高三电学实验复习测电源电动势和内阻.doc

测电源的电动势和内阻一、伏安法测电源电动势和内阻误差分析： 1、若采用甲图，其UI图象如乙图所示由于电压表的分流作用造成误差当电压表示数为零时，IV0，IAI短，短路电流测量值等于真实值E测E真因为r测，所以r测r真2、若采用丙图，其UI图象如丁图所示由于电流表的分压作用造成误差E为真实值 I短测r真，r测为r真和RA的串联值，由于通常情况下电池的内阻较小，所以这时r测的误差非常大二、安阻法测E和r1实验原理安阻法是指用电流表和电阻箱组合测E、r的方法实验原理图如图所示由闭合电路的欧姆定律EI(Rr)可知，测出两组电阻箱的不同值及其对应的电流，由EI1(R1r)，EI2(R2r)，可解得E和r，式中I1、I2是电阻箱分别取R1和R2时电流表读数2数据处理(1)公式法：多测几组R、I值，由EI(Rr)，解得每两组R、I值对应的E、r值，最后求E、r的平均值(2)图象法：由闭合电路欧姆定律EI(Rr)变形得：R，则与R的关系图线是一条如图所示的直线，若直线在纵轴的截距为b，斜率为k，则有E，r.3、误差分析： E测E， r测r.三、伏阻法测E和r1原理：伏阻法指用电压表V和电阻箱R组合测E、r的方法，设计实验原理图如图所示根据EUr，测出两组电阻箱不同值及其对应的电压，即有EU1，EU2，可解得E和r，式中U1、U2是电阻箱分别取R1和R2时电压表读数2数据处理(1)公式法：多测几组R、U值由EUr解得每两组R、U值对应的E、r值，最后求E、r的平均值(2)图象法：由闭合电路欧姆定律EUr，式子变形得，可见是的一次函数，图象为一条直线，直线的斜率k，截距b.由此解得E，r.3误差分析： E测E， r测r.1、一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻准备的器材有：电流表(0200 mA，内阻是12 )，电阻箱R(最大阻值9.9 )，一个开关和若干导线(1)由于电流表A的量程较小，考虑到安全因素，同学们将一个定值电阻和电流表并联，若要使并联后流过定值电阻的电流是流过电流表的电流的2倍，则定值电阻的阻值R0_.(2)设计的电路图如图甲所示若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表的示数I，并计算出，得到多组数据后描点作出R图线如图乙所示，则该电源的电动势E_V，内阻r_.解析：(1)由题意可知，设通过电流表的电流为I，则通过电阻R0的电流为2I，则R0RA6 .(2)R0与RA并联后的电阻为R1 4 ，根据全电路欧姆定律：E3I(RR1r)，变形可得R(4r)；由图线可知4r6，则r2 ，E6 V.答案：(1)6(2)622、为测定电源的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：A电源(电动势约为9 V)；B电压表(视为理想电压表，量程03 V)；C电阻箱R(0999.9 )；D定值电阻R0(铭牌上的数字模糊，末位只显示数字“0”)；E开关、导线若干(1)用欧姆表(1 )测定定值电阻R0，欧姆表的指针如图1所示，则R0_；(2)为达到测定的目的，请将图2所示仪器连成一个完整的实验电路；(3)某同学应用所测得的数据，绘出R(图3)图象是一条直线，测得直线的斜率k，纵坐标的截距为b，则电源的电动势E_V，内阻r_.解析：(1)欧姆挡为“1”，故R0101 10 .(2)因电压表的量程为3 V，R0只有10 ，为保护电路并完成测量，电压表测量R0两端电压，电路图设计如图所示(3)电流I，EI(RR0r)得R，故斜率k，b，从而E，rR0，结合已知数据得E9.0 V，r2.0 .答案：(1)10(2)实验电路图如解析图所示(3)9.02.03、图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路(1)已知毫安表表头的内阻为100 ，满偏电流为1 mA；R1和R2为阻值固定的电阻若使用a和b两个接线柱，电表量程为3 mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA.由题给条件和数据，可以求出R1_，R2_.(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 的标准电流表对改装电表的3 mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.5 mA、3.0 mA.电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300 和1 000 ；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750 和3 000 .则R0应选用阻值为_ 的电阻，R应选用最大阻值为_的滑动变阻器(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻图(b)中的R为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路则图中的d点应和接线柱_(填“b”或“c”)相连判断依据是_【解析】(1)设使用a和b两接线柱时，电表量程为I1，使用a和c两接线柱时，电表量程为I2，则使用a和b时：IgI1使用a和c时：IgI2由两式得R115 ，R235 .(2)校准时电路中的总电阻的最小值为R小 500 ，总电阻的最大值为R大 3 000 ，故R0选300 的，R选用最大阻值为3 000 的滑动变阻器(3)d接b时，R1和R2串联，不论是R1还是R2损坏，电表都有示数且示数相同，故应将d接c.根据d接c时的电路连接情况可知：闭合开关，若电表指针偏转，则损坏的电阻是R1；若电表指针不动，则损坏的电阻是R2.【答案】(1)1535(2)3003 000(3)c闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏的电阻是R1；若电表指针不动，则损坏的电阻是R24、用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 )的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A电流表：量程0.6 A，内电阻约1 ；B电流表：量程3 A，内电阻约0.2 ；C电压表：量程3 V，内电阻约30 k；D电压表：量程6 V，内电阻约60 k；E滑动变阻器：01 000 ，额定电流0.5 A；F滑动变阻器：020 ，额定电流2 A.(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号)(2)如图为正确选择仪器后，连好的部分电路为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将_和_相连、_和_相连、_和_相连(均填仪器上接线柱的字母代号)(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标解析：(1)由于被测电池组的电动势约4.5 V，因此电压表应选用D，由于电池允许通过的电流一般不超过0.5 A，因此电流表选用A，滑动变阻器起限流作用，为了方便调节，因此阻值不宜太大，选用F.(2)考虑到电流表内电阻与电池组的内电阻相差不大，而电压表内电阻特别大，为了使测量误差尽可能小，需用电压表测量电流表和滑动变阻器的总电压，故还需在电路中用导线将a与d相连接，c与g相连接，f与h相连接，电路连接如图(3)若用电阻箱与电压表以伏阻法测电源电动势和内电阻，根据闭合电路欧姆定律可知，EUr，变形得，以为纵坐标，为横坐标，作出的图象是一条直线答案：(1)ADF(2)adcgfh(3)或U5、某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：电压表V1(量程03 V，内阻等于3 k)；电压表V2(量程015 V，内阻等于15 k)；电流表A1(量程0200 mA，内阻等于10 )；电流表A2(量程03 A，内阻等于0.1 )；滑动变阻器R1(010 ，额定电流2 A)；滑动变阻器R2(01 k，额定电流0.5 A)；定值电阻R3(阻值等于1 )；定值电阻R4(阻值等于10 )；定值电阻R5(阻值等于1 k)；电源E(E6 V，内阻不计)(1)请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁(2)该同学描绘出的IU图象应是下图中的_6、如图甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流I0，R为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率改变RL的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的UI关系图线回答下列问题：(1)滑动触头向下移动时，电压表示数_(选填“增大”或“减小”)(2)I0_A.(3)RL消耗的最大功率为_W(保留一位有效数字)解析：(1)RL与R并联，电路中电流恒定，当滑动触头向下移动时，并联电阻变小，并联电压减小(2)当滑动变阻器的电阻为0时，外电路短路，此时电路中的电流即是I01.00 A(3)由图象知，U2020I.滑动变阻器的功率PUI(2020I)I20(I0.5)25，当I0.50 A时，滑动变阻器的最大功率P5 W.答案：(1)减小(2)1.00(0.98、0.99、1.01均正确)(3)57、图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 A，内阻为480 .虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆100 挡(1)图(a)中的A端与_(选填“红”或“黑”)色表笔相连接(2)关于R6的使用，下列说法正确的是_(填正确答案标号)A在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1R2_，R4_.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_；若此时B端是与“3”相连的，则读数为_；若此时B端是与“5”相连的，则读数为_(结果均保留3位有效数字)【解析】(1)A端与电池正极相连，电流从A端流出，A端与黑表笔相连(2)使用多用电表前，应机械调零，即应调整“指针定位螺丝”，使指针指在表盘左端电流“0”位置，与R6无关，选项A错；使用欧姆挡时，需要红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B对；使用电流挡时，B端与“1”或“2”相连，与R6无关，C错(3)B端与“1”、“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA挡、直流1 mA挡，如图1所示，由电表的改装原理可知，B端与“2”相连时，有I2IG，解得R1R2160 ；B端与“4”相连时，如图2所示，多用电表为直流电压1 V挡，表头并联部分电阻R0，R4R0880 .(4)B端与“1”相连时，电表读数为1.47 mA；B端与“3”相连时，多用电表为欧姆100 挡，读数为11.0100 1.10103 ；B端与“5”相连时，多用电表为直流电压5 V挡，读数为5 V2.95 V.【答案】(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA1.10103 2.95 V8、一同学测量某干电池的电动势和内阻（1）题101图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处（题101图）（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表：根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出关系图象由图象可计算出该干电池的电动势为 V；内阻为 R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.34.53.8（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如题10-2 图所示，则该干电池的电动势应为 V；内阻应为 一同学测量某干电池的电动势和内阻（1）题101图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处（题101图）（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表：根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出关系图象由图象可计算出该干电池的电动势为 V；内阻为 R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.34.53.8（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如题10-2 图所示，则该干电池的电动势应为 V；内阻应为 10