物理 实验十四 测电源的电动势和内电阻

物理 实验十四 测电源的电动势和内电阻

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时间:2018-05-22

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1、1.用电流表和电压表测电源的电动势和内电阻:图18(1)画出实验电路图.(电源内阻很小)(2)如图18所示是根据两个电源的测量数据绘制的图线.由图可知:图线与电压U轴的交点表示________,电源Ⅰ的内电阻________电源Ⅱ的内电阻(填“大于、等于或小于”),用此电路测得的电动势和内电阻比真实值______.(3)图中两直线Ⅰ、Ⅱ的交点表示两个电路中________相等.解析:(2)纵轴截距表示电源的电动势,直线的斜率表示电源内阻,线Ⅱ比线Ⅰ陡一些,故电源Ⅰ的内电阻小于电源Ⅱ的内电阻,测量

2、值偏小.(3)Ⅰ、Ⅱ的交点表示外电路电压、电流都相同,说明外电路的电阻、电功率相同.答案:(1)如图19 (2)电动势 小于 偏小图19(3)外电路电阻和外电路消耗的电功率2.测量电源B的电动势E及内阻r(E约为4.5V,r约为1.5Ω).器材:量程3V的理想电压表○V,量程0.5A的电流表Ⓐ(具有一定内阻),固定电阻R=4Ω,滑动变阻器R′,电键S,导线若干.(1)在下面的虚线框中画出实验电路原理图.图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出.(2)实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1

3、.当电流表读数为I2时,电压表读数为U2,则可以求出E=________,r=________.(用I1、I2、U1、U2及R表示)解析:(1)电路图略.(2)列方程:E=U1+I1(r+R),E=U2+I2(r+R),解得:E=,r=-R答案:(1)如图20图20(2) -R3.在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,除待测电源(E,r),足够的连接导线外,实验室仅提供:两只量程合适的电压表V1(内阻R1已知)、V2,一只单刀双掷开关S.(1)画出实验原理图;(2)写出用测量值表示的电源电动势E

4、和内阻r表达式,并注明式中各量的含义.图21解析:(1)依据题意可知,电压表V1的内阻已知,则可由V1测出它所在支路的电流,设计实验电路原理图如图21所示.(2)设当开关S与1接触时,电压表V1的读数为U0;当开关S与2接触时,电压表V1、V2的读数分别为U1、U2,由闭合电路欧姆定律有U0=E-r,U1+U2=E-r,可得:E=,r=R1.答案:(1)见图21(2)E=,r=R1 U0为开关S接1时电压表U1的读数,U1、U2分别为开关S接2时电压表V1、V2的读数.4.某实验小组在实验室中测

5、定一节干电池的电动势和内阻,他们观察实验桌上备用的器材编号如下:①干电池(电动势E约为1.5V,内电阻r约为1.0Ω);②电流表G(满偏电流3.0mA,内阻Rg=10Ω);③电流表A(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω);④滑动变阻器R(0~20Ω,10A);⑤滑动变阻器R′(0~100Ω,1A);⑥定值电阻R2=990Ω;⑦开关S和导线若干.(1)为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是________.(填写器材编号)(2)请在下面的虚线框内画出他们采用的实验原理图

6、.(标注所选择的器材的符号)图22(3)该小组根据实验设计的原理图测得的数据如下表,为了采用图象法分析处理数据,请你在图22所示的坐标纸上选择合理的标度,作出相应的图线.序号123456电流表G(I1/mA)1.371.351.261.241.181.11电流表A(I2/A)0.120.160.210.280.360.43(4)根据图线求出电源的电动势E=________(保留三位有效数字),电源的内阻r=________(保留两位有效数字).解析:(1)为了便于调节,滑动变阻器的阻值不能太大,

7、选择④比较合适.(2)由闭合电路欧姆定律E=U+Ir可知,只要能测出两组路端电压和电流即可,但题目中只给出两个电流表且其中一个电流表G的内阻已知,可以把内阻已知的电流表和定值电阻R2串联作电压表使用,原理图如图24所示.图23(3)若取纵轴表示I1,横轴表示I2,描点后连线如图23所示,连线时因为第三组误差较大所以删除.(4)根据原理公式E=U+Ir可以变形为:E=I1(R2+Rg)+I2r,进一步变形可得I1=-I2,与纵轴截距为=1.47mA,图24解之得E=1.47V,直线的斜率的绝对值等

8、于=,解之得r=0.84Ω.答案:(1)④ (2)如图24所示(3)如图23所示(4)1.47(1.46~1.48) 0.84(0.80~0.90)

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