某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻,使用的器材还包括定值电阻()一个、开关两个、导线若干.电路图如图所示;
①在图中,已正确连接了部分电路,请完成余下电路的连接_______.
②请完成下列主要实验步骤:
A.检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱,示数如图所示,读得电阻值是____;
B.将开关S1闭合,开关S2断开,电压表的示数是1.49 V;
C.将开关S2________,电压表的示数是1.16 V;断开开关S1.
③使用测得的数据,计算出干电池的内阻是________(计算结果保留两位有效数字).
20Ω 闭合 0.69Ω
【详解】
①实物连线如图
②电阻箱的阻值为2×10Ω=20Ω
③测量电源电动势和内阻主要采取的方法是通过改变外电阻改变路端电压,利用E=U+Ir得到方程组求解,所以本题中通过通断开关改变外电阻
④由闭合电路欧姆定律有E=U1+I1r;E=U2+I2r.
解得内阻r=0.69Ω
【点睛】
难度中等,要理解本实验的实验原理,是通过闭合电路欧姆定律测量的,即公式E=U+Ir的应用,通过多次改变路端电压和电流得到方程组求解出电源电动势和内阻
电动势:
是反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量。例如一节干电池的电动势E=15V,物理意义是指:电路闭合后,电流通过电源,每通过1C的电荷,干电池就把15J的化学能转化为电能。
电动势与电势差的比较:
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实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有:
干电池一节(电动势约1.5 V,内阻小于1 Ω);
电压表V (量程3 V,内阻约3 kΩ);
电流表A (量程0.6 A,内阻约1 Ω);
滑动变阻器R (最大阻值为20 Ω);
定值电阻R1 (阻值2 Ω);
定值电阻R2 (阻值5 Ω);
开关一个,导线若干。
(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在U-I坐标纸上描点,如图乙所示,结果发现电压表示数的变化范围比较小,出现该现象的主要原因是_____。(单选,填正确答案标号)
A.电压表分流
B.干电池内阻较小
C.滑动变阻器最大阻值较小
D.电流 表内阻较小
(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题,该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案,重新测量得到的数据如下表所示。
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
I/A | 0.08 | 0.14 | 0.20 | 0.26 | 0.32 | 0.36 | 0.40 |
U/V | 1.35 | 1.20 | 1.05 | 0.88 | 0.73 | 0.71 | 0.52 |
请根据实验数据,回答以下问题:
①答题卡的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点,请在答题卡的坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像________。
②根据实验数据可知,所选的定值电阻为_____ (填“R1”或“R2”)。
③用笔画线代替导线,请在答题卡上按照改进后的方案,将实物图连接成完整电路____________。