高中物理电动势实验.doc

1、9为了测量两节串联干电池的电动势，某同学设计了如图所示的实验电路。其中： E 是待测电池组，内阻不能忽略； V1、 V2 是两只量程都合适的电压表，内阻不是很大，且未知； S1、 S2 是单刀单掷开关，导线若干。 ： 请根据电路图在实物图中连线，将器材连成实验电路。 ： 实验中需要测量的物理量是 _。 ： 用测出的物理量作为已知量，导出计算串联电池组电动势的表达式。（写出推导过程） 4： 在“用电压表、电流表测定电池的电动势和内电阻”的实验中，现有如下器材： A干电池一节 （内阻约 0.8 ） B滑动变阻器（最大阻值 20） C滑动变阻器（最大阻值 1750） D电压表（量程 3V，内阻约 1

2、K） E电压表（量程 15V，内阻约 2K） F电流表（量程 0.6A，内阻约 0.2） G电流表（量程 3A，内阻约 0.1） H电键、导线若干 ： 其滑动变阻器应选用 ；电流表应选用 ；电压表应选用 （填写字母代号）； ： 如果根据实验数据画出 U-I 图线如图 (b)所示，则电池的电动势是 _V，内电阻是 ； ： 请用线（表示导线）将图 (c)中仪器连接成实验电路。 V1 V2 S1 S2 E r V1 V2 7:现有一种特殊的电池，它的电动势 E 约为 9V，内阻 r 约为 50，已知该电池允许输出的最大电流为 50 mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图 (a)所示的电

3、路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑， R 为电阻箱，阻值范围 0 9999， R0是定值电阻 电路中定值电阻 R0 的作用是 实验室备有的定值电阻R0 有以下几种规格：本实验应选 。 A. 10 2.5 W B. 100 1. 0 W C. 200 1. 0 W D. 2 000 5.0 W 请根据图 (a)电路，在 右 图中用笔画线代替导线连接电路。 该同学接入符合要求的 R0 后，闭合开关 S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图 (b)所示的图线（已知该直线的截距为 0.1 V-1)则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势 E

4、 为 V，内阻 r 为 . 在该电路中，从产生系统误差的原因来分析，测出的电动势 真实的电动势，测出 的内阻 真实的内阻（选填“大于”、“等于”或“小于”），产生该误差的原因是 。 7如图所示的电路， Rx 为电阻 500 的负载， R1、 R2 为两个用于调节负载电压的滑线变阻器，已知 AB 间电压为 12V， Rx 的工作电压为 8V。两个滑线变阻器的最大阻值分别为 20和 200 。则 的作用是粗调，应选用 的 滑线变阻器； 的作用是微调，应选用 的 滑线变阻器。 利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，测量一个电池组的电动势和内电阻。画出实验电路图 ，并用笔画线作导线将所给器材

5、连接成实验电路。用记录的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。 6 选择题： 利用如图 14 所示电路图可以测定定值电阻 R0的阻值大小和电源电动势 E 与内电阻 r 的值 ，利用实验测出数据作出 U-I 图线，如图 15 所示，则测出 a 图线的电压表应该是 。要使实验中测量误差尽可能小，电流表 A 的内阻大小要求 ，电压表的内阻大小要求 。则测出 b 图线的电压表应该是 。要使实验中测量误差尽可能小，电流表 A 的内阻大小要求 ，电压表的内阻大小要求 。 A尽可能选小一点 B尽可能选大一点 C无要求 D. V1 E V2. Rx R1 R2 U A B V 3 15 U I O a b 4

6、某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，实验室中有如下器材： A待测干电池 B电流表 G（ 03mA，内电阻 r1=20） C电流表 A（ 00.6A，内电阻 r2=0.20） D滑动变阻器甲（最大阻值 10） E滑动变阻器乙（最大阻值 100） F定值电阻 R1=100 G定值电阻 R2=500 H定值电阻 R3=1.5k 开关、导线。 由于没有电压表，为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量。 为了方便并能较准确测量，滑动变阻器应选 ，定值电阻应选用 。（填写定值电阻前的序号） 若某次测量中电流表 G 的示数为 I1，电流表 A 的示数为 I2；改变滑动变阻器的位置后，电流表 G

7、 的示数为 I1 ，电流表 A 的示数为 I2。 则可知此电源的内电阻测量值为r= ，电动势测量值为 E= 6 甲 在测 定一节干电池（电动势约为 1.5V，内阻约为 2）的电动势和内阻的实验中， 滑动 变阻器和电压表各有两个供选： A 电压表量程为 15V， B 电压表量程为 3V， C 变阻器为（ 20， 3A），D 变阻器为（ 500， 0.2A） 。 电压表应该选 _ _（填 A 或 B），变阻器应该选 _ _（填 C 或 D）。 乙 同学利用图（ a）所示电路 对另外一个电源进行测量时， 电路中 R1的阻值为 20，滑动变阻器 R2上标有 “50， 2A”字样 。 闭合电键 S，将滑

8、片 P 从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表的示数分别为 2V 和 0.2A。 当 不断向右移动滑片 P，使得电压表与电流表指针偏离零刻度线的角度恰好均为指针满偏角度的 1/4时（两表满偏角度相同），如图（ b）、（ c）所示 。 则此过程中，两表指针偏转的方向相 _（填 “同 ”、“反 ”）；该电源的 E 为 _V，内阻为 _。 V1 V2 A E， r S R0 R 图 14 R A R滑 G （ b） V 15 3 + （ c） A 3 0.6 + A V R1 R2 P S （ a） R0 E S V A1 R1 3某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及

9、从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈。现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻 R0（约 为 2k），二是手机中常用的锂电池（电动势 E 标称值为 3.7V，允许最大放电电流为 100mA）。在操作 台上还准备了如下实验器材： A电压表 V（量程 4V，电阻 RV 约为 4.0k） B电流表 A1（量程 100mA，电阻 RA1 约为 5） C电流表 A2（量程 2mA，电阻 RA2 约为 50） D滑动变阻器 R1（ 0 20，额定电流 1A） E电阻箱 R2（ 0 999.9，最小分度值 0.1） F开关 S 一只、导线若干 ： 为了测定电阻 R0 的阻值，小组的一位成员，设计了如图所

10、示的电路原理 图 并 选 取了相应的器材（电源用待测的锂电池），其设计或器材选取中有不妥之处，你认为应该怎样调整？ 。 ： 在实际操作过程中，发现滑动变阻器 R1、电流表 A1 已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势 E 和内阻 r。 ： 请画出实验电路图（标注所用器材符号） ： 为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式 。 答案： 用 A2 替换 A1 （ 2 分） 见右 （ 3 分） （ 3）21 1 1rU E E R （ 3 分，其它合理也得分） 4 某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻 Rx：电源 E，适当量程的 电流表电压表各一只，滑线

11、变阻器 R， 电阻箱 RP， 开关 S1、 S2，导线若干。他设计的电路图如图（ a）所示，具体做法：先闭合 S1，断开 S2，调节 R 和 RP，使电流表和电压表示数合理，记下两表示数为 I1， U1；再保持RP 阻值不变，闭合 S2，记下电流表和电压表示数为 I2、 U2 （ 1） ： 请你帮他按电路图在实物图（ b）上连线； （ 2） ： 写出被测电阻 Rx= （用电表的读数表示）； （ 3） ： 此实验中因电流表有内阻，电压表内阻不是无限大，使被测电阻的测量值 真实值（选填“大于、小于或等于”） V S R2 E V A RP S2 S1 Rx R （ a） 1 7 6 5 4 3 2

12、 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 100 10 10000 100001000 （b） 答案 （ 1） （ 2） 先闭合 S1，断开 S2，调节 R 和 RP，使电流表和电压表示数合理，记下两表示数为 I1， U1；设电压表内阻为 Rv I1U1 =1RP +1Rv 再保持 RP不变，闭合 S2，记下电流表和电压表示数为 I2、 U2。 I2U2= 1RP+ 1Rv+ 1Rx Rx= U1U2U1I2-U2I1（

13、 3）“ 等于”。 评分说明： 第（ 1） 实物连图正确，得 4分； 第（ 2） 表达式 4分（不必写计算过程）； 第（ 3） 2 分。 5某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示 实验次数 1 2 3 4 5 R（ ） 4.0 10.0 16.0 22.0 28.0 I（ A） 1.00 0.50 0.34 0.25 0.20 1/I（ A-1） 1.0 2.0 2.9 4.0 5.0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3

14、2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 100 10 10000 100000 1000 O R E r （ 1）若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作 （选填“ R- I”或“ R- 1/I”）图象； （ 2）利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图象； （ 3）由图象可知，该电池的 电动势 E= V，内阻 r= ； （ 4）利用该实验电路测出的电动势 E 测 和内阻 r 测 与真实值 E 真 和 r 真 相比，理论上 E 测 E 真 ， r 测 r 真 （选填“ ”、“ （ 4 分） 7要测量

15、一电源的电动势 E（小于 3V）和内阻 r（约 1），现有下列器材：电压表 V（ 3V 和 15V两个量程）、电阻箱（ 0999.9）、定值电阻 R0=3、开关和导线。某同学根据所给器材设计如下的实验电路。 （ 1）电路中定值电阻 R0的作用是 （ 2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。 （ 3）该同学调节电阻箱阻值 R，读出对应的电压表读数 U，得到二组数据： R1=2.0时 U1=2.37V；R2=4.0 时 U2=2.51V。由这二组数可求得电源的电动势为 E= V，内阻为 r= （ 4）为使最终测量结果更精确，在不改变实验方法、不更换实验器材的前提下，请你对该同学提一条

16、建 议 。 R0 甲 3 V 15 乙 R0 答案： （ 1）保护电源，防止短路 （ 2 分） （ 2）如右图所示（有一处错就不给分） （ 2 分） （ 3）多测几组 R、 U，分别求出电动势 E、内阻 r，再求 E、 r的平均值，利用图象处理数据。 （ 2 分） 10.王红同学到实验室做“测定电源电动势和内阻”的实验时，发现实验桌上还有一个定值电阻 R0。他设计了如图所示的电路来测量 R0的阻值，实验时用 U1、 U2、 I分别表示电表 V1、 V2、 A的读数，并将滑动变阻器的滑片 P移动到不同位置时，记录了 U1、 U2、 I的一系列值。 （ 1）他在同一坐标纸上分别作出 U1 I、 U

17、2 I图线，则所作的直线斜率较大的是 （ 2）定值电阻 R0的计算表达式是： R0= (用测得的物理量表示 )， 若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得 R0值 （填“大于”、“等于”或“小于”）实际值。 （ 3）张超同学说：“在王红同学所用的实验器材中，如果知道电流表的内阻 rA，就能少用一个 电压表测出电动势、内阻以及 R0 的值。请你在虚线框中画出张超同学设想的电路图，并写出简单实验步骤和 E、 r、 R0三个物理量的计算式。 答案： U2 I 的图线。 V 1 R R S A V 2 0 E r P R0=I UU 21 ，大于； 电路图： 实验步骤：按电路图连接好电路； 闭合

18、开关 S，移动滑片 P 使滑动变阻器短路，测得两电表读数为 U1、 I1； 移动滑片 P 使滑动变阻器不短路，测得两电表读数为 U2、 I2； 整理器材，数据处理。 计算公式 ： E=212112 II IUIU rA=2112 II UU R0=111IrIU A 评分标准：各 2 分， 6 分（图 2 分；实验步骤 2 分；计算公式 2 分，不全得 1 分）。 注：其它方案，只要是正确的同样给分。 14 要测定某个电池的电动势和内电阻，除电键和导线外，还可以分别用下列哪些组实验器材均能达到测定目的 A电流表和电阻箱 B电压表和电阻箱 C电流表和 电压表 D电流表、电压表、滑动变阻器 1 如

19、图所示电路，在测量电源电动势和内电阻时，某同学根据测量数据画成下面四张图（见图中的 A、 B、C、 D），图中线段 a是在没有电压表，电流表内阻影响时的 U I图象，线段 b是考虑电流表，电压表内阻影响时的 U I图象，则在 A、 B、 C、 D中，正确的是 1用如图所示的电路（ R1、 R2 为标准定值电阻，阻值已知）测量电源的电动势 E 和内电阻 r 时，则： （ 1）需要读取的数据是 、 （ 2）电动势表达式 E= ， 内电阻表达式 r = （ 3）如果考虑电流表的内阻，电动势的测量值 真实值（填“大于”、“小于”或“等于”），电源内电阻的测量值 真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）

20、 答案：（ 10 分）（ 1）开关 S2 与 1 接触时的电流强度 I1，开关 S2与 2 接触时的电流强度 I2（ 4 分） （ 2） 122121 II RRIIE （ 2 分） 122211 II RIRIr （ 2 分） （ 3）等于 （ 1 分） 大于 （ 1 分） 12 某同学按图示电路进行实验，实验时该同学将滑动变阻器的触片 P 移到不同位置时测得各电表的示数如表中所示，将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零 序号 A1示数（ A） A2示数（ A） V1示数（ V） V2示数（ V） 1 0.60 0.30 2.40 1.20 2 0.44 0.32 2.56 0.48 （

21、1） ： 电路中 、 r 分别为电源的电动势和内阻， R1、 R2、 R3 为定值电阻，在这五个物 理量中，可根据表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算） _ （ 2） ： 滑动变阻器的触片 P 移动时其阻值变化了 _ （ 3） ： 由于电路发生故障，发现两电流表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是 答案：（ 6 分） （ 1） 、 R2、 R3 （ 2） 13.3 （ 3） 可能滑动变阻器断路、 R2断路或 R3 短路 13 现要测电阻 R0 阻值和干电池组的电动势 E 及内阻 r。给定的器材有：两个理想电压表 V（量程均为 3V），理想电流表 A（

22、量程为 0.6A），滑动变阻器 R，待测的电阻 R0，两节串联的电池，电键 S 及导线若干。某同学设计一个如图（ a）所示的电路同时测电阻 R0阻值和电池组的电动势及内阻，调节变阻器，两电压表和电流表分别测得多组 U1、 U2、 I 的读数，并作出 U1 I 图（图线 1） 和 U2 I 图（图线 2），见图（ b）。 （ 1）由图可知得出电阻 R0 阻值为 _ （ 2）电池组 E 的电动势为 _V，内阻为 _。 1 2 A1 A2 R1 R2 P R3 r答案： .(6分 ) (1)4.0 (2) 3.0V 2.0 15、在测量由 2 节干电池串联而成的电池组的电动势 和内 阻 r（约几欧）

23、的实验中，实验室提供了下列器材：电压表 V1（量程 3V，内阻 1k ） 、电压表 V2（量程 15V，内阻 2k ）、电阻箱 （ 0-9999 ） 、电键、导线若干。某同学用量程 15V 的电压表连接成如图所示 的电路，实验步骤如下： （ 1）闭合电键 S，将电阻箱 R 阻值调到 R1=10 ，读得电压表的示数为 U1。（ 2）电阻箱 R 阻调到 R2=20 ，读得电压数的示数为 U2。由方程组 U1= -U1/R1r， U2= -U2/R2r，解出 、 r。为了减少实验误差，上述实验在选择材和实验步骤中，应作哪些改进？ 答案： （ 1）选用 15V 量程的电压表明显量程偏 大 ，造成电压表

24、示数读数误差较大（ 2）用代数法，仅取两组数据解出、 r造成误差 改进：应选用电压表量程 3V，测量的数据至少五个左右， 然后用图像的方法处理实验数据 16 用伏 安法测一节干电池的电动势 E 和内电阻 r， 所 给的器材有： (A)电压表 V ： 0 3 15V； (B)电流表 A： 00.63A； (C)变阻器 R1(总电阻 20)； (D)变阻 器 R2(总电阻 100)；以及电键 S 和导线若干 。 （ 1） 电压表 量程选用 _， 电 流 表 量程选用 _， 变阻器 选用 _。 （ 2）在右边的方框中画出实验电路图。 （ 3） 如图所示的 U-I 图上是由实验测得的 7 组数 据标出

25、的点，请你完成图线，并由图线求出 E=_V， r=_. （ 4） 若只选用两组数据，用欧姆定律算出 E、 r， 有可能误差较大 ； 若选用第 _组和第 _组数据误差最大 。 答案：（ 1） 03V， 00.6A， R1 2 分 （ 2） 右 图 所示 2 分 （ 3）图线右图所示， 1.5 ， 0.5 3 分 （ 4） 5， 6 2 分 0.20 0 1.00 U/V I/A 1.50 5在测定电源电动势和内阻的实验中某同学所用电路图和测得的数据如下： 1 2 3 4 5 6 U/V 1.42 1.36 1.08 1.21 1.14 1.07 I/A 0.04 0.08 0.12 0.16 0

26、.20 0.24 实验误差分系统误差和偶然误差两种该实验的系统误差主要是由_引起的用画 U-I图线求电动势和内阻的优点在于可以尽量减小实验的 _误差 在下面给出的 U-I 坐标系中用给出的数据画出 U-I 图线（横、纵坐标的起点已经规定好），从图象中可以发现该同学记录的第 _组数据有误 求得电动势 E=_V，内阻 r=_（均保留 2位有效数字） （ 1） 电压表的分流 偶然 （ 2） 3 1.5 1.8 8：如图为火警报警器工作原理图， R1 为热敏电阻，其电阻随温度的升高而减小， L 为电感线圈， k为弹簧，当要提高报警温度时， R0应 ， R2应 . 7:现有一种特殊的电池，它的电动势 E

27、 约为 9V，内阻 r 约为 50，已知该电池允许输出的最大电流为 50 mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图 (a)所示的电路进行实验 ： ： 电路中定值电阻 R0的作用是 为了方便并能较准确测量， 电阻箱 应选 ，定值电阻应选用 。 电压表 选用 。 A. 10 2.5 W B. 100 1. 0 W C. 200 1. 0 W D. 2 000 5.0 W A电阻箱 R2（ 0 999.9，最小分度值 0.1） B电阻箱 R3（ 0 99.9，最小分度值 0.1） A： 电压表 V1(量程 3V，内阻约为 15K) B： 电压表 V2 (量程 15V，内阻约为 15K) ： 该同学接入符合要求的 R0后，闭合开关 S， 调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图 (b)所示的图线 （已知该直线的截距为 0.1 V-1)则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势 E 为 V，内阻 r 为 . ： 在该电路中，从产生系统误差的原因来分析，测出的电动势 真实的电动势，测出的内阻 真实的内阻（选填“大于”、“等于”或“小于”），产生该误差的原因是 。