实验:测定电源的电动势和内电阻 练习使用多用电表
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1.[2019·河南省豫南九校检测]某兴趣小组的同学制作了一个“水果电池”:将一铜片和一锌片分别插入一苹果内,就构成了一个简单的“水果电池”,其电动势约为1.5 V,内阻约为几百欧,现要求用量程合适的电压表(内阻几千欧)、电流表(内阻十几欧)来测定水果电池的电动势E和内阻r.
①本实验的电路应该选择图________(选填“甲”或“乙”).
②若给出的滑动变阻器有两种规格:A (0~20 Ω)、B(0~3 kΩ).本实验中应该选用的滑动变阻器为________,通电前应该把滑动变阻器的阻值调至________(选填“最大”或“最小”).
③实验中测出六组(U,I)的值,在U—I坐标系中描出图丙所示的六个点,分析图中的点迹可得出水果电池的电动势为E=________V,内阻为r=________Ω.(均保留三位有效数字)
④根据在①中所选择的电路测量得出的电动势E和内阻r的测量值与真实值相比,电动势E____________,内阻r____________(均选填“偏大”、“相等”或“偏小”),由此造成的实验误差属于________误差(选填“系统”或“偶然”).
答案:①甲 ②B 最大 ③1.50 500 ④相等 偏大 系统
解析:①“水果电池”的内阻很大,为了使电表有明显示数,应选用阻值较大的滑动变阻器,由于滑动变阻器的电阻较大,为减小误差,应选择题图甲所示电路(电流表内接法).②由题意可知,“水果电池”的内阻很大,若选用0~20 Ω的滑动变阻器,当滑动触头移动时,电表的读数几乎不变,无法多次测量,使实验的误差较大;为了减小实验误差,应选用最大阻值较大的滑动变阻器B,在闭合开关前,应把滑动变阻器的阻值调到最大.③图线的纵截距等于电源的电动势,U—I图线的纵截距为1.50 V,故水果电池的电动势E=1.50 V,图线斜率的绝对值等于内阻,r=Ω=500 Ω.④由于电流表的分压,使得路端电压存在误差,而电流没有误差,运用图象法分别在U—I图上由测量数据作出图线1和修正误差后由真实值作出图线2,由图看出,电动势没有系统误差,即电动势测量值与真实值相等,内阻的测量值偏大,由此造成的实验误差属于系统误差.
2.[2019·福建省福州市闽侯六中测试]某同学用伏安法测定电源的电动势和内阻.实验室提供的器材有:
A.待测电源(电动势约18 V,内阻约2 Ω)
B.电压表(内阻约几十千欧,量程为6 V)
C.电流表(内阻约为0.3 Ω,量程为3 A)
D.滑动变阻器(0~50 Ω,3 A)
E.电阻箱(最大阻值999 999 Ω)
F.开关
G.导线若干
(1)为完成实验,该同学将量程为6 V的电压表扩大量程,需测定电压表的内阻,该同学设计了图1所示的甲、乙两个电路,经过思考,该同学选择了甲电路,该同学放弃乙电路的理由是:______________________________________.
(2)该同学按照图甲连接好电路,进行了如下几步操作.
①将滑动变阻器触头滑到最左端,把电阻箱的阻值调到零;
②闭合开关,缓慢调节滑动变阻器的触头,使电压表指针指到6.0 V;
③保持滑动变阻器触头不动,调节电阻箱的阻值,当电压表的示数为2.0 V时,电阻箱的阻值如图2所示,示数为________Ω;
④保持电阻箱的阻值不变,使电阻箱和电压表串联,改装成新的电压表,改装后电压表的量程为________V.
(3)将此电压表(表盘未换)与电流表连成如图3所示的电路,测电源的电动势和内阻,调节滑动变阻器的触头,读出电压表和电流表示数,作出的U—I图象如图4所示,则电源的电动势为________V,内阻为________Ω.(结果保留三位有效数字)