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2024届高三物理二轮复习实验部分微专题复习-伏安法测电源电动势和内阻实验专题(含解析)
展开这是一份2024届高三物理二轮复习实验部分微专题复习-伏安法测电源电动势和内阻实验专题(含解析),共21页。试卷主要包含了实验题等内容,欢迎下载使用。
一、实验题
用如图1所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻.除开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
电流表(量程0~0.6 A,0~3 A)
电压表(量程0~3 V,0~15 V)
滑动变阻器R1(阻值范围0~20 Ω,额定电流2 A)
滑动变阻器R2(阻值范围0~100 Ω,额定电流1 A)
(1)为提高测量精度,电流表应选用的量程是________A,电压表应选用的量程是________V;为多测量几组数据,滑动变阻器应选用________(填写滑动变阻器符号);
(2)实验开始前,滑动变阻器的滑动触头P应移到________端(选填“a”或“b”);
(3)改变滑动变阻器R的阻值,测出6组U和I的值如下表所示.其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上,请在图2坐标纸上标出第二组数据的对应点,并画出U−I图线.
(4)由图象求得电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(保留到小数点后两位)
要测定一节干电池(电动势约1.5 V,内阻约0.5 Ω,放电电流不允许超过0.6 A)的电动势和内电阻,要求测量结果尽量准确。提供的器材有:
A.电流表A1:挡位1(0~3 A,内阻约0.05 Ω),挡位2(0~0.6 A,内阻约0.2 Ω)
B.电流表A2:0~300 μA,内阻rA=100 Ω
C.定值电阻:R0=2 Ω,R1=900 Ω,R2=4900 Ω
D.滑动变阻器:R3(0~5 Ω,2 A),R4(0~15 Ω,1 A)
E.开关一只、导线若干
(1)测量电流的仪表:应选择电流表A1的挡位_______(填“1”或者“2”)。
(2)测量电压的仪表:应将定值电阻_______(填“R0”、“R1”或“R2”)与A2串联,使其成为改装后的电压表。
(3)干电池内阻太小,应选择定值电阻_______(填“R0”、“R1”或“R2”)来保护电源。
(4)若要求A1表电流在0.1 A~0.5 A范围内连续可调,则滑动变阻器应选择_______(填“R3”或“R4”)。
(5)为消除电流表内阻对测量精度可能造成的影响,在给出的两种电路原理图中(图中V表为改装后的电压表),应选择_______(填“图(a)”或“图(b)”)。
(6)进行实验并记录数据。用I1、I2分别表示A1、A2表的示数,根据测量数据作出如图(c)所示的I2−I1图像,由图像可得:电池的电动势为_______V,内阻为_______Ω。(保留到小数点后两位)
某实验小组同学利用电流表和电压表测定由两节干电池串联而成的电池组的电动势和内阻,实验电路如图(a)所示。
现有开关和导线若干,以及如下器材:
A.电流表A:量程0~0.6 A,内阻约为0.125 Ω
B.电压表V:量程0~3 V,内阻约为3 kΩ
C.滑动变阻器0~20 Ω
D.滑动变阻器0~200 Ω
(1)为了操作方便,减小实验误差,滑动变阻器应选用_________ (选填相应器材前的字母)。
(2)图(a)中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该置于最_______端(选填“左”或“右”)。
(3)图(b)是甲同学根据实验数据绘制的U−I图线,根据图线求得被测电池组的电动势E = _______ V,内阻r = _______ Ω(结果均保留到小数点后两位)。
(4)该实验中,产生系统误差的主要原因是________________。图(c)为乙同学做出的伏安特性曲线,其中的实线为根据测量数据绘制的图线,虚线为在没有系统误差的情况下,通过电源电流与电压表两端电压的关系的图线,图(c)四幅图中能够正确反映两者关系的是________。
某同学要测定一节干电池的电动势和内阻,实验室备有下列器材:
A.干电池E(电动势约为1.5 V、内阻约为1.0 Ω)
B.电流表A1(满偏电流为1.5 mA、内阻RA1=20 Ω)
C.电流表A2(量程为0~0.3 A、内阻约为0.1 Ω)
D.滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω、允许通过的最大电流为2 A)
E.滑动变阻器R2(最大阻值为100 Ω、允许通过的最大电流为1 A)
F.定值电阻R3=980 Ω
G.定值电阻R4=4 Ω
H.开关S、导线若干
(1)为了方便且能较精确地进行测量,其中应选用的滑动变阻器是________(填“R1”或“R2”)。
(2)实验室没有准备电压表,要把电流表改装成电压表,应选用电流表________(填“A1”或“A2”)与定值电阻________(填“R3”或“R4”)串联使用,改装后的电压表的量程为________V,其示数即为U。
(3)实验中为了保护待测干电池、方便测量,可以将待测干电池与定值电阻________(填“R3”或“R4”)串联作为“等效电源”来处理。
(4)根据实验数据画出“等效电源”的U−I图象如图所示,可知待测干电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω。(保留两位有效数字)
某学习小组的同学设计了如图甲所示的电路来测量定值电阻R0的阻值(约为几欧到十几欧)及电源的电动势E和内阻r。实验器材有:待测电源,待测电阻R0,电流表A(量程为0.6 A,内阻不计)电阻箱R(0~99.9 Ω),开关S1和S2,导线若干。
乙
(1)先测电阻R0的阻值,学习小组同学的操作如下:先闭合S1和S2,调节电阻箱,读出其示数R1和对应的电流表示数I,然后断开________,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数仍为I,读出此时电阻箱的示数R2,则电阻R0=________.
(2)同学们通过上述操作测得电阻R0=9.5 Ω,继续测电源的电动势E和内阻r。该小组同学的做法是:闭合S1,断开S2,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I,由测得的数据绘制了如图乙所示的1I−R图线,利用图象求出该电源的电动势E=________ V,内阻r=________ Ω。
如图所示,回答下列题
(1) 如图甲,是多用电表简化电路图,作为电压表使用时,选择开关应接________接线柱;作为欧姆表使用时,选择开关应接________接线柱。(填1、2或3)使用时,电流一定从________端流入多用电表(填A或B)。
(2) 利用多用电表和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图乙。调节电阻箱,记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I,作出R-1I的图线如图丙。由图丙可求得电动势E=________V。(结果均保留2位有效数字)
为测定干电池的电动势和内阻,提供的实验器材如下所示:
A.完全相同的干电池2节,每节干电池1.5 V左右,内阻较小
B.电流表A(量程为0.6 A,内阻约0.5 Ω)
C.滑动变阻器Rp(0~10 Ω,10 A)
D.滑动变阻器RQ(0~100 Ω,1 A)
E.电流表G(0~3.0 mA,Rg=10 Ω)
F.定值电阻R1=990 Ω
G.定值电阻R2=90 Ω
H.定值电阻R0=3.0 Ω
(1)由于两节干电池的内阻较小,现将定值电阻R0=3.0 Ω与两节干电池串联后作为一个整体进行测量.在进行实验时,滑动变阻器应选用________,将电流表G改装成电压表,定值电阻应选用________.(填写实验器材前的编号)
(2)在虚线方框中补充完整本实验电路的原理图.
(3)根据实验测得数据作出I1—I2的图线如图,其中I2为通过电流表G的电流,I1为通过电流表A的电流.根据该图线可知每节干电池的电动势为________V,每节内阻为________Ω.
某中学实验小组的同学准备测量蓄电池的内阻和一未知电阻的电阻值,已知蓄电池的电动势约为6 V,蓄电池的内阻和未知电阻的电阻值约为几十欧姆.实验室为该小组提供的实验器材有:
双量程电流表(0~30 mA;0~100 mA)、电压表(0~6 V)、滑动变阻器R1(0~5 Ω)、滑动变阻器R2(0~300 Ω)、开关以及导线若干.
该小组的同学设计了如图甲所示的电路,并进行了如下的操作:
a.将实验器材按电路图甲连接;
b.将滑动变阻器的滑动触头滑至最左端,闭合开关,将滑动触头逐渐向右移动,记录多组实验数据,并将实验数据描绘在图乙的坐标系中;
c.打开开关,将未知电阻接在2、3间,重复b操作,将得到的多组实验数据描绘在同一坐标系中,该图线与横纵轴的交点分别为(I0、0)、(0、U0),图中未画出.
根据以上操作回答下列问题:
(1)为了减小实验误差,电流表的量程应选择_________,滑动变阻器应选择_________.
(2)由伏安特性曲线可知,该蓄电池的内阻r约为_________Ω.
(3)待测电阻的关系式Rx=_________(用I0、U0、r表示).
(4)如果两电表均为理想电表,待测电阻接在1、2间和接在2、3间,滑动触头从最左端向右移动相同的距离时,电流表读数的变化量_________,电压表读数的变化量________.(均填“相同”或“不同”)
某课外小组在参观工厂时,看到一丢弃不用的电池,同学们想用物理课上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻,已知这个电池的电动势为11~13 V,内阻小于3 Ω,由于直流电压表量程只有0~3 V,需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替)改装为量程为0~15 V的电压表,然后再用伏安法测电池的电动势和内阻,以下是他们的实验操作过程:
(1)把电压表量程扩大,实验电路如图甲所示,实验步骤如下,完成填空.
第一步:按电路图连接实物;
第二步:把滑动变阻器的滑片移到最右端,把电阻箱的阻值调到零;
第三步:闭合开关,把滑动变阻器的滑片调到适当位置,使电压表的读数为3 V;
第四步:把电阻箱的阻值调到适当值,使电压表的读数为____________V;
第五步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其他线路,即得量程为0~15 V的电压表.
(2)实验可供选择的器材有:
A.电压表(量程为0~3 V,内阻约2 kΩ)
B.电流表(量程为0~3 A,内阻约0.1 Ω)
C.电阻箱(阻值范围0~9 999 Ω)
D.电阻箱(阻值范围0~999 Ω)
E.滑动变阻器(阻值为0~20 Ω,额定电流2 A)
F.滑动变阻器(阻值为0~20 kΩ,额定电流0.2 A)
电阻箱应选____________,滑动变阻器应选__________.(选填相应器材前的字母)
(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变),测电池电动势E和内阻r,实验电路如图乙所示,得到多组电压U和电流I的值,并作出U−I图线如图丙所示,可知电池的电动势为________V,内阻为________Ω.
某学习小组利用如图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻.为了方便读数和作图,给电源串联了R0=5.0 Ω的电阻.
甲 乙
(1)按图甲电路进行连接后,发现aa′、bb′和cc′三条导线中,混进了一条内部断开的导线.现将电键S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压,读数不为零,再测量a、a′间电压,发现读数仍不为零,则 导线是断开的.
(2)排除故障后,通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电压表V和电流表A的多组U、I数据,作出U−I图像如图乙所示.由图像可得电源的内阻r测= Ω(保留两位有效数字),r测 (选填“>”“=”或“<”)真实值r真.
(3)用此电源、小灯泡L(伏安特性曲线如图丙所示)和定值电阻R=8.0 Ω,连接成图丁所示的电路,闭合开关S,小灯泡的功率约为 W.(保留两位有效数字)
答案和解析
1.【答案】(1)0~0.6;0~3;R1;
(2)a;
(3)如图所示;
(4)1.45;0.83。
【解析】
【分析】
本题考查了实验电路选择、实验器材选择、作图象、求电源电动势与内阻等问题,要知道实验原理,要掌握应用图象法处理实验数据的方法;电源的U−I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势图象斜率的绝对值是电源内阻;要掌握实验器材的选取原则:安全性原则、精确性原则、方便性原则、经济(节能)性原则。
【解答】
(1)一节干电池电动势为1.5V,因此电压表量程应选:0~3V;
电路中接有保护电阻,如果用量程为3A的电流表,误差较大,因此电流表量程应选:0~0.6A;
为方便实验操作,滑动变阻器应选择R1;
(2)滑动变阻器采用限流接法,为保护电路,闭合开关前滑片要置于a端。
(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出电源U−I图象如图所示:
由图示电源U−I图象可知,电源电动势:E=1.45V
电源内阻:r=ΔUΔI=1.45−1.20.3Ω≈0.83Ω。(0.81~0.85均可)
故答案为:(1)0~0.6;0~3;R1;(2)a;
(3)如图所示;
(4)1.45;0.83。
2.【答案】(1)2
(2)R2
(3)R0
(4)R4
(5)图(a)
(6)1.49,0.49
【解析】
【分析】
(1)由电源的放电电流的最大值判断得解;
(2)由电表的改装原理得解;
(3)由电阻大小对电路的影响判断得解;
(4)由电流的范围结合闭合电路欧姆定律得解;
(5)由实验误差分析得解;
(6)由闭合电路欧姆定律解得两电流的函数表达式,由表达式的斜率、截距含义得解。
本题主要考查测定一节干电池的电动势和内电阻的实验,熟悉实验原理及实验仪器的选择是解题的关键,难度一般。
【解答】
(1)由于所用的电源的放电电流不允许超过0.6A,故测量电流的仪表应选择电流表A1的挡位2;
(2)由于电源的电动势为1.5V,故改装的电压表量程最小为1.5V,由串联分压原理可得:Ig(rA+R)=U,联立解得被串联的电阻阻值应为:R=4900Ω,故选R2改装电压表;
(3)由于最大电流为0.6A,故若所用的保护电阻较大,则保护电阻分压太大,使电路的电流太小,故应选择定值电阻R0 来保护电源;
(4)当电流为0.1A时,估算电阻的总电阻为:R=EI=1.50.1Ω=15Ω,故为使电流在相应范围内连续变化,需应用的滑动变组的阻值范围为:0−15Ω,故选R4 ;
(5)由实验原理可知,当使用b图时,相当于电源的等效内阻为电流表与电源内阻的串联,故为消除电流表内阻对测量精度可能造成的影响,在给出的两种电路原理图中应选择图a;
(6)由闭合电路欧姆定律可得:I2(rA+R2)=E−(I1+I2)r,化简可得:I2=E5000+r−I1r5000+r,由表达式及图象的含义可得电源内阻为:r5000+r=298−1501.5×10−6,解得电源的内阻为:r≈0.49Ω;E5000+r=298×10−6,解得E≈1.49V。
故填:(1)2;(2)R2;(3)R0 ;(4)R4 ;(5)图(a);(6)1.49,0.49。
3.【答案】(1)C;(2)右;(3)2.96∼2.98;1.80∼1.86;(4)电压表分流;B。
【解析】
【试题解析】
【分析】
本题考查了实验电路选择、实验器材选择、作图象、求电源电动势与内阻等问题,要知道实验原理,要掌握应用图象法处理实验数据的方法;电源的U−I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势图象斜率的绝对值是电源内阻。
【解答】
(1)若选C,则电路中的电流最小约为1.5V20Ω≈0.08A ,此时电流表指针偏转已经较小;若选D,则滑动变阻器阻值从200 Ω到20 Ω,电路中的电流一直很小,所以为了方便实验操作,滑动变阻器应选择C;
(2)滑动变阻器采用限流接法,为保护电路,闭合开关前滑片置于阻值最大处,即右端;
(3)由U − I图像可知,电源电动势E = 2.97V,电源内阻r=ΔUΔI≈1.82Ω;
(4)由图示电路图可知,由于电压表存在分流现象,导致测得通过电源的电流比理想状态下电流偏小;而当外电路短路时,没有电流经过电压表,故理想图像和测量图像的短路电流相同,故B正确。
故答案为:(1)C;(2)右;(3)2.96∼2.98;1.80∼1.86;(4)电压表分流;B。
4.【答案】(1)R1;(2)A1;R3;1.5;(3)R4;(4)1.5;1.2
【解析】
【分析】
该题主要考查测定一节干电池的电动势和内阻实验相关知识。熟知实验原理、操作方法和步骤、注意事项是解决本题的关键。
(1、2)根据实验原理、实验要求选择实验器材;根据串联电路特点求解改装后的电压表的量程;
(3)将待测干电池与定值电阻R4串联使用,既可以起到保护电源作用,同时将待测干电池与定值电阻R4作为等效电源,也便于使用电流表A2测量;根据图像求解电动势,由此求解内阻。
【解答】
(1)由于电源内阻较小,为了获取多个实验数据,滑动变阻器应选择R1;
(2)要把电流表改装成电压表,应选用电流表A1;应串联阻值较大的定值电阻,即R3,根据串联电路特点可知:U=ImRA1+R3=1.5V;
(3)将待测干电池与定值电阻R4串联使用,既可以起到保护电源作用,同时将待测干电池与定值电阻R4作为等效电源,内阻约为5欧,短路电流约为0.3A,也便于使用电流表A2测量;
(4)根据图像可以读出该干电池的电动势为E=1.5V,由r+R4=Ω≈5.2Ω,所以待测干电池内阻为1.2Ω。
故答案为:(1)R1;(2)A1;R3;1.5;(3)R4;(4)1.5;1.2
5.【答案】(1) S2; R1−R2 ; (2) 6.0 ; 2.5。
【解析】
【分析】
(1)根据题意应用欧姆定律求出电阻阻值;
(2)根据闭合电路的欧姆定律求出图象的函数表达式,然后根据图示图象求出电源电动势与内阻。
本题要注意通过审题明确实验原理,根据实验原理分析实验中应采用的实验方法;并通过闭合电路欧姆定律可结合数学规律求解电动势和内电阻。
【解答】
(1)由题意可知,闭合S1和S2时只有电阻箱接入电路,闭合S1、断开S2时,电阻箱与R0串联接入电路,两种情况下电路电流相等,由欧姆定律可知,两种情况下电路总电阻相等,即:R1=R2+R0
则:R0=R1−R2;
(2)根据闭合电路欧姆定律得:E=I(R0+R+r)
解得:1I=1ER+R0+rE,
1I−R图象的斜率为:k=1E=5.0−2.018=16
电动势为:E=6V,
图象截距为:b=R0+rE=2.0
电源电动势为:r=2.5Ω;
故答案为:(1) S2 ; R1−R2 ; (2) 6.0 ; 2.5。
6.【答案】(1)3,2,A;;
【解析】
【分析】
(1)欧姆表、电压表、电流表都是由小量程电流表改装而成,根据电表结构选择,即可求解。
(2)实验采用安阻法测量电源的电动势和内阻,根据闭合电路欧姆定律得出R−1I的关系式,结合图线的斜率和截距求出电源的电动势和内阻。将多用电表的内阻等效到电源的内部,分析测量电源电动势和内阻的误差。
物理图象关键要根据物理规律得到解析式,运用数学知识分析图象的物理意义。本题采用的是转换法,本来I−R是非线性关系,转换成R−1I是线性关系,即可明确电动势和内电阻。
【解答】
(1)由图所示可知,作为电压表使用时,选择开关应接位置3;作为欧姆表使用时,选择开关应接2,内部电源被接通,构成欧姆表,可测量电阻;使用时,电流一定从红表笔流入,即从A端流入。
(2)根据闭合电路欧姆定律得:E=IR+Ir
解得:R=1IE−r,
可知图线斜率表示电动势,纵轴截距的绝对值表示内阻,则有:E=6+
故答案为:(1)3,2,A;;
7.【答案】(1)C;F;
(2)电路原理图如右;
(3)1.5;1.0。
【解析】
【分析】
根据伏安法测量电源的电动势和内阻,选用教材熟悉的电路图,但此实验提供的器材中缺少电源表,故需要给电流表G串联电阻来改装成电压表,根据测量电动势和内阻以及电表改装原理选取合适的器材,然后根据闭合电路欧姆定律列式对比图象解得电动势和内阻。
【解答】
(1)滑动变阻器的阻值应与电路中其他部分电阻比较接近,便于控制电路,因而滑动变阻器选用C;而电流表G与定值电阻串联改装为电压表.2节干电池的电动势大约为3 V,因而改装后电压表的量程为0∼3 V,而电流表G的量程为0∼3.0mA,则根据串联电路规律可知,应串联的电阻R=33×10−3−10=990Ω;因而需要串联的电阻为990Ω,选用F;
(2)根据教材原理图,结合本题的实验器材可知电路原理图;
(3)由闭合电路欧姆定律可知2E=I2(R1+Rg)+I1(2r+R0)
则I2=2ER1+Rg−2r+R0R1+Rg⋅I1,即2ER1+Rg=3.0mA,
解得E=1.5V,而,解得r=1.0Ω。
8.【答案】(1)0~100mA; R2 ;(2) 25;(3) U0 I0−r; (4)相同 ;不同。
【解析】
【分析】
本题考查测量电源内阻及电阻的实验,关键在于明确电路结构,认清实验方法及步骤;再由欧姆定律或闭合电路欧姆定律进行分析求解。
(1)根据题目中给出的电源及待测电阻的大约阻值,略算对应的电流,则可明确电流表及滑动变阻器应选择的仪器;
(2)由图象的性质及闭合电路欧姆定律可得出电源内阻;
(3)根据电路结构,利用闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式;
(4)根据闭合电路欧姆定律及电表的使用方法可明确两表的示数变化范围是否相同。
【解答】
(1)由题意可知,电动势为6V,而电阻约为数十欧姆,为了保证实验的安全,电流表应选择100mA量程;由电路图可知,滑动变阻器起调节电流的作用,5Ω的电阻小于待测电阻较多,故只能选择R2;
(2)图象的斜率表示电源的内阻,则可知,内阻为:r=5.5−Ω;
(3)接Rx改接在2、3之间,由题意可知,等效内阻为:Rx+r= U0 I0;
解得:Rx= U0 I0−r;
(4)由于在调节滑动变阻器时,闭合电路中电阻不变,故电流表的变化范围相同;而由于电压表测量的是路端电压,由于等效内电阻不同,故电压表的变化范围不同;
故答案为:(1)0~100mA;R2;(2)25;(3) U0 I0−r;(4)相同;不同。
9.【答案】(1)0.6 (2)C E (3)11.5 2.5
【解析】
【分析】
(1)明确改装原理,根据改装后的电阻关系可明确应调节到的阻值;
(2)根据串联电路的特点,可确定出电阻箱的电阻与电压表内阻的关系,选择电阻箱的规格.在分压电路中,为方便调节,滑动变阻器选用阻值较小的.
(3)由于电压表的表盘没变,改装后的电压表的读数应为电压表读数的3倍.U−I图线纵轴截距的3倍表示电动势,斜率的3倍大小等于电池的内阻.
本题考查电源电动势和内电阻的测量,涉及电表的改装,其原理是串联电路的特点.伏安法测量电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律,要注意路端电压应为改装后电压表的读数.
【解答】
(1)将量程为0~3 V的电压表改装成量程为0~15 V的电压表,串联电阻箱后的总内阻为原来电压表内阻的5倍,由于滑动变阻器滑片的位置不变,分压部分两端的电压仍为3 V,此时电压表两端的电压为0.6 V.
(2)改装电压表需要串联的电阻阻值大约为8 kΩ,故电阻箱选C;由于采用分压式电路,滑动变阻器选E.
(3)由于电压表改装后量程扩大5倍,将图丙的纵坐标值扩大5倍,即可根据纵轴截距得电池的电动势为11.5 V,由图线斜率的绝对值可求得电池的内阻为2.5 Ω.
答案:(1)0.6 (2)C E (3)11.5 2.5
10.【答案】(1)aa′;(2)1.9;<;(3)0.18(或0.19)
【解析】
【分析】
(1)通过多用表的电压示数是否为零,结合电路分析确定哪根导线是断开的。
(2)根据闭合电路欧姆定律以及串联电路的特点,得出的U−I图像的表达式,结合图线斜率和截距求出电动势和内阻的大小,做出做出U−I图线的测量值图像和真实值图像,由图像判断电源的内阻r测与真实值的大小关系。
(3)在小灯泡L伏安特性曲线图中画出对应丁电路图的I−U图线,得到两图线的交点,求得小灯泡的功率。
【解答】
(1)良好的一根导线上任何两点都不会存在电势差,若一根导线两端有电势差,则该导线是断开的,ab′间电压不为零,则说明aa′或bb′间有一处是断开的,测量aa′间电压发现读数仍不为零,说明aa′导线是断开的,则bb′和cc′是良好的。
(2)根据闭合电路欧姆定律:
解得:,由图像可知,直线纵截距表示电源的电动势,所以:
E=2.8V,直线斜率的大小等于5.0+r,所以5.0+r=2.8−1.0260×10−3,解得r≈1.9Ω
如图所示:
本实验中由于电压表的分流作用,除了电压表读数为零时,其它情况电流表的读数总比通过电源的电流的真实值小,因此除了图像与横轴交点外,U−I图线真实值图线上的点应相对于测量值图像上的点右移,做出U−I图线的测量值图像和真实值图像,由图像可知电动势和内阻的测量值均小于真实值。
(3)由(2)可知电源电动势E=2.8V,内阻r=1.9Ω,定值电阻R=8.0 Ω,由闭合电路欧姆定律可得:
,带入数据可得:I=−11.9+8.0U+2.81.9+8.0
所以:I=−1099U+2899,该直线的横截距和纵截距分别为2.8v和282mA
在小灯泡L伏安特性曲线图中画出该图线,如下图:
两图线的交点为(1.05,175),所以 小灯泡的功率约为W=1.05×175×10−3J≈0.18J
故答案为:
(1)aa′
(2)1.9;<
(3)0.18(或0.19)
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.35
1.30
1.25
1.20
1.15
1.10
电流I/A
0.120
0.140
0.240
0.300
0.360
0.420
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