使电流表A1的示数与步骤(2)记录的值相同,记录长度L和A2的示数I.测量6组L和I值,测量数据已在图(c)中标出,写出Rx与L、I、u的关系式Rx=________;根据图(c)用作图法算出Rx=________ Ω.(计算结果保留一位有效数字)
解析:本题考查实物连接、实验步骤、实验数据处理,意在考查考生对实验原理的理解及数据处理的能力.断开S2,合上S1,电阻丝两端的电压为3.0 V,则电3.0 V
阻丝单位长度的电压为u=30.0 cm=0.1 V/cm.由于电流表A1的示数不变,因此Lu
ac段单位长度上的电压不变,Rx两端的电压为Lu,根据欧姆定律有Rx=I,LRx=uI,作出图象,如图所示,则根据图象的斜率求得Rx=6 Ω.
Lu
答案:(1)如图所示 (2)0.1 (3)I 6
高中物理总复习《测定电源的电动势和内阻》
同步强化训练题
1.某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内阻,备有下列器材: ①待测电池,电动势约为1.5 V(小于1.5 V)
②电流表,量程3 mA ③电流表,量程0.6 A ④电压表,量程1.5 V ⑤电压表,量程3 V ⑥滑动变阻器,0~20 Ω ⑦开关一个,导线若干
(1)请选择实验中需要的器材________(填标号). (2)按电路图将如图甲中的实物连接起来.
(3)该小组由实验数据作出的U-I图象如图乙所示,由图象可求得电源电动势为________V,内阻为__________Ω.
甲 乙
解析:(1)根据本实验的原理以及特点,所选器材是①③④⑥⑦;(2)根据电路图连接实物图时,一定要看清电路的结构,滑动变阻器的接线柱所在的位臵,注意?ΔU?1.45-0
导线不能交叉;(3)电源的电动势是纵轴截距1.45 V,内阻r=?ΔI?= Ω
??0.5-0=2.9 Ω.
答案:(1)①③④⑥⑦
(2)如图所示 (3)1.45(1.43~1.47均可) 2.9(2.7~3.1均可)
2.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻.要求尽量减小实验误差.
(1)应该选择的实验电路是图______(选填“甲”或“乙”).
(2)现有电流表(0~0.6 A)、开关和导线若干,以及以下器材: A.电压表(0~15 V) B.电压表(0~3 V) C.滑动变阻器(0~50 Ω) D.滑动变阻器(0~500 Ω)
实验中电压表应选用________;滑动变阻器应选用____________________. (选填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线.
序号 电压U/V 电流I/A 1 1.45 0.06 2 1.40 0.12 3 1.30 0.24 4 1.25 0.26 5 1.20 0.36 6 1.10 0.48
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=____________ V,内阻r=
________Ω.
解析:(1)干电池内阻较小,远小于电压表内阻,选用甲电路时电源内阻的测量值相对误差小.
(2)一节干电池的电动势只有1.5 V左右,故电压表应选用量程较小的B,干电池的内阻一般只有零点几欧或几欧,为调节方便,滑动变阻器应选用总阻值与之相差较小的C.
(4)由U=E-Ir知U-I图线在U轴上的截距表示E、斜率的绝对值表示r,由图线可得E=1.50 V,r=0.83 Ω. 答案:(1)甲 (2)B C (3)如图所示
(4)1.50(1.49~1.51) 0.83(0.81~0.85)
3.某同学要测定一电源的电动势E和内阻r,实验器材有:一只DIS电流传感器(可视为理想电流表,测得的电流用I表示),一只电阻箱(阻值用R表示),一只开关和导线若干.该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据.
(1)该同学设计实验的原理表达式是E=________(用r、I、R表示).
(2)该同学在闭合开关之前,应先将电阻箱调到________(选填“最大值”“最小值”或“任意值”),实验过程中,将电阻箱调至如图乙所示位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为________ Ω.
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(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的I-R图象,则由图象可求得,该电源的电动势E=______ V,内阻r=________ Ω.(结果均保留两位有效数字) 解析:(1)根据闭合电路欧姆定律,该同学设计实验的原理表达式是E=I(R+r).
(2)根据实验的安全性原则,在闭合开关之前,应先将电阻箱调到最大值.根据电阻箱读数规则,电阻箱接入电路的阻值为2×10 Ω+1×1 Ω=21 Ω.
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(3)由E=I(R+r)可得I=ER+Er.I-R图象斜率等于E,E=6.3 V,图象在纵轴截1
距等于Er,r=2.5 Ω.
答案:(1)I(R+r) (2)最大值 21 (3)6.3(6.1~6.4) 2.5(2.4~2.6)
4.某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:一个满偏电流为100 μA、内阻为2 500 Ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0~999.9 Ω)和若干导线.
(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表,则应将表头与电阻箱________(选填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为________Ω.
(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路图如图甲所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如下表.
R/Ω I/mA IR/V 1 95.0 15.0 1.42 2 75.0 18.7 1.40 3 55.0 24.8 1.36 4 45.0 29.5 1.33 5 35.0 36.0 1.26 6 25.0 48.0 1.20 (3)根据表中数据,图乙中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图乙中,并画出IR-I图线.
(4)根据图线可得电池的电动势E是________V,内阻r是________Ω.