【实验八】测定电源的电动势和内阻
1.(2007海南物理,13)图中电源电动势为E,内阻可忽略不计;电流表 mA 具有一定的内阻,电压表 V 的内阻不是无限大,S为单刀双掷开关,R为待测电阻。当S向电压表一侧闭合时,电压表 读数为U1,电流表读数为I1;当S向R一侧闭合时,电流表读数为I2。
⑴根据已知条件与测量数据,可以得出待测电阻R=_____。
⑵根据右图所给出的电路,在下图的各器件实物图之间画出连接的导线。
2.(2007宁夏理综,22,15分)
⑴由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器,如图所示。试根据你学到的有关平行板电容器电容的知识,推测影响圆柱形电容器的因素有_______。
⑵利用伏安法测量干电池的电动势和内阻。现有的器材为: 干电池:电动势约1.5V,符号
V H R2 R1 E R R S V E mA S mA V 电压表:量程1V,内阻998.3Ω,符号
A 电流表:量程1A,符号
滑动变阻器:最大阻值10Ω,符号 电阻箱:最大阻值99999.9Ω符号 单刀单掷开关1个,符号 导线若干
①设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内。要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。
②为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程应扩大为原量程_____倍,电阻箱的阻值应为____Ω。
3.(2007江苏物理,9)某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表的量程为0.6 A,内阻约0.1 Ω;电压表的量程为3 V,内阻约6 kΩ;G为小量程电流表;电源电动势约3 V,内阻较小,下列电路中正确的是
4.(2007四川理综,22)甲同学设计了如图所的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2, 电压表V(量程为1.5V,内阻很大),电阻箱R (0~99.99Ω ) ,单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。
①先测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整:闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数r和对应的电压表示数Ul,保持电阻箱示数不变,读出电压表的示数U2。则电阻R1的表达式为R1=____。
②甲同学已经测得电阻Rl=4.8Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。该同学的做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图所示的1?1图线,则电源电动
UR势E=___V,电阻R2 =____Ω。
③利用甲同学设计的电路和测得的电阻Rl,乙同学测电源电动势E 和电阻R2的阻值的做法是:闭合S 1,将S2切换到b,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出于相应的1?1图线,根据图
UR?R1线得到电源电动势E和电阻R2。这种做法与甲同学的做法比较,由于电压表测得的数据范围______(选填“较大”、“较小”或“相同”),所以______同学的做法更恰当些。
5.(2009安徽理综,21Ⅱ,6分)用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
2.0.O 1 -U Va SV E b RSR R0.1 R Ω(a) 电流表 (量程0.6A、3A); (b) 电压表(量程3V、15V)
(c) 定值电阻(阻值1?、额定功率5W) (d) 定值电阻(阻值10?,额定功率10W) (e) 滑动变阻器(阴值范围0--10?、额定电流2A) (f) 滑动变阻器(阻值范围0-100?、额定电流1A) 那么
(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择 V,电流表的量程应选择 A; R0应选择
?的定值电阻,R应选择阻值范围是 ?的滑动变阻器。
(2)引起该实验系统误差的主要原因是 。
6.(2009重庆理综,22)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用题22图2所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。图中R0为已知定值电阻,电压表视为理想电压表。 ①请根据题22图2,用笔画线代替导线将题22图3中的实验器材连接成实验电路。 ②若电压表V2的读数为U0, 则I= mA;
③实验一:用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I曲线a。见题22图4,由此可知电池内阻 (填“是”或“不是”)常数,短路电流为 mA ,电动势为 V。
④实验二:减小实验一中光的强度,重复实验,测得U-I曲线b,见题22图4.当滑动变阻器的电阻为某值时,若实验一中的路端电压为1.5V。则实验二中外电路消耗的电功率为 mW (计算结果保留两 位有效数字)。
7.(2009海南物理,14,11分,)图1是利用两个电流表图。图中S为开关,R为滑动变阻器,固定电阻R1和都大得多),
①按电路原理图在图2虚线框内各实物图之间画出连线。
②在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑动端c移动至 (填“a端”、“中央”或“b 端”)。 ③闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置,读出电流表滑动端c的位置,得到的数据为
I1(mA) I2(mA) 0.120 0.125 480 400 0.130 320 0.35 232 0.140 0.145 140 68 和测量干电池电动势E和内阻r的电路原理
内阻之和为10000?(比r和滑动变阻器的总电阻
为理想电流表。
和
的示数I1和I2。多次改变
在图3所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1?I2曲线。
④利用所得曲线求的电源的电动势E= V,内阻r= ?.(保留两位小数) ⑤该电路中电源输出的短路电流Im? A。
1.【答案】(1)(2)如图。
2.【答案】(1)H、R1、R2、ε(正对面积、板间距离、极板间的介质)
(2)①
②2; 998.3 3. 【答案】AB
【解析】C项中电流表应采用外接法,D项中电阻箱应该和电流计并联。 4.【答案】①U2?U1r ②1.43,1.2 ③小,甲
U15.【解析】由于电源是一节干电池(1.5V),所选量程为3V的电压表;估算电流时,考虑到干电池的内阻一般几Ω左右,加上保护电阻,最大电流在0.5A左右,所以选量程为0.6A的电流表;由于电池内阻很小,所以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取值范围小,造成的误差大;滑动变阻器的最
E r S - E V R S mA EE?U1 ?I2I1A + + V -