(2009•上海模拟)利用如图1所示的电路测定电源电动势和内电阻,提供的器材有:
来源:学生作业帮 编辑:神马作文网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/11/10 11:59:48
(2009•上海模拟)利用如图1所示的电路测定电源电动势和内电阻,提供的器材有:
A.干电池两节(每节电动势约1.5V,内阻未知)
B.直流电压表V1、V2(内阻很大)
C.直流电流表A(内阻可以忽略不计)
D.定值电阻R(阻值未知,但不小于5Ω)
E.滑动变阻器 F.导线和开关
(1)甲同学利用该电路完成实验时,由于某根导线发生断路故障,因此只记录到了一个电压表和电流表的示数,如下表所示:
试利用表格中的数据在所给的坐标图中作出U-I图,由图象2可知,该同学测得两节干电池总的电动势为______V,总内阻为______Ω.由计算得到的数据可以判断能够正确读数的电压表应该为表______(填“V1”或“V2”)
(2)乙同学在找出断路的导线并调换好的导线后,连接该电路继续实验时,由于电流表发生短路故障,因此只能记录下两个电压表示数,该同学利用记录的数据,以表V2示数U2为横坐标,表V1示数U1为纵坐标作图象,也得到一条不过原点的直线,已知直线的斜率为k,纵轴截距为b,则两节干电池总的电动势大小为
A.干电池两节(每节电动势约1.5V,内阻未知)
B.直流电压表V1、V2(内阻很大)
C.直流电流表A(内阻可以忽略不计)
D.定值电阻R(阻值未知,但不小于5Ω)
E.滑动变阻器 F.导线和开关
(1)甲同学利用该电路完成实验时,由于某根导线发生断路故障,因此只记录到了一个电压表和电流表的示数,如下表所示:
U/V | 2.62 | 2.48 | 2.34 | 2.20 | 2.06 | 1.92 |
I/A | 0.08 | 0.12 | 0.19 | 0.20 | 0.24 | 0.28 |
(2)乙同学在找出断路的导线并调换好的导线后,连接该电路继续实验时,由于电流表发生短路故障,因此只能记录下两个电压表示数,该同学利用记录的数据,以表V2示数U2为横坐标,表V1示数U1为纵坐标作图象,也得到一条不过原点的直线,已知直线的斜率为k,纵轴截距为b,则两节干电池总的电动势大小为
ε=
b |
1−k |
(1)①先在坐标纸上把对应的U-I的各点画出来,再用一条直线连接,让尽量多的点落在直线上,或直线的两侧;②该直线与纵轴的交点是电源的电动势.然后找出与横轴的交点,根据公式:r=
△U
△I③V1记录的是电源两端的电压,V2记录的是滑动变阻器上的电压,电流减小时,电压也减小,故能够正确读数的电压表应该为V1.
(2)测量原理:设在两次测量中,测得 的数据分别为:U1U1′U2U2′,对应的电流分别为:I1和I2,则:
U1=E-I1r ①,
U1′=E-I2r ②,
U2=E-I1(R+r) ③
U2′=E-I2(R+r) ④,
则:U1-U1′=I2r-I1r=r(I2-I1),U2-U2′=(R+r)(I2-I1);
斜率:k=
U1−U1′
U2−U2′=
r
R+r ⑤
纵轴截距为b是滑动变阻器上的电压为0时,电压表V1上的读数,即:b=E−I0r=E−
E
R+r•r=E−
r
R+rE ⑥;
⑤代人⑥得:E=
b
1−k;
以上的几个公式中,不能单独求出电源的内电阻.
又由①③得:U1-U2=I1R
代人①中,得:U1=E−
(U1−U2)r
R ⑦
通过⑦式可以看到,若要让:U1=E,则需要:U1-U2=0
故若要通过利用图象的截距直接得到电源的电动势,保持U1为纵坐标不变,应该选用U1-U2为横坐标作图.
故答案为:
(1)(图象略) 2.90,3.50,V1
(2)ε=
b
1−k,不可以,U1-U2
△U
△I③V1记录的是电源两端的电压,V2记录的是滑动变阻器上的电压,电流减小时,电压也减小,故能够正确读数的电压表应该为V1.
(2)测量原理:设在两次测量中,测得 的数据分别为:U1U1′U2U2′,对应的电流分别为:I1和I2,则:
U1=E-I1r ①,
U1′=E-I2r ②,
U2=E-I1(R+r) ③
U2′=E-I2(R+r) ④,
则:U1-U1′=I2r-I1r=r(I2-I1),U2-U2′=(R+r)(I2-I1);
斜率:k=
U1−U1′
U2−U2′=
r
R+r ⑤
纵轴截距为b是滑动变阻器上的电压为0时,电压表V1上的读数,即:b=E−I0r=E−
E
R+r•r=E−
r
R+rE ⑥;
⑤代人⑥得:E=
b
1−k;
以上的几个公式中,不能单独求出电源的内电阻.
又由①③得:U1-U2=I1R
代人①中,得:U1=E−
(U1−U2)r
R ⑦
通过⑦式可以看到,若要让:U1=E,则需要:U1-U2=0
故若要通过利用图象的截距直接得到电源的电动势,保持U1为纵坐标不变,应该选用U1-U2为横坐标作图.
故答案为:
(1)(图象略) 2.90,3.50,V1
(2)ε=
b
1−k,不可以,U1-U2
(2009•上海模拟)利用如图1所示的电路测定电源电动势和内电阻,提供的器材有:
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