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实验:电池电动势和内阻的测量同步练习
一、单选题
如图所示为某同学在实验中描绘出的两幅U−I图象,关于这两幅图象所对应的实验其中有一张对应的实验是“测定电池的电动势和内电阻”,下列说法正确的是( )
“测定电池的电动势和内电阻”的实验
,
,电源的内阻为5Ω
,电源电动势应该大于3V
下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法,其中既减小偶然误差,又直观、简便的方法是( )
,U的数据,代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r中,即可求出E和r
,U的数据,求出几组E,r,最后分别求出其平均值
,U的数据,画出U−I图象,再根据图象求E,r
,U数据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出开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内电阻r
如图所示是根据某次实验记录数据画出的U−I图象,下列关于这个图象的说法中正确的是( )
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=EI短,计算出待测电源内电阻为12 Ω
Ω
如图所示,在测电源电动势和内阻的实验中,闭合开关S,改变滑动变阻器的阻值,读出电压表示数U和电流表示数I,下列说法正确的是( )
|ΔUΔI|是滑动变阻器的电阻
|ΔUΔI|是电源内阻
在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,某同学根据 实验测得数据,画出如图的U−I图象,根据图线可得出该电源电动势和电源内阻分别为( )
,
,
 V,
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 V,
用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内阻,根据测得的数据作出了如图乙所示的U−I图线,由图可知( )
V
Ω
A
V时电流表的示数I′= A
二、多选题
如图所示,是根据某次测定电池的电动势和内阻的实验记录的数据作出的U−I图象,下列关于这个图象的说法中正确的是( )
,即E= V
,即I0= A
=EI0,计算出待测电池内阻为5 Ω
=|ΔUΔI|,计算出待测电池内阻为1 Ω
图所示为《测定电源电动势和内阻》的电路图,下列说法中正确的是( )
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,缺少一只与电流表相串联的保护电阻
,稍旧电池比全新电池效果好
用如图所示的电路来测量电池电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如图所示的U−I图线,由图可知
V
Ω
A
V时,电流表的示数I′=
三、实验题
要测量一电源的电动势E(小于3V)和内阻r(约1Ω),现有下列器材:电压表V(0~3V~15V)、电阻箱(0~)、定值电阻R0=2Ω、开关和导线。某实验小组根据所给器材设计了如图所示的实验电路
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(1)电路中定值电阻R0的作用是保护______(填“电源”或“电压表”)
(2)A同学调节电阻箱阻值R,读出对应的电压表读数U,得到两组数据:R1==;R2==,由这两组数据可求得电源的电动势为E=______V,内阻r=______Ω(结果保留两位有效数字)
某实验小组想测量两节旧干电池的总电动势和内阻。有如下实验器材:
( V,内阻r未知);
;
(0~10 Ω);
(0~300 Ω);
(量程0~100 mA);
、导线若干。
(1)实验步骤:
①选择滑动变阻器________(选填“R1”或“R2”),按图甲连接电路并将滑动变阻器滑片置于合适的位置, V挡,闭合开关,多用电表表盘此时如图乙中指针所示,读数为________V;
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②请根据图甲以笔画线代替导线,将丙图连接完整,闭合开关,记录多用电表和电流表的示数;
③改变滑动变阻器的位置,多次实验并记录数据。
(2)数据处理与分析:以U为纵轴、I为横轴建立直角坐标系,描点后,用直线拟合,绘制出U−I图象,从而得出两节旧干电池的总电动势E测和内阻r测。和真实值比较,E测________E真。(选填“>”“<”或“=”)
将以铜片和一锌片分别插入一只苹果内,就构成了简单的“水果电池”,,,。原因是流过小灯泡的电流太小了,经实验测得电流约为3mA。现要较精确地测定“水果电池”的电动势和内电阻,提供的仪器如下:
A、电流表A1(量程0∼3mA,)
B、电流表A2(量程0∼,)
C、电压表V(量程0∼,电阻约3KΩ)
D、滑动变阻器R1(阻值0∼30Ω,额定电流为1A)
E、滑动变阻器R2(阻值0∼3KΩ,)
F、以及开关、导线等实验器材
G、待测“水果电池”
①本实验中电流表应该选用_________,滑动变阻器应该选_________(均用序号字母表示);
②请在虚线框中画出实验原理图________;
③在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值,经描点、连线得到U—I图像,如图所示,根据图中所给数据,则“水果电池”的电动势与内阻分别为E=_________V;r=______Ω。
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某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻,可选用的实验器材如下:
(0~200 μA,内阻为500 Ω)
(0~ A, Ω)
(0~15 V,内阻约为5 kΩ)
(0~ Ω)
(阻值为1 Ω)
′(0~10 Ω)
、导线若干
(1)该小组在选择器材时,放弃使用电压表,原因是____________________。
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(2)该小组利用电流表和电阻箱改装成一量程为2 V的电压表,并设计了如图甲所示的电路,图中电流表a为___________ (选填“A1”或“A2”),电阻箱R的阻值为___________Ω。
(3)闭合开关,调节滑动变阻器,读出两电流表的示数I1、I2的多组数据,在坐标纸上描绘出I1−I2图线如图乙所示。根据描绘出的图线,可得所测干电池的电动势E=_____V,内阻r=_____Ω。(保留两位有效数字)
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答案
,路端电压:U=E−Ir,随电流I增加路端电压U减小,由图示图象可知,甲是电源的U−I图象,故A错误;
,电源U−,斜率是电源内阻,则电源电动势:E=,电源内阻:r= ΔU ΔI = 3 =,故B正确,CD错误。
故选B。
解:A、根据两组测量数据可以算出一组E,r值,但不能减少偶然误差;故A错误;
B、原理可行,但不符合题目中“直观、简便”的要求,故B错误;
C、采用图象法可以符合实验的要求,故C正确;
D、该做法是错误的。不用求出I、U的平均值,故D错误;
故选:C。
【解答】
=E−Ir可知,当U增大时,I减小;A错误。
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=E−Ir可知,ΔUΔI=r,根据电路的欧姆定律可知UI=R,故D正确、BC错误。
故选D。
解:由闭合电路欧姆定律可知,U=E−Ir,故图象与纵坐标交点为电源的电动势,故E=;
图象的斜率表示内电阻,故r=ΔUΔI=−=;
故选:A。
:U=E−Ir;由数学知识可知,图象与纵坐标的交点为电源的电动势,,故A正确;
,故图象与横坐标的交点不是短路电流,故B错误;
,故r=ΔUΔI =−=1Ω,故C错误,D正确。
故选AD。
解:AB、用伏安法测电源电动势与内阻的原理是闭合电路欧姆定律,用一节干电池做电源,稍旧电池的内阻较大,由△U=△Ir,知电流变化相同时,电压表示数变化明显,实验效果好,所以稍旧电池比全新电池效果好。由于旧电池的内阻较大,电路中的最大电流不会太大,可不用保护电阻,故A错误,B正确。
C、设电池的个数为n,则电路中电流为I=nER+nr,n越多,同样的R,I越大,电流的变化范围越小,测量的数据过于集中,不利于作图,故单独一节干电池做电源效果好。故C错误。
D、为保护电路安全,实验中滑动变阻器滑片不能滑到最左端,即不能短路,否则容易烧坏电源和电流表,故D正确。