利用伏安法测量干电池的电动势和内阻,现有的器材为:
干电池:电动势约为1.5 V,符号
电压表:量程1 V,内阻998.3 Ω,符号
电流表:量程1 A,符号
滑动变阻器:最大阻值10 Ω,符号
电阻箱:最大阻值99999.9 Ω,符号
单刀单掷开关一个,符号
导线若干
(1)设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在下面的方框内.要求在图中标出电压
表、电流表的接线柱的正负.
(2)为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程应扩大为原量程的
____________倍,电阻箱阻值为____________ Ω.
【解析】:(1)电源电动势为1.5 V,而电压表最大量程为1 V,需将电压表扩大量程再用,故
电压表应与电阻箱串联使用,设计电路如右图所示.
(2)为保证实验精确度,应将电压表量程扩大为2 V,即原来的2倍,由=可知,
R=RV=998.3 Ω.
现有一个阻值为10.0 Ω的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表,该电压表盘面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测量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,电源内阻约为几欧姆)
(1)在下面的方框中画出实验电路图.
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(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=________.
【解析】:电压表指针偏转角度与通过电压表的电流,或者与加在电压表两端的电压成正比,因此表盘面无刻度值也可以用格数的多少表示电压的大小,当断开电键时,电压表偏转格数N1表示电源电动势的大小.电键闭合时,N2表示R两端电压,根据闭合电路欧姆定律,=,得r=R.
为了测量一节干电池的电动势和内阻,某实验小组按图实-7-16甲所示的电路图连好实验电路,合上开关,电流表和电压表的读数正常,当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时,发现电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数接近1.5 V且几乎不变,直到当滑片滑至临近B端时电压表的示数急剧变化,这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流值、电压值,出现上述情况的原因是__________________________.改进方法是____________________________.改进后,测出几组电流、电压的数值,并画出如图乙所示的图象,由图象可知,这个电池的电动势为E=________V,内阻r=________ Ω.
.在测量一节干电池电动势和内阻的实验中,某学生采用了如图所示实验器材连接,请指出该学生在接线中错误和不规范的做法.
(1)________________________________________________________________________;
(2)________________________________________________________________________;
(3)________________________________________________________________________;
(4)________________________________________________________________________.
如图实甲所示,电压表V1、V2串联接入电路中时,示数分别为6 V和4 V,当只有电压表V2接入电路中时,如图实-7-14乙所示,示数为9 V,电源的电动势为( )
A.9.8 V B.10 V C.10.8 V D.11.2 V
【解析】:设电源的电动势和内阻分别为E和r,电压表V2的内阻为R2,根据闭合电路欧姆定律,对图甲和图乙分别有:E=6+4+r,E=9+r,解得:E=10.8 V.故只有选项C正确.
有一根圆台状匀质合金棒如图实-5-27甲所示,某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关.他进行了如下实验:
(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图乙中游标卡尺(游标尺上有20
个等分刻度)的读数L=________cm.
(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出).该合金棒
的电阻约为几个欧姆.图中有一处连接不当的导线是________.(用标注在导线旁的数字
表示)
(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R=6.72 Ω,根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3 Ω、RD=3.38 Ω.他发现:在误差允许范围内,电阻R满足R2=Rd·RD,由此推断该圆台状合金棒的电阻R=________.(用ρ、L、d、D表示)
【解析】:(1)首先确定游标卡尺的精度为20分度,即为0.05 mm,然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00 mm,注意小数点后的有效数字要与精度一样,再从游标尺上找出对的最齐一根刻线,精度×格数=0.05×8 mm=0.40 mm,最后两者相加,根据题目单位要求换算为需要的数据,99.00 mm+0.40 mm=99.40 mm=9.940 cm.
(2)本实验为测定一个几欧姆的电阻,在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时,因为安培表的内阻较小,为了减小误差,应用安培表外接法,⑥线的连接使用的是安培表内接法.