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原理、器材、实验电路
题型:实验题 难度:0.4 引用次数:955 题号:9968732
某物理兴趣小组设计了如图甲所示电路测量一节干电池的电动势E和内阻r。合上开关S1,开关S2打到位置1,移动滑动变阻器的滑片P,记录下几组电压表的示数以及对应的电流表示数;然后将S2打到位置2,移动滑动变阻器的滑片P,再记录下几组电压表的示数以及对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图像,如图乙所示,两图线(直线)在纵轴上的截距分别为UAUB,在横轴上的截距分别为IAIB

(1)S2打到位置1时,作出的图像是图乙中的图线___(选填“A”或“B”),测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差,原因可能是________
(2)由图乙可知,干电池电动势和内阻的真实值分别为E=___r=___
(3)小组同学继续用图丙所示电路探究测电源电动势和内阻时,电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响。其中,虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A,V为标准电压表,E为待测电源,S为开关,R为滑动变阻器,R0是阻值为4.0Ω的定值电阻。
①已知灵敏电流计G 的满偏电流Ig=100 μA、内阻rg=2.0 kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200 mA,应并联一只阻值为___Ω的定值电阻R1(结果保留一位小数)。
②小组同学在前面实验的基础上,为探究图丙所示电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电源通过上述方法多次测量,发现电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因可能是________(填选项前的字母)。
A. 电压表内阻的影响
B. 滑动变阻器的最大阻值偏小
C. R1的实际阻值比计算值偏小
D. R0的实际阻值比标称值偏大

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【推荐1】某实验小组设计了如图所示的电路,用于研究热敏电阻的伏安特性曲线,所用电压表量程为,内阻,电流表量程为,内阻为电阻箱。(以下计算结果均保留2位有效数字)

(1)该实验小组实验操作步骤:
①按实验电路图把电路连接好
②把电阻箱调到最大,闭合开关;
③调节电阻箱电阻值,记录下不同电阻箱电阻值和对应的电压表示数和电流表示数
④利用上述物理量的符号,表示电源路端电压_______
(2)该小组同学,通过正确的测量得到数据,并描绘在坐标系中,图线如图所示,其中曲线是热敏电阻伏安特性曲线,斜线为电源的电流随路端电压的变化规律。当电压表示数为时,热敏电阻值______;该电源的电动势______,内电阻_______

(3)实验中,当电阻箱的阻值调到时,热敏电阻消耗的电功率________
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【推荐2】某同学利用如图甲所示电路测量电源的电动势和内电阻,同时测出未知电阻Rx的值。实验室提供的器材如下:

A.待测电源
B.待测电阻Rx
C.电阻箱(0~999.9Ω)
D.电压表V1(量程6V,内阻约2kΩ)
E.电压表V2(量程3V,内阻约1kΩ)

该同学实验过程如下:
①按图甲连接好电路。
②合上开关S,调节电阻箱R的值,让两个电压表V1和V2有合适的读数U1U2,并将RU1U2的值填在设计好的表格中(表格未画出)。
③重复实验步骤②多次,并将获得的电阻箱R的阻值和电压表V1和V2的读数填入表格中。
④如果纵坐标表示某电压表读数U,横坐标表示两个电压表读数之差与电阻箱阻值的比值,实验结果的图像如图乙所示,则待测电源电动势为_________V,内电阻为_______Ω(电动势和内电阻均保留两位有效数字)。通过对实验原理的分析,发现存在一定的系统误差,其结果是:电动势测量值比真实值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”),内阻测量值比真实值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”),其产生原因是________
⑤如果纵坐标表示两个电压表读数之比横坐标表示电阻箱的阻值R,实验结果的图像如图丙所示。则待测电阻=___________Ω(保留两位有效数字)。由于电压表V2的分流,待测电阻的测量值比真实值_____________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)

⑥为消除电压表V2分流给实验带来的误差,实验时可以引入辅助电源,如图丁所示,E'为辅助电源,调节电路中的两个滑动变阻器,使通过灵敏电流计G的电流为0,读出此时电压表读数为1.78V,电流表A读数为0.22A,则待测电阻的准确值=__________Ω(保留两位有效数字)。
⑦整理实验器材。
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【推荐3】硅光电池是一种可将光能转换为电能的元件;某同学利用图(a)所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系。图中R0=2Ω,电压表、电流表均视为理想电表;
(1)用“笔线”代替导线,将图(b)中的电路补充完整______

(2)实验一:用一定强度的光照射硅光电池,闭合电键S,调节可调电阻的阻值,通过测量得到该电池的U﹣I曲线a,见图(c);由此可知此时该电池的电动势为___V;若调节可调电阻的阻值,使电流小于200mA,则此时电源内阻为_____Ω。
(3)实验二:减小实验一中光照的强度,重复实验,测得UI曲线b,见图(c);当可调电阻R的阻值调到某值时,若该电路在实验一中的路端电压为1.5V,则在实验二中变阻器R消耗的功率为_____mW(计算结果保留两位有效数字)。
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