10.某研究性学习小组的同学们来到电学实验室测量电源电动势和内电阻。
大家分别选用不同的实验器材设计了以下四种测量电路:
⑴上面测量电路中,不能够完成实验目的的是哪一个电路?_________。
⑵小明同学根据其中的一个电路直接测得的实验数据作出了下表。
①由此可知该同学选用的是_________图所示的电路进行的实验。
②采用图像法处理数据时,小明想作出U-R图线,并由该图线得出电源电动势和内阻。他的这种想法是否合理?_________。如果合理请说明理由;如果不合理请给出合理的建议。_________。
12.在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
A.干电池(电动势约为1.5V,内阻小于1.5Ω);
B.电流表G(满偏电流2mA,内阻10Ω);
C.电流表A(0~0.6A,内阻约为0.1Ω);
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A);
E.滑动变阻器R2(0~100Ω,1A);
F.定值电阻R3=990Ω;
G.开关、导线若干.
(1)为方便且能较准确地进行测量,应选用滑动变阻器________(填写序号);
(2)请在所给方框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路原理图;
(3)某同学根据他设计的实验测出了六组,I1(电流表G的示数)和I2(电流表A的示数),请在所给坐标纸上作出I1和I2的关系图线(下图);
(4)根据图线可得,被测电池的电动势为_________V,内阻为________Ω.
14.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
(1)应该选择的实验电路是图1中的________(选填“甲”或“乙”)。
甲 乙
图1
(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图2的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U—I图线。
图2
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω.
(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。图3的各示意图中正确反映P-U关系的是________。
9.小明设计了如图甲所示的电路,同时测电阻R0的阻值、电源的电动势E及内阻r.
(1)用笔画线代替导线按图甲电路图将图乙实验连接图补充完整;
(2)闭合电键S,移动滑动触头P,用和A测得并记录多组数据。根据数据描出如图丙所示的M、N两条U-I直线,则直线N是根据电压表_____________(填“V1”或“V2”)和电流表A的数据画得的;
(3)根据图象可以求得电阻R0的测量阻值为________,电源电动势E的测量值为 _____V,内电阻
的测量值为______________
;
(4)要使实验中测量定值电阻R0的误差尽可能小,对电流表A的内阻大小的要求是_____(选填字母代号).
A.尽可能选大一点
B.尽可能选小一点
C.无要求
(1)丙 (2)①丁②不合理
(1)丙图是伏安法测电阻的电路,而非测量电动势和内电阻的实验电路。注意当使用丁图时,若想仅使用多用电表而不用电阻箱时,先用电压挡测量电动势,再用电流档测量短路电流,计算得出内阻,而非直接用欧姆挡测电源内阻。
(2)表中所给数据为电压和电阻数据,所以选用的是丁图,如果按照该同学的想法,画出的U-R图线为一曲线,无法计算数据。根据闭合电路欧姆定律得E = U + r,在该关系式中,E和r是常量,U和R为变量,经转化得
,可见
是
的一次函数,图像为一条直线,直线的斜率为k =
,截距为
。
(1)根据电压表测量路端电压,电流表测量干路电流的基本原则变式选择实物图,比如,图甲用电阻箱和电流表,电流表可以测出干路电流,再用干路电流乘以电阻箱的阻值即可得到路端电压,多次测量画出1/I-R图像,即可求出电源电动势和内电阻;而图丙无法得到上述变式。
(2)题给表格描述的是外电阻与路端电压的关系,所以应选择丁图。再根据闭合电路欧姆定律写出U-R关系,待定系数求解电源电动势和内阻,详情见解析。
多用电表欧姆档不能测量“带电”电阻;图像法处理数据时应该拟合出直线方便运算