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实验:测定电池的电动势和内阻
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知识点
题号
1.实验原理
5、6
2.实验步骤
3
3.数据处理
1、2、4
1.下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内阻的数据,处理方法既能减小偶然误差,又直观、简便的是( C )
A.测出两组I、U的数据,代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r求出E和r
B.多测几组I、U的数据,求出几组E、r,最后分别求出其平均值
C.测出多组I、U的数据,画出UI图象,再根据图象求出E、r
D.多测几组I、U的数据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E,再用闭合电路欧姆定律求出电池内阻r
解析:选项A中只测量两组数据求出E、r,偶然误差较大;选项B中计算E、r平均值虽然能减小误差,但太繁琐;选项D中先分别求出I、U的平均值再求解的方法是错误的.
2.(2013河南十校高二测试)如图所示为某同学做“测量一新型电池的电动势和内阻”的实验时得到的UI图象.根据该图象判断,下列说法正确的是( AD )
A.该电池的电动势是20 V
B.该电池的内阻是10 Ω
C.该电池的短路电流是0.8 A
D.该电池与灯泡L(10 V,5 W)串联后,灯泡L能正常发光
解析:由于图线与纵轴的交点,即截距等于该电池电动势,故选项A正确;图线的斜率的大小等于该电池内阻,即r=20 Ω,选项B错误;图象中图线与横轴的交点对应的电压值为零,此时为短路状态,截距即等于该电池的断路电流1.0 A,选项C错误;灯泡L正常工作时的电阻R== Ω=20 Ω,与该电池内阻相等,所以题中电池与该灯泡串联后,灯泡和该电池内阻各分担10 V电压,灯泡能正常发光,选项D正确.
3.在“测定电池电动势和内阻”的实验中,正确的操作顺序是 .?
A.断开开关
B.按电路图连接电路
C.移动滑动变阻器的滑动触片,使电流表有较明显的读数,记录一组电流表、电压表读数
D.把滑动变阻器的滑动触片滑到一端,使电阻最大
E.闭合开关
F.再移动滑动变阻器的滑动触片,不断减小电阻,记录多组电流表、电压表读数
解析:按设计的电路原理图,注意器材的正、负极性、量程的选择、滑动变阻器的正确连接等因素,连接电路并检查无误后,再闭合开关按合理的顺序进行操作.
答案:BDECFA
4.(2013保定高二考试)测定干电池的电动势和内阻的实验电路如图所示,请回答下列问题:
(1)现备有以下器材:
A.干电池1个
B.滑动变阻器(0~50 Ω)
C.电压表(0~3 V)
D.电压表(0~15 V)
E.电流表(0~0.6 A)
F.电流表(0~3 A)
其中电压表应选 ,电流表应选 .(填字母代号)?
(2)如图是根据实验数据画出的UI图象,由此可知这个干电池的电动势E= V,内电阻r= Ω.?
解析:(1)干电池的电动势大约为1.5 V,所以电压表选用0~3 V量程.当滑动变阻器阻值为一半时,电路中电流小于0.6 A,所以电流表选用0~0.6 A量程.
(2)UI图象在纵轴截距等于干电池电动势1.5 V,图线的斜率的大小等于电源内阻r== Ω=1.0 Ω.
答案:(1)C E (2)1.5 1.0
5.为了测量两节串联干电池的电动势,某同学设计了如图(甲)所示的实验电路,其中E是待测电池组,内阻不能忽略;V1、V2是两个量程合适的相同的电压表,内阻不是很大且未知;S1、S2是单刀单掷开关;导线若干.
(1)请根据电路图(甲),在图(乙)中将器材连成实物图.
(2)实验需要测量的物理量是 .?
(3)用测出的物理量,导出电池组电动势的表达式是 .?
解析:连接实物图如图所示
先闭合S1、断开S2,记下V1、V2的示数U,
由闭合电路欧姆定律可得:E=2U+r
再闭合S2,记下V1的示数U',则有:
E=U'+r,联立解得:E=.
答案:(1)见解析图
(2)S1闭合,S2断开时V1、V2的示数U;S1、S2闭合后V1的示数U'
(3)E=
6.(2013南通高二检测)为了测定一节旧干电池的电动势和内阻(内阻偏大),配备的器材有:
A.电流表A(量程为0.6 A)
B.电压表V(量程为1 V,内阻为1.2 kΩ)
C.滑动变阻器R1(0~10 Ω,1 A)
D.电阻箱R2(0~9999.9 Ω)
某实验小组设计了如图所示的电路.
(1)实验中将量程为1 V电压表量程扩大为2 V,电阻箱R2的取值应为 kΩ.?
(2)利用上述实验电路进行实验,测出多组改装后的电压表读数U与对应的电流表读数I,并作出UI图象如图所示.由图象可知,干电池的电动势E= V,内阻r= Ω.?
解析:(1)当改装后电压表达到满量程2 V时,原电压表满偏1 V,分压电阻分压1 V,所以分压电阻阻值应等于电压表内阻1.2 kΩ.
(2)UI图象在纵轴截距等于干电池电动势1.60 V,图线的斜率的大小等于干电池内阻r== Ω=2.75 Ω.
答案:(1)1.2 (2)1.60 2.75
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