测电源的电动势和内电阻.doc

高中物理实验测电源的电动势和内电阻实验练习题1电路图中E为电源，其电动势为E，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，A为电流表。用此电路，经以下步骤可近似测得A的内阻RA：闭合K1，断开K2，调节R1，使电流表读数等于其量程I0；保持R1不变，闭合K2，调节R2，使电流表读数等于I0/2，然后读出R2的值，取RA=R2。按照电路图在右边实物图所给出的实物图中画出连接导线。图2EAR1R2 K2K1真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即，试导出它与电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式。若已知I0=10mA，真实值RA约为30，要想使测量结果的相对误差不大于5%，电源电动势最小应为多少伏？2在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别为0.1和1k。右边为实验原理图，下边为所需器材实物图。试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。变阻器安培表伏特表电 池电 键VA U/VI/A0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.701.001.101.201.301.401.50一位同学记录的6组数据如下，试根据这些数据在下图中画出U-I图线，根据图线读出电池的电动势E=_V，根据图线求出电池的内电阻r=_。I（A）0.120.200.310.320.500.57U（V）1.371.321.241.181.101.05 3电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关。下左图是研究它们的关系的实验电路。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，把它们一起看作电源（图中虚线框内部分）。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。写出电源的输出功率P跟E、r、R的关系式：_。（安培表、伏特表看作理想电表）在实物图中按电路图画出连线，组成实验电路。VAVAR0E，r0.60P/WR/0 2 4 6 8 10 12 14 16 0.550.650.700.850.800.75下表中给出了6组实验数据，根据这些数据，在方格纸中画出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_。I（A）0.200.280.360.440.520.60U（V）3.002.602.201.801.401.00U/I()UI(W)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=4.5，还可以求得该电源的电动势E=_V，内电阻r0=_。4如图所示，a、b、c、d是滑线变阻器的4个接线柱。现把此变阻器串联接入电路中，并要求滑片P向接线柱c移动时，电路中的电流减小。则接入电路的接线柱可能是（ ） Aa和bBa和cCb和cDb和d5现有一电阻箱，一个开关，若干根导线和一个电流表，该电流表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案，(已知电流表内阻很小，电流表量程符合要求，电源内阻约为几欧)要求：（1）在右边方框中画出实验电路图；（2）简要写出完成接线后的实验步骤： (3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r=_.6.现要按图所示的电路测量一节旧干电池的电动势E(约15 V)和内阻r(约20 )，可供选择的器材如下： 电流表A1、A2(量程0500 A，内阻约为500)，滑动变阻器R(阻值0100 ，额定电流1.0A)，定值电阻R1，(阻值约为100 )，电阻箱R2、R3(阻值0999.9 )，开关、导线若干 由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装(扩大量程)，然后再按图电路进行测量 (1)测量电流表A2的内阻 按图电路测量A2的内阻，以下给出了实验中必要的操作 A 断开S1 B 闭合S1、S2 C 按图连接线路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，R2调至最大 D 调节R2，使A1的示数为I1，记录R2的值 E 断开S2，闭合S3 F 调节滑动变阻器R，使A1、A2的指针偏转适中，记录A1的示数I1 请按合理顺序排列实验步骤(填序号)：_ (2)将电流表A2(较小量程)改装成电流表A(较大量程) 如果(1)中测出A2的内阻为4680 ，现用R2将A2改装成量程为20 mA的电流表A，应把R2调为_与A2并联，改装后电流表A的内阻RA为_ (3)利用电流表A、电阻箱R3测电池的电动势和内阻用电流表A、电阻箱R3及开关S按图所示电路测电池的电动势和内阻实验时，改变R3的值，记录下电流表A的示数I，得到若干组R3、I的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势E和内阻r. a请写出与你所作线性图象对应的函数关系式_. b请在虚线框内坐标中作出定性图象(要求标明两个坐标轴所代表的物理量，用符号表示) c图中_表示E 图中_表示r7.某同学设计了一个如图7所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组（电动势约3V）、电流表（量程0.6A，内阻小于1）、电阻箱（099.99）、滑动变阻器（010）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略。 （1）该同学按图7连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为0.20。试分析该测量产生误差的原因是_。（2）简要写出利用图7所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤：_；_；（3）图8是由实验数据绘出的图象，由此求出待测干电池组的电动势E_V、内阻r_ 。（计算结果保留三位有效数字）8.可用理想电压表V、理想电流表A、变阻器R以及电键K和导线等器材来测量某一电源E的电动势和内阻。下面给出了四个电路图，图中+、代表电源的正、负极和电表的正负接线柱。正确的电路图是（ ）9. 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,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3 V,A变阻器为(20,3 A),B变阻器为(500,0.2 A). 电压表应该选 (填A或B),这是因为 .变阻器应该选 (填A或B),这是因为 .10. 现有器材：量程为10.0 mA、内阻约30 40 的电流表一个，定值电阻R1=150 ，定值电阻R2=100，单刀单掷开关K，导线若干.要求利用这些器材测量一干电池（电动势约1.5 V）的电动势. （1）按要求在实物图上连线.（2）用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为=.式中各直接测得量的意义是：. 11. 某同学到实验室做测电源电动势和内阻的实验时，发现实验台上有以下器材：待测电源（电动势约为4 V，内阻约为2 ）；一个阻值未知的电阻；电压表（内阻很大，有5 V、15 V两个量程）两块；电流表（量程0500 mA,内阻约为5 ）；滑动变阻器（20 ，3 A）；滑动变阻器（200 ，0.2 A）；开关一个，导线若干. 该同学想在完成学生实验的同时测出定值电阻的阻值，他设计了如图所示的电路.实验时他用、分别表示电表、的读数，在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了、的一系列值.其后他在两张坐标纸上各作了一个图线来处理实验数据，并计算电源电动势、内阻以及定值电阻的值. 根据题中所给信息回答下列问题：（1）在电压表接入电路时应选择 量程，滑动变阻器应选 （填器材代号“”或“”）；（2）在作图线时，用来计算电源电动势、内阻图线的纵、横坐标轴应该分别代表 ， ；用来计算定值电阻图线的纵、横坐标轴应该分别代表 ， ；（填“、”或由他们组成的算式）（3）若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的定值电阻值实际值 （横线上选填“大于、等于或小于”）；如果实验中测得的电源电动势和内阻误差较大，在不考虑偶然误差及电表内阻的影响外，原因还可能是.12. 在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：A.干电池E(电动势约为1.5V，内阻小于1.0B.电流表A1(满偏电流3 mA，内阻r1=10 C.电流表A2(00.6 A，内阻0.1 )D.滑线变阻器R1(020 ，10 A)E.滑线变阻器R2(0100 ，10 A)F.定值电阻R3(990 )G.开关和导线若干(1)为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑线变阻器是_(填字母代号).(2)请在虚线框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图.(3)如图为某一同学根据他所设计的实验给出的I1、I2图线(I1为A1的示数，I2为A2的示数)，由图线可求得被测电池的电动势E=_V，内阻r=_.13. 现有一阻值为10.0 的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表,该电压表表盘上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案.(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约几欧)(1)画出电路图;(2)简要写出完成连线后的实验步骤;(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式.14. 现在按图所示的电路测量一节旧干电池的电动势E(约1.5 V)和内阻r(约20 )，可供选择的器材如下：电流表A1、A2(量程0500 A)内阻约为500 ，滑动变阻器R(阻值0100 ，额定电流1.0 A)，定值电阻R1(阻值约为100 )电阻箱R2、R3(阻值0999.9 )，开关、导线若干。由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装(扩大量程)，然后再按图电路进行测量。 (1)测量电流表A2的内阻按图电路测量A-2的内阻，以下给出了实验中必要的操作。A.断开S1B.闭合S1、S2C.按图连接线路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，R2调至最大D.调节R2，使A1的示数为11，记录R2的值E.断开S2，闭合S3F.调节滑动变阻器R，使A1、A2的指针偏转适中，记录A1的示数I1请按合理顺序排列实验步骤(填序号)：_。(2)将电流表A2(较小量程)改装成电流表A(较大量程)如果(1)中测出A2的内阻为468.0 ，现用R2将A2改装成量程为20 mA的电流表A，应把R2设为_与A2并联，改装后电流表A的内阻R4为_。(3)利用电流表A电阻箱R，测电池的电动势和内阻用电流表A、电阻箱R3及开关S按图所示电路测电池的电动势和内阻。实验时，改变R3的值，记录下电流表A的示数I，得到若干组R3、I的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势E和内r。a.请写出与你所作线性图象对应的函数关系式_。b.请在虚线框内坐标中作出定性图象(要求标明两个坐标轴所代表的物理量，用符号表示)c.图中_表示E。图中_表示r。15. 有一干电池组，电动势约为3 V，现在准确测定其电动势，备有下列器材，代号和规格如下：待测干电池组E：电动势约为3 V，内阻约为0.8 ；电压表V：量程为15 V，内阻为10 k；电流表A1：量程为0.6 A，内阻约为3.2 ；电流表A2：量程为6 mA，内阻为500 ；滑动变阻器R：变阻范围020 ；开关S；导线若干。(1)除导线和开关外，还应选择的实验器材的代号是_。(2)画出能最准确测定出该电池电动势的电路图。16. 给你以下器材：待测直流电源1个（电动势未知，内阻约几欧），电阻箱1个，电流表1个，电流表表盘有刻度但无刻度值，量程符合要求，开关1个，另有导线若干条。（1）请在方框中画出用以上有关器材测量电源内阻的电路图。（电阻箱的符号为）（2）请根据所用的器材情况，说明实验操作方案及要记录的数据,并根据你所测出的数据导出电源内阻的表达式。用该实验方案测电源内阻引起误差的原因是什么？17. 在做测量电源电动势E和内阻r的实验时，提供的器材有：待测电源一个、内阻已知且为RV的电压表一个（量程大于电源电动势）、电阻箱R一个、电键一个、导线若干. （1）设计并画出实验电路图；（2）根据所设计的电路图连接实物；（3）为使测量更加准确，多次改变电阻箱电阻R，读出电压表相应的示数U，以1U为纵坐标，画出1U与电阻的某种关系图象（该图象为一条直线），如图4所示.由图象可得到直线在纵轴的截距为m，直线斜率为k，写出E、r的表达式.图418. 同学到实验室做测电源电动势和内阻的实验时，发现实验台上有以下器材：待测电源（电动势约为4 V，内阻约为2 ）；一个阻值未知的电阻；电压表（内阻很大，有5 V、15 V两个量程）两块；电流表（量程0500 mA,内阻约为5 ）；滑动变阻器（20 ，3 A）；滑动变阻器（200 ，0.2 A）；开关一个，导线若干. 该同学想在完成学生实验的同时测出定值电阻的阻值，他设计了如图所示的电路.实验时他用、分别表示电表、的读数，在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了、的一系列值.其后他在两张坐标纸上各作了一个图线来处理实验数据，并计算电源电动势、内阻以及定值电阻的值. 根据题中所给信息回答下列问题：（1）在电压表接入电路时应选择 量程，滑动变阻器应选 （填器材代号“”或“”）；（2）在作图线时，用来计算电源电动势、内阻图线的纵、横坐标轴应该分别代表 ， ；用来计算定值电阻图线的纵、横坐标轴应该分别代表 ， ；（填“、”或由他们组成的算式）（3）若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的定值电阻值实际值 （横线上选填“大于、等于或小于”）；如果实验中测得的电源电动势和内阻误差较大，在不考虑偶然误差及电表内阻的影响外，原因还可能是.19.在做测量电源电动势E和内阻r的实验时，提供的器材有：待测电源一个、内阻已知且为RV的电压表一个（量程大于电源电动势）、电阻箱R一个、电键一个、导线若干. （1）设计并画出实验电路图；（2）根据所设计的电路图连接实物；（3）为使测量更加准确，多次改变电阻箱电阻R，读出电压表相应的示数U，以1U为纵坐标，画出1U与电阻的某种关系图象（该图象为一条直线），如图4所示.由图象可得到直线在纵轴的截距为m，直线斜率为k，写出E、r的表达式.图420. 有两只电压表V1和V2,其量程已知,内电阻不知,另有一节干电池,其内阻不能忽略,也不知其阻值大小,其电动势不超出电压表的量程,干电池不允许拆开.现给你上述两只电压表,一个开关S和若干导线.请设计一个测量上述干电池电动势的实验.(1)实验中应测定的物理量是_.(2)用符号画出测量的电路图.(3)以测量的物理量作为已知量,推导出计算干电池电动势的公式.21、某同学用一个定值电阻R、两个开关、一个电压表和若干导线连成一个测量电源内阻的实验电路，如图所示，已知电压表的内阻远大于电源的内电阻，其量程大于电源电动势，表盘上刻度清晰，但数字不清，电源内阻约为几欧(1)在方框内画出实验电路图(2)实验中始终闭合开关S1，当开关S2处于断开和闭合两种状态时，电压表指针偏转格数分别为n1、n2，则计算电源内阻的表达式是r= 。22、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09 999，R0是定值电阻，起保护电路的作用(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：A. 10 2.5 W B. 100 1. 0 WC. 200 1. 0 W D. 2 000 5.0 W本实验应选哪一种规格？答 。(2)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 .23、在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A待测的干电池（电动势约为1. 5 V，内电阻小于1. 0)B电流表G（满偏电流3 mA，内阻Rg=10)C电流表A(00. 6 A，内阻0.1)D滑动变阻器R1(0.20,10 A)E.滑动变阻器R2(0200,l A)F定值电阻R0 (990)G开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示中甲的（a)、 (b)两个参考实验电路，其中合理的是 图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选 （填写器材前的字母代号）(2）图乙为该同学根据（1)中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I1I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得被测电池的电动势E= V，内阻r= 。24、在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”实验中，某同学测得了七组数据（如下表）(1)根据表中实验数据在图中作出IU图线；从图线中得出，电源电动势E= V，内电阻r= .(2)若一位同学未画出图线，只选用其中两组U和I的数据，根据公式E= U1+I1r和E=U2+I2r算出E和r，这样做可能得出误差很大的结果，则他选用其中第 组和第 组数据时算得的结果误差大25.某同学到实验室做测电源电动势和内阻的实验时，发现实验台上有以下器材：待测电源（电动势约为4 V，内阻约为2 ）；一个阻值未知的电阻；电压表（内阻很大，有5 V、15 V两个量程）两块；电流表（量程0500 mA,内阻约为5 ）；滑动变阻器（20 ，3 A）；滑动变阻器（200 ，0.2 A）；开关一个，导线若干. 该同学想在完成学生实验的同时测出定值电阻的阻值，他设计了如图所示的电路.实验时他用、分别表示电表、的读数，在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了、的一系列值.其后他在两张坐标纸上各作了一个图线来处理实验数据，并计算电源电动势、内阻以及定值电阻的值. 根据题中所给信息回答下列问题：（1）在电压表接入电路时应选择 量程，滑动变阻器应选 （填器材代号“”或“”）；（2）在作图线时，用来计算电源电动势、内阻图线的纵、横坐标轴应该分别代表 ， ；用来计算定值电阻图线的纵、横坐标轴应该分别代表 ， ；（填“、”或由他们组成的算式）（3）若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的定值电阻值实际值 （横线上选填“大于、等于或小于”）；如果实验中测得的电源电动势和内阻误差较大，在不考虑偶然误差及电表内阻的影响外，原因还可能是.答案：1.略；E6V 2.1.46，0.719 3.；略；0.80，5.0，4，0.54. CD5. (1)电路如图所示(2)将电阻箱的阻值调至最大.合上开关S，调节R的电阻为R1，记下电流表刻度N1.调节R的电阻为R2，记下电流表刻度N2，断开开关S.(3)6. （1）C B F E D A （2） 12 11.7 （3）答案一 a.R3+RA=E-rb.c.直线的斜率 纵轴截距的绝对值 答案二a.（R3+RA）+ b.c.直线斜率的倒数 纵轴截距除以斜率答案三 a.R3=E-（r+RA）安阻法7.（1）S合向C时电路中的总电阻减小，总电流变大 （2）打开K，S合在D上；改变R 的值，读出几组R、I的值。（3）2.88 2.398. B9. B，A电压表量程过大,误差较大; A，B变阻器额定电流过小且调节不便10.（1）实物连线如图 （2）I1I2R2/（I1I2）I1是外电阻为R1时的电流，I2为外电阻为R1和R2串联时的电流.11. （1）3 V（2）-（3）大于 未知电阻的阻值太大，造成电压表和电流表测得值变化范围太小12. (1)R1 (2)电路如图所示(3)1.48 0.813. (1)电路如下图所示(2)电压表内阻很大，可用于直接测电源的电动势，设电压表的每一小格代表电压U0，其示数是n1小格，则电动势E1=n1U0.只有一个开关，用于改变电路的电阻，若示数是n2小格，则此时的路端电压U=n2U0.设电源内阻是r，由欧姆定律得E=U+rU/R，即操作步骤如下：按电路连接器材，断开开关S，记下电压表偏转格数n1.闭合开关S，记下电压表偏转格数n2.断开开关，拆除电路，根据公式计算电源的内阻.(3)公式14. (1)C B F E D A(2)12 11.7(3) a.R3+RA=E()-rb.c.直线斜率 纵轴截距绝对值15. (1)E、A1、A2、R (2)见图甲或乙16.（1