题目内容

欲测定两节干电池的电动势和内阻,现有的器材如下面的实物图所示,其中有:
电压表V(量程如图所示,内阻未知)
电阻箱R(最大阻值为1000Ω)
开关S
导线若干
①请在虚线框内画出测量电路原理图,并将实物连成测量电路图;
②简要写出实验步骤:
 

精英家教网③写出计算式:
电动势:E=
 

内阻:r=
 

④这个实验需满足的条件是:
 
分析:根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir变形得:E=U+
U
R
r,电压表测路端电压,电阻箱可以显示R的阻值,测两组数据运用方程法求解.
解答:解:①结合分析中的实验原理设计的电路图如下,两节干电池,电动势为3V,故电压表选取3V量程,对照电路图连接如下:
精英家教网②实验步骤为:在电阻箱上选择某一合理阻值R1,然后闭合开关S,记下电压表的示数U1;将电阻箱的阻值改为另一合理阻值R2然后闭合开关S,记下电压表的示数U2
③根据闭合电路欧姆定律:E=U1+
U1
R1
r,E=U2+
U2
R2
r
联立解得:E=
R2-R1
U1R2-U2R1
U1U2
       r=
U2-U1
U1R2-U2R1
R1R2

④本实验要求电流测得的电流为干路电流,所以系统误差为电压表分流引起,为减小误差应使电压表中电流远远小于电阻箱中的电流,则需要:R1、R2<<RV
故答案为:①如图②在电阻箱上选择某一合理阻值R1,然后闭合开关S,记下电压表的示数U1;将电阻箱的阻值改为另一合理阻值R2然后闭合开关S,记下电压表的示数U2
E=
R2-R1
U1R2-U2R1
U1U2
       r=
U2-U1
U1R2-U2R1
R1R2
④R1、R2<<RV
点评:电压表本身是一个能测出自身电压的“电阻”,电压表示数就是电压表两端的电压,它也有电流流过;分析清楚电路结构.熟练应用串并联电路特点分析误差.
练习册系列答案
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某同学用电流表和电压表测定两节干电池的电动势和内电阻,实验采用的电路如图1所示.

(1)下列给出的器材中,应该选用
ACDFH
ACDFH
(填代号)
A.待测干电池(两节串联,电动势约3V);
B.电流表(量程0-3A,内阻0.025Ω)
C.电流表(量程0-0.6A,内阻0.125Ω)
D.电压表(量程0-3V,内阻3kΩ)
E.电压表(量程0-15V,内阻15kΩ)
F.滑动变阻器(0-20Ω,额定电流1A)
G.滑动变阻器(0-2000Ω,额定电流0.3A)
H.开关、导线
(2)图2中给出了做实验所需要的各种仪器,请你按电路图1把它们连成实验电路.
(3)该同学进行实验.记录了5组数据,并根据这些数据在坐标图3中画出了电池的U-I图线,如图所示.根据图线求出两节干电池串联的电动势E=
2.75
2.75
V,内阻r=
1.92
1.92
Ω(保留三位有效数字)
(4)引起该实验系统误差的主要原因是
电压表分流
电压表分流
.考虑到系统误差的影响,电动势的测量值将
小于
小于
真实值,内阻的测量值将
小于
小于
真实值(填“大于”、“小于”或“等于”).
(5)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9Ω,可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=0.6A,内阻rg=0.1Ω)和若干导线.
①请根据测定电动势E和内电阻r的要求,设计图4中器件的连接方式,画线把它们连接起来.
②接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数I,并作记录.当电阻箱的阻值R=2.6Ω时,其对应的电流表的示数如图5所示.处理实验数据时,首先计算出每个电流值I的倒数1/I,再制作R-(1/I)坐标图,如图6所示,图中已标注出了
1
I
,R
1
I
,R
的几个与测量对应的坐标点.请你将与图5的实验数据对应的坐标点也标注在图6上.
③在图6上把描绘出的坐标点连成图线.
④根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=
1.5
1.5
V,内电阻r=
0.4
0.4
Ω.

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