题目内容

【题目】一般的话筒用的是一块方形的电池(层叠电池),如图甲所示,标称电动势为9V。某同学想要测量该电池实际的电动势和内阻,实验室提供了以下器材:

A.待测方形电池

B.电压表(量程0~3V,内阻约为4kΩ)

C.电流表(量程0~0.6A,内阻为1.0Ω)

D.电流表(量程0~3A,内阻为1.0Ω)

E.电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)

F.电阻箱(阻值范围0~9999.9Ω)

G.滑动变阻器(阻值范围0~20Ω)

H.滑动变阻器(阻值范围0~20kΩ)

I.开关、导线若干

(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路图。根据如图乙所示电路图和如图丙所示图像,为完成该实验,电流表应选_____,电阻箱应选______,滑动变阻器应选_______(均填写器材前字母标号)

(2)实验需要把电压表量程扩大为0~9V。该同学按图乙连接好实验器材,检查电路无误后,将R1的滑片移到最左端,将电阻箱R2调为零,断开S3,闭合S1,将S2接a,适当移动R1的滑片,电压表示数为2.40V;保持R1接入电路中的阻值不变,改变电阻箱R2的阻值,当电压表示数为________V时,完成扩大量程,断开S1。

(3)保持电阻箱R2阻值不变,开关S2接b,闭合S3、S1,从右到左移动R1的滑片,测出多组U、I,并作出U-I图线如图丙所示,可得该电池的电动势为________V,内阻为________Ω。

【答案】D F G 0.80 8.94 2.0

【解析】

(1)[1]由图示图象可知,所测最大电流约为2A,则电流表应选择D;

[2]电源电动势约为9V,需要把电压表改装成9V的电压表,串联电阻分压为6V,是电压表量程的2倍,由串联电路特点可知,分压电阻阻值为电压表内阻的2倍,约为8KΩ,电阻箱应选择F;

[3] 由于要测量该电池实际的电动势和内阻,为方便实验操作,滑动变阻器应选择G;

(2)[4] 把量程为3V的电压表量程扩大为9V,分压电阻分压为6V,分压电阻分压是电压表两端电压的2倍,由题意可知,电压表所在支路电压为2.40V,分压电阻两端电压为电压表两端电压的2倍,实验时应保持位置不变,改变阻值,当电压表示数为0.80V,此时电阻箱分压1.60V,完成电压表扩大量程;

(3)[5] 分压电阻箱两端电压是电压表两端电压的2倍,电压表示数为,则路端电压为,在闭合电路中,电源电动势

整理可得

由图示图象可知,图象纵轴截距

电源电动势

[6]图象斜率的绝对值

电源内阻

练习册系列答案
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【题目】某物理兴趣小组设计了图甲所示电路测量一节干电池的电动势E和内阻r。合上开关S1,开关S2打到位置1,移动滑动变阻器的滑片P,记录下几组电压表的示数以及对应的电流表示数;然后将S2打到位置2,移动滑动变阻器的滑片P,再记录下几组电压表的示数以及对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象,如图乙所示,两图线(直线)在纵轴上的截距分别为UA、UB,在横轴上的截距分别为IA、IB

(1)S2打到位置1时,作出的U- I图象是图乙中的图线______ ( 选填“A”或“B”),测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差,原因可能是__________

(2)由图乙可知,干电池电动势和内阻的真实值分别为E真=______,r真=_________

(3)小组同学继续用图丙所示电路探究测电源电动势和内阻时,电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响。其中,虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A,V为标准电压表,E为待测电源,S为开关,R为滑动变阻器,R0是阻值为4.0Ω的定值电阻

①已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=100μA、内阻rg=2.0kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200 mA,应并联一只阻值为______Ω的定值电阻R1(结果保留一位小数)

②小组同学在前面实验的基础上,为探究图丙所示电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电源通过上述方法多次测量。发现电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因可能是__________(填选项前的字母)

A.电压表内阻的影响 B.滑动变阻器的最大阻值偏小

C.R的实际阻值比计算值偏小 D. R0的实际阻值比标称值偏大

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