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测量“水果电池”的电动势和内阻:将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内,就构成了简单的“水果电池”发,其电动势约为1.5V,可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5V,额定电流为0.3A的手电筒上的小灯泡.原因是流过小灯泡的电流太小了,经实验测得还不足3mA.现用是量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材尽量精确地测定水果电池的电动势和内阻.
(1)请画出应该采用的电路图
(2)若给出的滑动变阻器有两种规格:A(0-30Ω)、B(0-3kΩ).实验中应该选用哪种规格的滑动变阻器
B
B
(“A”、“B”) 
(3)在实验中根据电压表的示数U与电流表示数I的值,经描点得到了一幅U-I图象,如图.请在图中根据各点分布作出图象,并求出水果电池的电动势与内电阻,分别为E=
1.5
1.5
V;  r=
5.6×103
5.6×103
Ω.(保留2位有效数字)
(4)若不计测量中的偶然误差,用这种方法测得出的电动势和内电阻的值与真实值相比电动势E
相等
相等
(填“偏大”“相等”“偏小”).
分析:(1)电流表的内阻很小,分担的电压很小,可以忽略,所以用伏安法测电源电动势和内阻时,电流表直接与电源串联误差较小.
(2)通过水果电池的内阻大小,选择合适的滑动变阻器.
(3)U-I图线的纵轴截距表示电源的电动势,图线斜率的绝对值表示水果电池的内阻.
(4)由于电流表的分压,使得路端电压存在误差,运用图象法分析误差.
解答:解:(1)因为电源内阻较大,电流表内阻较小,分担电压较小,电流表直接与电源串联误差较小.
滑动变阻器采用限流式接法,串联在电路中,电路图如图.   
(2)电源的内阻大约r=
E
I
=500Ω,若选用0~30Ω的滑动变阻器,移动滑片,电流基本不变,所以本实验中滑动变阻器应选用B.
(3)U-I图象:

U-I图线的纵轴截距表示电源的电动势,图线斜率的绝对值表示水果电池的内阻.
U-I图线的纵轴截距为1.5,知:水果电池的电动势E=1.5V,图线斜率的绝对值为:
r=
1.50
0.27
×103Ω=5.6×103Ω,内电阻r=5.6×103Ω.
(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的图线1和修正误差后真实值作出的图线2,由图看出,电动势没有系统误差,即电动势值与真实值相等,内阻的测量值偏大.
故答案为:(1)如图
(2)B    
(3)1.5,5.6×103
(4)相等
点评:解决本题的关键知道实验误差的来源,会从U-I图线中获取电源的电动势和内电阻.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(1)多用电表表盘指针位置如图所示.如果选用的是直流5mA挡,则读数为
1.65
1.65
mA;如果选用的是直流10V挡,则读数为
3.3
3.3
V;如果选用的是×10Ω挡,则读数为
300
300
Ω.
(2)某同学用电压表和电流表测量电阻R 的阻值,实验装置如图所示.这个电路测量
(“大”或“小”)电阻误差较小,且测量值比它的真实值
(“大”或“小”).
(3)某同学设计的测定水果电池电动势和内电阻的电路如图所示.水果电池内阻较大,图中电流计内阻未知.实验中他多次改变电阻箱的电阻值,并记录电阻箱的阻值及相应的电流计读数.用上述方法
ACD
ACD

A.能测定水果电池电动势
B.能测定水果电池内电阻
C.处理数据时用R-l/I图比R-I图更科学
D.电阻箱取值应该大些
(4)一段导体的伏安特性曲线如图所示.一同学用电动势为4.5v、内阻为3.0Ω的电源与该导体构成闭合回路,则导体消耗的功率是
1.50
1.50
w.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)某同学用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离为d,双缝到毛玻璃屏间距离为L,实验时先移动测量头(如图A所示)上的手轮,把分划线对准靠近最左边的第1条明条纹中心(如图D所示),并记下游标卡尺的读数x1(如图B所示),然后转动手轮,把分划线向右边移动,直到对准第7条明条纹中心(如图E所示)并记下游标卡尺读数x7(如图C所示).游标卡尺的读数x1=
 
mm,游标卡尺读数x7=
 
mm.计算实验中所用单色光波长的表达式为
 

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(2)如图为“探究碰撞中的不变量”实验装置,滑块A、B静止在水平气垫导轨上,两滑块间紧压一轻弹簧,滑块用绳子连接,绳子烧断后,两个滑块向相反方向运动,轻弹簧掉落.现拍得闪光频率为10HZ的一组频闪照片.已知滑块A、B的质量分别为200g、300g.根据照片记录的信息可知,A、B离开弹簧后:
①A滑块动量大小为
 

②弹簧弹开后滑块AB的总动量为
 

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(3)某兴趣小组的同学用一个柠檬做成水果电池.他们猜想此电池内阻可能较大,从而设计了一个如图所示电路来测定该电池的电动势和内电阻.实验中他们多次改变电阻箱的电阻值,记录了电阻箱的阻值及对应的电流计示数,并算出电流的倒数值,将数据填在如下的表格中.
①利用图象法处理数据可以减小实验误差,请用恰当的作图方案,在给出的坐标纸上作出图象.
②利用你作出的图象,可求出该柠檬电池的电动势为
 
V,若不计电流计的电阻,则该电池的内阻为
 
Ω.
电阻R
(KΩ)
电流I
(μΑ)
电流的倒数-
1
I
(×10-3μA-1
10 80 12.50
8.0 98 10.20
6.0 122 8.20
5.0 145 6.90
3.0 225 4.44
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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)多用电表表指针如图1所示.如果选用的是直流5mA挡,则读数为
 
mA;如果选用的是×10Ω挡,则读数为
 
Ω.
(2)某同学用电压表和电流表测量电阻R 的阻值,实物连接装置如图2所示.用这个电路测量
 
(填“大”或“小”)电阻误差较小,且测量值比电阻的真实值
 
(填“大”或“小”)
(3)某同学设计的测定水果电池电动势和内电阻的电路如图3所示.水果电池内阻较大,图中电流计内阻未知.实验中他多次改变电阻箱的电阻值,并记录电阻箱的阻值及相应的电流计读数.用上述方法
 

A.能测定水果电池电动势
B.能测定水果电池内电阻
C.处理数据时用R-1/I图比R-I图更科学
D.电阻箱取值应该大些
(4)一段导体的伏安特性曲线如图4所示.一同学用电动势为4.5V、内阻为3.0Ω的电源与该导体构成闭合回路,则导体消耗的功率是
 
W.
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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)多用电表表盘指针位置如图所示。如果选用的是直流5mA挡,则读数为   ▲      mA;如果选用的是×10Ω挡,则读数为   ▲   Ω。

           

(2)某同学用电压表和电流表测量电阻R 的阻值,实验装置如图所示。这个电路测量   ▲   (“大”或“小”)电阻误差较小,且测量值比它的真实值   ▲   (“大”或“小”)。  

(3)某同学设计的测定水果电池电动势和内电阻的电路如图所示。水果电池内阻较大,图中电流计内阻未知。实验中他多次改变电阻箱的电阻值,并记录电阻箱的阻值及相应的电流计读数。用上述方法 (    ▲    )

A.能测定水果电池电动势

B.能测定水果电池内电阻

C.处理数据时用图比图更科学

D.电阻箱取值应该大些

(4)一段导体的伏安特性曲线如图所示。一同学用电动势为4.5V、内阻为3.0Ω的电源与该导体构成闭合回路,则导体消耗的功率是   W。 

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科目:高中物理 来源:2011年浙江省湖州市高考物理模拟试卷(二)(解析版) 题型:解答题

(1)某同学用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离为d,双缝到毛玻璃屏间距离为L,实验时先移动测量头(如图A所示)上的手轮,把分划线对准靠近最左边的第1条明条纹中心(如图D所示),并记下游标卡尺的读数x1(如图B所示),然后转动手轮,把分划线向右边移动,直到对准第7条明条纹中心(如图E所示)并记下游标卡尺读数x7(如图C所示).游标卡尺的读数x1=______mm,游标卡尺读数x7=______mm.计算实验中所用单色光波长的表达式为______.

(2)如图为“探究碰撞中的不变量”实验装置,滑块A、B静止在水平气垫导轨上,两滑块间紧压一轻弹簧,滑块用绳子连接,绳子烧断后,两个滑块向相反方向运动,轻弹簧掉落.现拍得闪光频率为10HZ的一组频闪照片.已知滑块A、B的质量分别为200g、300g.根据照片记录的信息可知,A、B离开弹簧后:
①A滑块动量大小为______;
②弹簧弹开后滑块AB的总动量为______;

(3)某兴趣小组的同学用一个柠檬做成水果电池.他们猜想此电池内阻可能较大,从而设计了一个如图所示电路来测定该电池的电动势和内电阻.实验中他们多次改变电阻箱的电阻值,记录了电阻箱的阻值及对应的电流计示数,并算出电流的倒数值,将数据填在如下的表格中.
①利用图象法处理数据可以减小实验误差,请用恰当的作图方案,在给出的坐标纸上作出图象.
②利用你作出的图象,可求出该柠檬电池的电动势为______V,若不计电流计的电阻,则该电池的内阻为______Ω.
电阻R
(KΩ)
电流I
(μΑ)
电流的倒数-(×10-3μA-1
108012.50
8.09810.20
6.01228.20
5.01456.90
3.02254.44

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