(1)用如图所示的螺旋测微器测量电阻丝直径,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋转
(2)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图所示,则金属丝的直径为
(3)实验器材中除了符合要求的电流表外只有一只毫安表,毫安表的内阻为,满偏电流为1mA,现在将其改装成量程为3V的电压表,则需要给毫安表串联一只阻值为
(4)关于本实验的误差分析下列说法正确的是
A.螺旋测微器测金属丝的长度,读数产生的误差属于系统误差
B.电流表采用外接法,会使金属丝电阻率的测量值偏小
C.采用图线法求金属丝电阻,能减小系统误差
D.金属丝发热会产生误差
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,如图所示,读数为d=
B. 电压表V2(0—15V,内 阻 约 15kΩ)
C. 电流表A1(0—0.6A,内 阻 约 0.05Ω)
D. 电流表A2(0—3A,内阻约0.01Ω)
E. 滑动变阻器R1(0—10Ω,0.6A)
F. 滑动变阻器R2(0—1kΩ,0.1A)
应选用的器材有
(3) 该小组同学正确连好电路,进行测量,记录数据如下:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
U/V | 0.50 | 1.00 | 1.40 | 1.80 | 1.90 | 2.30 |
I/A | 0.100 | 0.210 | 0.280 | 0.360 | 0.450 | 0.460 |
(5) 关于本实验的误差分析下列说法正确的是
A. 螺旋测微器测金属丝的长度,读数产生的误差属于系统误差
B. 电流表采用外接法,会使金属丝电阻率的测量值偏小
C. 采用U—I图线法求金属丝电阻,能减小系统误差
D. 金属丝发热会产生误差
A.最左端 | B.最右端 |
(2)将测得的实验数据绘制成的图像如图乙所示,说明充电宝在电量100%时,具有_________的电动势和内阻。
A.确定 | B.不确定 |
(3)如果实验中所用电表均视为理想电表,根据图乙得到该电池的电动势测量值E=
(4)实验后该小组进行了反思,考虑到电表内阻的影响,上述实验方案存在系统误差。误差分析可知电源电动势和内阻的真实值与电源电动势和内阻的测量值的关系为:E真
A.大于 B.小于 C.等于 D.不确定
4 . 一、实验目的
1.掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法。
2.掌握用图像处理实验数据的方法。
3.掌握实物图连接的技巧。
二、实验原理
如图甲所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组I、U值,利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值,最后分别算出它们的平均值。
此外还可以用图像法来处理数据,即在坐标纸上以I为横坐标,U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出U-I图像,图乙所得直线跟纵轴交点即为
三、实验器材
电压表,电流表,滑动变阻器,干电池,开关,导线。
四、实验步骤
1.选择好电流表、电压表量程,按图甲连接好电路。
2.把变阻器的滑动片移到一端,使接入电路的阻值最大。
3.闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组数据(I1,U1),用同样的方法测量几组I、U值。
4.断开开关时,整理器材。
5.处理数据,用公式法或图像法求出电动势和内阻的值。
五、注意事项
1.为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)。
2.电池在大电流放电时极化现象较严重,电动势E会明显下降,内阻r会明显增大,因此实验中不要将I调得过大。读数要快,每次读完立即断电。
3.测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些,用方程组求解时,要将测出的I、U数据中,第1和第4为一组,第2和第5为一组,第3和第6为一组,分别求出E、r值再求平均值。
4.画U-I图像时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去不考虑,以减小偶然误差。
5.干电池内阻较小时,U的变化较小,此时坐标图中数据点将集中在上部,呈现下部分大面积空间得不到利用,为此,可使纵坐标不从零开始,如图所示,把坐标的比例放大,可使结果的误差减小,此时图像与横轴交点不表示短路电流,但仍可用计算出电池的内阻r。
六、误差分析
1.偶然误差
(1)由读数不准和电表线性不良引起误差。
(2)用图像法求E和r时,由于作图不准确造成的误差。
(3)测量过程中通电时间过长或电流过大,都会引起E、r变化。
2.系统误差
由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差。
(1)如图甲所示,在理论上
E=U+(IV+IA)r
其中电压表示数U是准确的电源两端电压。而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差,而且电压表示数越大,IV越大。
结论:
①当电压表示数为零时,IV=0,IA=I短,短路电流测量值=真实值。
②E测<E真。
③因为r测=,所以r测<r真。从电路的角度看,电压表应看成内电路的一部分,故实际测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势(r测和E测),如图乙所示,因为电压表和电池并联,所以,R测小于电池内阻r真,因为外电阻R断开时,a、b两点间电压Uab等于电动势E测,此时电源与电压表构成回路,所以Uab<E真,即E测<E真。
(2)若采用如图丙所示的电路,IA为电源电流真实值,理论上有
E=U+UA+IAr
其中UA不可知,而造成误差,而且电流表示数越大,UA越大,当电流为零时,UA=0,电压为准确值,等于E。
结论:
①E为真实值。
②I短测<I短真。
③因为r测=,所以r测>r真,r测为r真和RA的串联值,由于通常情况下电池的内阻较小,所以这时r测的测量误差比较大。
七、其他方案设计
以上测量方法一般称为伏安法,测电源的电动势和内阻还有以下几种方法:
1.安阻法
用一个电流表和电阻箱测量,电路如图甲所示,测量原理为
E=I1(R1+r),E=I2(R2+r)
由此可求出E和r,此种方法使测得的电动势无偏差,但内阻偏大。
2.伏阻法
用一个电压表和电阻箱测量,电路如图乙所示,测量原理为
E=U1+r,E=U2+r
由此可求出r和E,此种方法测得的电动势和内阻均偏小。
3.粗测法
用一只电压表粗测电动势,直接将电压表接在电源两端,所测值近似认为是电源电动势,此时
U=≈E
需满足RV≫r。
4.双伏法
用两个电压表可测得电源的电动势,电路如图所示。测量方法为:断开S,测得V1、V2的示数分别为U1、U2,此时
E=U1+U2+r
RV是V1的内阻;再闭合S,V1的示数为U1′,此时
E=U1′+r
解方程组可求得E和r。
(1)图1的电路图为图3中的
A. B.
(2)如果实验中所用电表均视为理想电表,根据图2得到该电池的电动势
(3)实验后进行反思,若考虑到电表内阻的影响,发现上述实验方案存在系统误差。误差分析可知电源电动势和内阻的真实值与电源电动势和内阻的测量值的关系为:
①按图甲摆好实验装置,其中小车质量 M,钩码总质量 m.
②释放小车,然后接通打点计时器的电源(电源频率为f),打出一条纸带.
(1)实验得到如图2纸带,验证动能定理的表达式是:
(2)此次实验探究的结果,他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”,且误差很大.该同学且没放弃,通过反复思考,他认为产生误差的可能原因如下,其中正确的是
A.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离是产生此误差的主要原因
B.钩码质量太大,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C.没有平衡摩擦力,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
D.释放小车和接通电源的次序有误,使得动能增量的测量值比真实值偏小
(1)实验室备有的定值电阻有以下几种规格,本实验应选用
A.B.C.D.
(2)该同学按照图甲所示的电路图,为已知,连接实验电路,接好电路后,闭合开关以为横坐标,以为纵坐标,代入数据可画出如图乙所示图像,对应的函数方程式为
(3)图像中若用b表示图线与纵轴的截距,用k表示斜率。则
(4)误差分析:由于系统误差的影响,这种测量方法得到的电池内电阻的测量值
(1)将电源、电键、电阻箱和电流表组成一个串联电路,电键闭合之前把电阻箱阻值调到最大值;
(2)闭合电键,逐渐减小电阻箱的阻值,记录下电阻箱阻值和对应的电流表示数,多次改变电阻箱阻值,测量并记录5组和相对应的电流;
(3)以为纵轴,为横轴,将实验测得的5组实验数据在坐标系中描点、作图,得到如图所示的图像,则被测干电池电动势测量值为
(4)误差分析:由于系统误差的影响,这种测量方法得到的电动势的测量值
(5)消除系统误差对测量结果的影响:找到一只多用电表,将选择开关置于直流电压挡,然后将多用电表并联在电流表两端,调节电阻箱阻值,当多用电表读数为时,电流表读数为。根据新得到的这组数据,消除系统误差之后电动势测量值为
(1)弹簧静止时原长如图乙,其读数=
(2)关于本次实验的误差分析,下列说法正确的是
A.测量弹簧长度时,估读带来的误差为实验的系统误差
B.刻度尺0刻度线与弹簧上端一定要平齐,才不会带来实验误差
C.只考虑钩码长期使用的磨损影响,会使劲度系数测量值大于真实值
(1)应该选择的实验电路是题图1中的
(2)现有开关和导线若干,以及以下器材:
A.电流表(0-0.6 A)
B.电流表(0-3 A)
C.电压表(0-15 V)
D.电压表(0-3 V)
E.滑动变阻器(0-10 Ω)
F.滑动变阻器(0-500 Ω)
实验中电流表应选用
(3)实验所需器材如图,请按原理图连接正确的实验电路
(4)这位同学对以上实验进行了误差分析,其中正确的是
A.实验产生的系统误差主要是由于电压表的分流作用
B.实验产生的系统误差主要是由于电流表的分压作用
C.电动势的测量值小于电动势的真实值
D.内阻的测量值大于内阻的真实值
(5)根据实验数据作出U-I图像如图3所示,该电池的电动势E=