析可知,图象的斜率等于电源的内阻,如图,图线1的斜率小于图线2的斜率,则对应的电源的内阻图线1的较小,由图可以看出,图线1电压随电流变化较慢.本实验中发现电压表读数变化不明显,原因是:电源内阻很小.
Ⅱ①加接电阻R0,起保护作用,限制电流,防止变阻器电阻过小时,电池被短路或电流表被烧坏
②滑动变阻器应选用R1.因为R1的总电阻较小,使电路中电流较大,电流表指针能在刻度盘中央附近,测量误差较小.
③根据欧姆定律可知,可以测出的物理量是定值电阻R0和电流表内阻之和,用测量写出表达式为:R0+RA=
.
B、根据闭合电路欧姆定律得
E=U1+I1(R0+RA+r)…①
E=U2+I2(R0+RA+r)…②
联立解得:E=
r=
-(R0+RA)=
-
.
故答案为:
Ⅰ、电源内阻很小;
Ⅱ、①防止变阻器电阻过小时,电池被短路或电流表被烧坏;
②定值电阻R0和电流表内阻之和,R0+RA=
.
③
,
-
.
Ⅱ①加接电阻R0,起保护作用,限制电流,防止变阻器电阻过小时,电池被短路或电流表被烧坏
②滑动变阻器应选用R1.因为R1的总电阻较小,使电路中电流较大,电流表指针能在刻度盘中央附近,测量误差较小.
③根据欧姆定律可知,可以测出的物理量是定值电阻R0和电流表内阻之和,用测量写出表达式为:R0+RA=
U0 |
I0 |
B、根据闭合电路欧姆定律得
E=U1+I1(R0+RA+r)…①
E=U2+I2(R0+RA+r)…②
联立解得:E=
U1I2-U2I1 |
I2-I1 |
r=
U1-U2 |
I2-I1 |
U1-U2 |
I2-I1 |
U0 |
I0 |
故答案为:
Ⅰ、电源内阻很小;
Ⅱ、①防止变阻器电阻过小时,电池被短路或电流表被烧坏;
②定值电阻R0和电流表内阻之和,R0+RA=
U0 |
I0 |
③
U1I2-U2I1 |
I2-I1 |
U1-U2 |
I2-I1 |
U0 |
I0 |
点评:本题根据闭合电路欧姆定律,用伏安法可测量电源的电动势和内阻,定值电阻R0起保护作用,采用公式法处理数据.
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