实验:测定电源的电动势和内阻
[方法点拨] (1)图象法处理数据是本实验重点.根据闭合电路欧姆定律找出图象的函数关系式,从而确定图象斜率、截距等的意义.(2)明确实验中需要测量的量与实际测量的量的关系,进行误差分析.
1.某同学查阅电动车使用说明书知道自家电动车的电源是铅蓄电池,他通过以下操作测量该电池的电动势和内阻.
(1)先用多用电表粗测电池的电动势.把电表的选择开关拨到直流电压50V挡,将两只表笔与电池两极接触,此时多用电表的指针位置如图1所示,读出电池的电动势为________V.
图1
(2)再用图2所示装置进一步测量.多用电表的选择开关拨向合适的直流电流挡,与黑表笔连接的是电池的________极(选填“正”或“负”).闭合开关,改变电阻箱的阻值R,得到不同的电流值I,根据实验数据作出-R图象如图3所示.已知图中直线的斜率为k,纵轴截距为b,则此电池的电动势E=________,内阻r=________.(结果用字母k、b表示)
图2
图3
(3)他发现两次测得电动势的数值非常接近,请你对此做出合理的解释:________________________________________________________________________.
2.(2018·黑龙江省哈尔滨市模拟三)在测量一节干电池电动势E和内阻r的实验中,小明设计了如图4甲所示的实验电路.
(1)根据图甲实验电路,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.
(2)实验开始前,应先将滑动变阻器的滑片P调到________(选填“a”或“b”)端.
(3)合上开关S1,S2接图甲中的1位置,改变滑动变阻器的阻值,记录下几组电压表示数和对应的电流表示数;S2改接图甲中的2位置,改变滑动变阻器的阻值,再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数.在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象,如图丙所示.两直线与纵轴的截距分别为UA、UB,与横轴的截距分别为IA、IB.
S2接1位置时,作出的U-I图线是图丙中的________(选填“A”或“B”)线;测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差,原因是____________________.由图丙可知,干电池电动势和内阻的真实值分别为E真=________,r真=________.
图4
3.(2018·江西省上饶市一模)为了测量一节干电池的电动势和内阻,某实验小组设计了如图5甲所示的电路,实验室准备了下列器材供选用:
A.待测干电池一节
B.直流电流表A1(量程0~0.6A,内阻约为0.01Ω)
C.直流电流表A2(量程0~3A,内阻约为0.02Ω)
D.直流电压表V1(量程0~3V,内阻约为5kΩ)
E.直流电压表V2(量程0~15V,内阻约为25kΩ)
F.滑动变阻器R1(阻值范围为0~15Ω,允许最大电流为1A)
G.滑动变阻器R2(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为2A)
H.开关
I.导线若干