题目内容
5.某课外小组的三位同学想要测量以下三种电池的电动势和内电阻:Ⅰ.R20(1号)干电池:电动势约为1.5V
Ⅱ.R6(5号)干电池:电动势约为1.5V
Ⅲ.某种锂电池:电动势约为20V
他们可选择的部分器材有:
A.电压表(量程3V时内阻约3kΩ;量程15V时内阻约15kΩ)
B.电阻箱(阻值范围0-999Ω)
C.电阻箱(阻值范围0-99999Ω)W
D.滑动变阻器(阻值0-50Ω,额定电流1.5A)
E.滑动变阻器(阻值0-2kΩ,额定电流0.5A)
F.电流表(量程为0.6A,内阻约0.125Ω)
为完成测量,三位同学进行了如下实验:
①甲同学将一节1号干电池直接接在量程为3V的电压表两端(如图甲所示),将此时电压表的示数作为电池电动势的测量值.以下对这种测量方法的误差分析正确的是B
A.这种测量方法得到的电动势的测量值比真实值大
B.这种测量方法造成误差的原因是测量时电路中有微小电流
C.因为“断路时路端电压等于电源电动势”,所以这种测量方法的系统误差为零
②乙同学将一节5号干电池接入图乙所示电路中,为完成该实验,电压表应选择的量程是 V;滑动变阻器应选择D(选填相应器材前的字母).
③乙同学根据测量数据画出U-I的图象如图丙所示(图中只画了坐标纸的大格),关于此图象的下列说法中正确的是ABD
A.此图线在横轴上的截距表示电池被短路时的短路电流
B.为减小误差,可以将原坐标纸上两坐标轴交点处的纵坐标取为1.0V,使每小格代表的电压值变小,从而放大纵轴的标度
C.纵轴的标度放大后,图线在横轴上的截距仍表示电池被短路时的短路电流
D.纵轴的标度放大后,电池的内阻仍等于图线斜率的绝对值
④丙同学为了测量锂电池的电动势,想给量程是15V的电压表串联一个定值电阻(用电阻箱代替),改装成量程是25V的电压表,实验电路如图丁所示,请将以下电压表改装过程的主要实验步骤补充完整:
A.闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至a端(选填“a”或“b”),并把电阻箱阻值调到零a b
B.闭合开关后调节滑动变阻器使电压表示数为10V
C.保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱使电压表示数为6V
D.不改变电阻箱的阻值,保持电阻箱与量程为15V的电压表串联,撤去其它线路就得到量程为的25V电压表
⑤丙同学的上述操作步骤中,电阻箱应选C,滑动变阻器应选D(选填相应器材前的字母)
分析 ①根据电动势的测量的方法,结合闭合电路的欧姆定律即可判定正确的选项;
②根据5号干电池的电动势的特点,选择合适的电压表和滑动变阻器.
③根据测量电池的电动势与内电阻的数据处理的方法,判定个选项是否正确;
④把15V的直流电压表接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为25V的电压表时,将直流电压表与电阻箱串联,整个作为电压表,据题分析,电阻箱阻值调到零,电压表读数为10V,则知把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为6V.
⑤根据串联电路的特点,可确定出电阻箱的电阻与电压表内阻的关系,选择电阻箱的规格.
解答 解:①根据电动势的测量的方法可知,用电压表直接测量电源的电动势时,测量时电路中有微小电流,根据闭合电路的欧姆定律可知,这种测量方法得到的电动势的测量值比真实值小.故AC错误,B正确.
故选:B
②根据5号干电池的电动势是1.5V,所以电压表的量程要选择0-3V的量程.
同时由于5号干电池的电动势比较小,所以选择的滑动变阻器的最大电阻值不能太大,所以宜选择50欧姆的滑动变阻器D.
③A、根据闭合电路的欧姆定律可知,电路中的电流为I,则:E=U+Ir,当路端电压为0时,电路中的电流:I=$\frac{E}{r}$,此图线在横轴上的截距表示电池被短路时的短路电流.故A正确.
B、在该实验的过程中,由于放电电流不能太大,所以路端电压的测量值比较大,为减小误差,可以将原坐标纸上两坐标轴交点处的纵坐标取为1.0V,使每小格代表的电压值变小,从而放大纵轴的标度,故B正确;
C、纵轴的标度放大后,图线在横轴上的截距对应的路端电压大于0,所以不再表示电池被短路时的短路电流.故C错误;
D、纵轴的标度放大后,图线斜率的绝对值:k=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{E}{{I}_{短}}$=r,仍然等于电池的内阻.故D正确.
故选:ABD
④把15V的直流电压表接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为25V的电压表时,将直流电压表与电阻箱串联,整个作为电压表,据题分析,电阻箱阻值调到零,电压表读数为10V;以下的主要步骤中:
A.闭合开关前测量电路中的电压值要保持最小,所以需要将将滑动变阻器的滑片移至 a端,并把电阻箱阻值调到零;
B.闭合开关后调节滑动变阻器使电压表示数为10V;
C.把15V的直流电压表,改装为量程为25V的电压表时,满偏时的电压从15V扩大为25V,量程扩大为:$\frac{25}{15}$=$\frac{5}{3}$倍,则10V的实际电压,在电压表上的读数为:U=$\frac{3}{5}$U′=$\frac{3}{5}$×10=6V,所以需要保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱使电压表示数为 6V,
D.不改变电阻箱的阻值,保持电阻箱与量程为15V的电压表串联,撤去其它线路就得到量程为的25V电压表
⑤当电压表满偏时,量程为15V,此时电阻箱上分担的电压为:25V-15V=10V,由欧姆定律可知:$\frac{{R}_{x}}{{R}_{V}}$=$\frac{{U}_{x}}{{U}_{V}}$=$\frac{10}{15}$
所以:Rx=$\frac{10}{15}$×Rv=$\frac{10}{15}$×15=10kΩ,所以要选择最大电阻值99999Ω的变阻箱C.
由于选择使用分压式电路,所以要选择电阻值比较小的滑动变阻器D.
故答案为:①B;②0-3;D;③ABD;④a,6;⑤C,D
点评 本题涉及电表的改装,其原理是串联电路的特点.伏安法测量电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律,要注意路端电压应为改装后电压表的读数.
| A. | $\overline{v}$=$\frac{{v}_{0}+{v}_{t}}{2}$ | B. | $\overline{v}$<$\frac{{v}_{0}+{v}_{t}}{2}$ | ||
| C. | a 恒定 | D. | a 随时间逐渐减小 |
| A. | 微粒在下落过程中动能先增大后减小,重力势能一直减小 | |
| B. | 微粒下落过程中电场力做功为-$\frac{1}{2}$qU | |
| C. | 微粒在M、N点之间做往复运动 | |
| D. | 若微粒从距B板高2h处自由下落,则恰好能达到A板 |
| A. | ${\;}_{90}^{232}$Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核${\;}_{82}^{208}$Pb | |
| B. | 在核反应堆中,为使快中子减速,在铀棒周围要放“慢化剂”,常用的慢化剂有石墨、重水和普通水 | |
| C. | 当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出,则改用红光照射也一定会有电子逸出 | |
| D. | 将由放射性元素组成的化合物进行高温分解,会改变该放射性元素的半衰期 |
| A. | 电场力等于重力 | |
| B. | 粒子运动的水平位移等于竖直位移的大小 | |
| C. | 电场力做的功一定等于重力做的功的负值 | |
| D. | 粒子电势能的减少量一定等于重力势能的增加量 |
| A. | 若M、N带等量同种电荷A和B点的电势相同 | |
| B. | 若M、N带臻量同种电荷,A点和B点的场强相同 | |
| C. | 若M、N带等量异种电荷,A点和B点的电势相同 | |
| D. | 若M、N带等量异种电荷A点和B点的场强相同 |