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1、测电源的电动势和内电阻1、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 R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：(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)那么显然，该电流已超过电流表的量程。考虑到实验的可行性，此时用定值电阻R2与R串联即可，故有如下解答：(1)连图：左图只用 R1接入电
2、路；右图用 R1和R串联接入电路。(连线如图)(2)设I1是外电阻为R时的电流，I 2是外电阻为R1和R串联时的电流，则有IlRiRarER1R2RA r解之，可解得干电池电动势为：E 上IJ R2.11 I 2（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 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 。【解析】（1） 3, 0.6, 1, 010。（2）由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实 际输出电流小。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 的内阻一般几左右，加上保护电阻
3、，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；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取010能很好地控制电路中的电流和电压，若取0100 a会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测E真，r测r真。2、某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，实验室中有如下器材：A.待测干电池B.电流表G （03mA,内电阻门=20 QC.电流
4、表A （00.6A,内电阻2=0.20） D.滑动变阻器甲（最大阻值 10 QE.滑动变阻器乙（最大阻值 100 QF.定值电阻R1=100 QG.定值电阻R2=500 QH.定值电阻 R3=1.5k Q开关、导线。由于没有电压表，为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量。为了方便并能较准确测量，滑动变阻器应选 ,定值电阻应选用 。（填写 定值电阻前的序号）若某次测量中电流表 G的示数为I1,电流表A的示数为I2；改变滑动变阻器的位置后，电 流表 G的示数为I/ ,电流表 A的示数为 |2,。则可知此电源的内电阻测量值为 r=,电动势测量值为 E=。【解析】干电池的电动势和内阻的测量,般
5、需要电流表和电压表O故需要将电流表 G改装为电压表，且改装后电压表的量程应该达到由于题中没有电压表，1.5V,则总电阻为15V 500 ，故定值电阻应选用的序号为 G的电阻，而滑动变阻器应选用阻值较小的3mAD；在两次测量过程中，通过电源的电流是两只电表的电流之和，则根据全电路欧姆定律有E Ii(R2 ri) (Ii L)r, E R?。）(I I)2解之，得rIi IiR2ri ,I 2 Ii I iI 2R2r1I I I I 2i 2 i 23、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9.9
6、99,科当标准电阻用）一只电流表（量程Ir=0.6A,内阻0.1）和若干导线。请根据测定电动势 E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。接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R,读处与R对应的电流表的示数I,并作记录 当电阻箱的阻值R 2.6 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 ii倒数j；再制作R-坐标图，如图6所小，图中已标注出了（ R,）的几个与测6中上。量对应的坐标点，请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图在图6上把描绘出的坐标点练成图线。I的电池的电动势E=V,内电阻r根据图6描绘出的图线可得出这个解析：根据闭合电路
7、欧姆定律， 测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表， 但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如答图 4所示。由闭合电路欧姆定律有：E =I(R+r+rg),1 ,、解得：R E - (r rg),根据R-1/I图线可知：电源的电动势等于图线的斜率，内阻为 I g纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。答案： 见答图 4见答图6见答图61.5 (1.461.54 ); 0.3 (0.250.35 )4、电流表一个，定值电阻 R=150 ,
8、定值电阻 R=100 ,单刀单掷开关 K,导线若干。要 求利用这些器材测量一干电池(电动势约1.5V)的电动势。(1)按要求在实物图上连线。(2)用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为E=,式中各直接测得量的意义是：.【解析】根据提供的器材，可任取一个定值电阻与电流表、干电池、开关接成一个串联电路，用欧姆定律建立方程组进行测量。但在本题中，电流表量程为10.0mA,干电池的电动势约为1.5V,如果把定值电阻 R与电流表、干电池、开关接成一个串联电路，则回路中总电阻 约为180,回路中电流约为 1.5V/180=8.3mA,而如果把定值电阻 R与电流表、干电池、开关接成一个串联电路，则回
9、路中总电阻约为 130,回路中电流约为1.5V /130=11.5mA,显然，该电流已超过电流表的量程。考虑到实验的可行性，此时用定值电阻R与R1串联即可，故有如下解答：(1)连图：左图只用 R1接入电路；右图用 R1和R2串联接入电路。(连线如图)（2）设11是外电阻为R时的电流，I2是外电阻为 R和R串联时的电流，则有IiRiRarER1R2 RAr解之，可解得干电池电动势为：E 1收 R2.11 I 25、某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，实验室中有如下器材：A.待测干电池B.电流表G （03mA,内电阻门=20 QC.电流表A （00.6A,内电阻2=0.20） D.滑动变阻
10、器甲（最大阻值 10 QE.滑动变阻器乙（最大阻值 100 Q F.定值电阻Ri=100 QG.定值电阻R2=500 QH.定值电阻 R3=1.5k Q开关、导线。由于没有电压表，为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量。为了方便并能较准确测量，滑动变阻器应选 ,定值电阻应选用 。（填写 定值电阻前的序号）若某次测量中电流表 G的示数为I1,电流表A的示数为I2；改变滑动变阻器的位置后，电 流表 G的示数为 I/ ,电流表 A的示数为 |2,。则可知此电源的内电阻测量值为 r=,电动势测量值为 E=。【解析】干电池的电动势和内阻的测量，一般需要电流表和电压表。 由于题中没有电压表，故需要
11、将电流表 G改装为电压表，且改装后电压表的量程应该达到1.5V,则总电阻为1.5V 500 ,故定值电阻应选用的序号为G的电阻，而滑动变阻器应选用阻值较小的D；3mA在两次测量过程中，通过电源的电流是两只电表的电流之和，则根据全电路欧姆定律有E Ii(R2 ri) (Ii L)r , E R? %) (I I )?r解之，得 r I-一I- R2 r1 , E 一包一W R2 r1I1 I 2 I 1 I2I 1 I 2 I1 I 26、在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内电阻小于1.0 )B.电流表 G (满偏电流3mA内阻Rg=1
12、0Q )C.电流表 A(00.6A,内阻0.1 Q )D.滑动变阻器 R(0200,10 A) E.滑动变阻器 R2(0200QJ A)F.定值电阻 R (990 Q) G.开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示 中甲的(a)、(b)两个参考实验电路，其中合理的是 图所示的电路；在该电路中，为了 操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选 (填写器材前的字母代号).(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I 1 I 2图线(I 1为电流表G的示数，I 2为电流表A的示数)，则由图线可以得被测电池的电动势E= V内阻r=Q。0W-r-I-甲【解析】本题中测定干电池的电动势和内电阻需要用电压表和电流表，由于题中只给了两个电流表，故可以通过改装来实现 .因为定值电阻 R=990 ，则电流表 G与之串联较好，所以 合理白是b图所示的电路，滑动变阻应选 D;根据全电路欧姆定律容易得到ER。Rg)3 ,即 Ii 一R0%I2RoRg由Ii 12图线可以看出，图线与纵轴的交点为1.48 mA,即 一E一 1.48mA ,故电动势RoRgE=1.48V;又因为图线的斜率k1.48 1.25 0.77,即1000r0.77,故I20.3R0Rgr 0.77 .