组卷网 > 高中物理综合库 > 物理实验 > 电学实验 > 测量电源的电动势和内阻 > 测量电源电动势和内阻的实验步骤和数据处理
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:111 题号:22334750
实验课中同学们要完成“测量一节干电池的电动势和内阻”的任务,被测电池的电动势约为1.5V,内阻约为1.0Ω。
(1)某小组同学计划利用下图的电路进行实验,已知实验室除待测电池、开关、导线外,还提供下列器材:

电流表A:量程0~0.6A,内阻约0.125Ω
电压表V:量程0~3V,内阻约3kΩ
滑动变阻器R:0~20Ω,额定电流2A
①如图是该组同学根据所获得的6组实验数据,在坐标纸上绘制的反映路端电压随电流变化的U-I图线,请据此图线判断被测干电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果保留到小数点后两位)

②若仅考虑电表内阻的影响,图中描绘的点迹与“电池两端电压的真实值”和“流过电池的电流真实值”所对应点迹存在一定的偏差,请根据实验中该同学测得的数据,以及电表的参数估算这一偏差的数量级约为______
A.10²A       B.10⁴A       C.10-²V       D.10-⁴V
③为了研究电表内阻对测量结果的影响,我们用UI的函数关系来分析这一个问题。若字母RvRA分别表示电压表和电流表的内阻,UI分别表示电压表和电流表的示数,Er分别表示电池的电动势和内阻的真实值。考虑到电表内阻的影响,请选择相关的字母写出反映UI实际关系的函数表达式U=______
(2)另一小组同学在实验过程中发现电压表出了故障,因此设计用一个电流表和一个电阻箱进行实验,实验电路如右图所示。他们发现用这种方法进行实验误差较大,因此尝试利用图像进行误差分析。下图中,实线是根据实验数据描点作图得到的U-I图像,虚线是没有电表内电阻影响的理想情况,对应如图电路设计的U-I图像是______。
A.B.
C.D.

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【推荐1】电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关.如图是研究它们关系的实验电路.为了便于进行实验和保护蓄电池,给蓄电池串联了一个定值电阻R0,把它们一起看成电源(图中虚线框内部分).于是电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R0之和,用r表示,电源的电动势用E表示.

(1)写出电源的输出功率P跟E、r、R的关系式_______.(电流表与电压表都视为理想电表)
(2)下表中给出了6组实验数据,根据这些数据在图中的方格纸中画出P-R关系图线_________.根据图线可知,电源输出功率的最大值是____W,当时对应的外电阻是____Ω.
I/A0.200.280.360.440.52[0.60
U/V3.002.602.201.801.401.00

(3)由表中所给出的数据,若已知跟电源串联的定值电阻的阻值为R0=4.5Ω,还可以求得该电源的电动势E=______V,内电阻r0_______Ω.
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名校
【推荐2】测定电源的电动势和内阻的实验电路和图像如下:

(1)现备有以下器材:
A.干电池1个
B.滑动变阻器(0~50Ω)
C.滑动变阻器(0~1750Ω)
D.电压表(0~3V)
E.电流表(0~0.6A)
F.电流表(0~3A)
其中滑动变阻器应选________,电流表应选________(填字母代号)。
(2)由UI图像,由此可知这个干电池的电动势E________V,电阻r________Ω。
(3)由于电压表的分流作用使本实验电路存在系统误差,导致E________Er________r(填“>”“<”或“=”)。
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【推荐3】现有一电源,其电动势约为3V,内阻约为。为精确测量该电源的电动势和内阻,实验室有可供选择的实验器材如下:
A.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻为
B.电流表A2(量程为0~3A,内阻未知)
C.电阻箱(阻值范围为
D.滑动变阻器(阻值范围为
E.开关S及导线若干
(1)若需要精确测量该电源的电动势和内阻,应选择实验器材是_________(填器材前的序号)。
(2)请设计合适的电路图测量该电源的电动势和内阻,画在图甲所示的虚线框内。_______
   
(3)某实验小组的同学利用正确设计的电路得到多组数据,以所选的电阻阻值R为横坐标、电流表的示数的倒数为纵坐标,绘出的R图像如图乙所示,图像的斜率为k,纵轴截距为b,由此求出电源的电动势E=_________、内阻r=_________。(均用字母kb及题中所给物理量表示)
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