D.当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化小
7、如图所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为电压表与电流表.初始时S0与S均闭合,现将S断开,则( )
A.V的读数变大,A的读数变小
B.V的读数变大,A的读数变大
C.V的读数变小,A的读数变小
D.V的读数变小,A的读数变大
8、“神舟”七号飞船的成功发射、回收,标志着我国载人航空航天技术达到了世界先进水平.飞船在太空飞行时用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成.某电池板开路电压是800mV,短路电流为40mA,若将该电池板与阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路,它的路端电压多大?
电源的总功率多大?
答案:
1、B;2、A;3、A;4、D;5、C;6、A;7、B;8、0.4V 0.016W;
第2节多用电表的原理与使用
1、多用电表的原理
功能:
多用电表曾叫“万用表”,是一种集测量交流
与直流电压、电流和电阻等功能于一体的测量
仪器,它具有用途多、量程广、使用方便等优点
构造:
多用电表的核心是一只直流灵敏电流计G,
即“表头”.表头与电阻、拨动开关等组成
不同的测量电路.
原理:
多用电表测直流电流和电压的原理,实质上是电阻的分流和分压原理.
多用电表电阻挡(欧姆挡)测电阻的设计原理是闭合电路欧姆定律
思考:
欧姆挡的零刻度线为什么在右端?
答:
两表笔短接时,待测电阻Rx=0,电路中电流最大,指针满偏,
所以欧姆挡零刻度线在右端
2、用多用电表电阻挡测电阻器的阻值
(1)选挡:
估测待测电阻阻值,将选择开关拨到适当倍率.
(2)调零:
将红、黑两表笔的金属部分直接相连(短接),然后调节调零旋钮,使偏转的指针恰好停在电阻挡刻度线的零刻度处
(3)测量:
将红、黑表笔搭在电阻两端(电阻要和别的元件或电源断开).读取表盘指针所指“电阻挡”刻度线的示数,指针所指的示数乘以选择开关所指的倍率,其值就是被测电阻阻值
思考:
用多用电表测电阻时,怎样操作可使测量更准确?
答:
选择合适的倍率,使指针指在刻度中央附近.
第3节测量电源的电动势和内阻
1、测量电源电动势和内电阻的原理
伏安法测电源电动势和内电阻原理:
E=U+Ir
电路图:
如图所示.
方法:
只要能测出U和I的两组数据,就可以列出关于E、r的两个方程,
从中解出E、r.
实验器材:
干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线.
实验步骤
(1)确定电流表、电压表的量程,按照电路图连接好电路,且使滑动变阻器阻值滑到最大
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表和电压表有明显的读数,记录一组U、I值.
(3)用同样的方法,多测几组U、I值.
(4)断开开关,整理好器材.
(5)利用代数法或图象法进行数据处理.
思考:
原理图中,电流表是内接还是外接?
为什么用这种接法?
答:
由于待测电阻在电源内部,阻值较小,与电流表内阻差不多,比电压表内阻小得多,故用电流表外接法.
2、测量数据处理方法:
1、代数法:
运用方程组
,求解E和r
领用所测U、I值多求机组E和r的值,最后算出平均值
2、图象法:
以纵轴表示路端电压,横轴表示总电流,建立直角坐标系,将所测多组相应的U、I值进行描点,然后用平滑的曲线将各点连接起来.
由U=E-Ir知,U-I图象是一条斜向下的直线,如图所示,
直线与纵轴的交点表示电源电动势,
与横轴交点表示电源的短路电流(数轴刻度从零开始),
图线斜率的绝对值代表电源内阻
思考:
在上图中,如何求解电源的内电阻?
答:
电源内阻等于电动势与短路电流的比值,即r=E/I0.
3、其他测量方法:
①用电阻箱和电流表测定实验电路如图甲所示.
②用电阻箱和电压表测定实验电路如图乙所示
4、误差分析:
(1)偶然误差
①由读数误差和电表线性不良引起的误差.
②由于导线与电池接触不好造成电池内阻不稳定.
③用图象法求E和r时,作图不准产生误差
(2)系统误差:
电压表的分流Iv,使电流表示数小于电池的输出电流I真,使实测的E和r都小于真实值。
5、注意事项
(1)为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些.(可选用旧的干电池)
(2)电池在大电流放电时极化现象较严重,电动势E会明显下降,内阻r会明显增大,故长时间放电不宜超过0.3A,短时间放电不宜超过0.5A.因此,实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完后应立即断电;
(3)选用内阻适当大一些的电压表;
(4)电压表、电流表应选择合适的量程,使测量时偏转角大些,以减小读数时的相对误差;
(5)测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些,用方程组求解,将测出的I、U数据中,第1和第4为一组,第2和第5为一组,第3和第6为一组,分别解出E、r值,再求平均值;
(6)画出U-I图,要使较多的点落在这条直线上或使各点均衡分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑.
例题:
测量电源电动势E和r(E约为4.5V,r约为1.5Ω).器材:
量程为3V的理想电压表V,量程为0.5A的电流表A(具有一定内阻),定值电阻R=4Ω,滑动变阻器R′,开关S,导线若干.
(1)画出实验电路原理图.
图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出.
(2)实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2,则可以求出E=
,r=
.(用I1、I2、U1、U2及R表示)
习题:
1.下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据,处理方法既能减小偶然误差,又直观、简便的是( )
A.测出两组I,U的数据,代入方程E=U1+I1r和E=U2+I2r,求出E和r
B.多测几组I,U的数据,求出几组E、r,最后分别求出其平均值
C.测出多组I,U的数据,画出U-I图象,再根据图象求出E、r
D.多测几组I,U的数据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E,再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻r
2、如图所示,在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中
(1)请不要改动已接导线,在甲图中把还需要连接的导线补上.
(2)闭合电键前,应使变阻器滑片处在________位置上.
(3)测得该电源的伏安特性曲线如图乙所示,则纵坐标表示的是该电路的________电压,该电源的电动势为________V,内电阻为________Ω.
3、用如图甲所示的电路测定电池的电动势和内阻,根据测得的数据作出了如图乙所示的UI图线,由图线可知下列选项错误的是( )
A.电池电动势为1.40V
B.电池内阻阻值为1Ω
C.外电路短路时的电流为0.40A
D.电压表的示数为1.20V时,
电流表的示数I′约为0.20A
4、在“测定电源电动势和内阻”的实验中,某同学根据实验数据,作出了正确的U-I图象,如图所示,其中图线斜率绝对值的物理含义是( )
A.短路电流
B.电源内阻
C.电源电动势
D.闭合电路
的总电阻
5、如图所示,把两个电源的U-I关系曲线取相同的坐标,画在同一坐标系中,由图象可得出的正确结论是( )
A.E1=E2,内电阻r1>r2
B.E1=E2,内电阻r1C.E1r2
D.E16、在测定一节干电池(电动势约为1.5V,内电阻约为2Ω)的电动势和内电阻的实验中,滑动变阻器和电压表各有两个供选:
A.电压表量程为15V
B.电压表量程为3V
C.变阻器为(20Ω,3A)
D.变阻器为(500Ω,0.2A)
(1)电压表应该选________(选填“A”或“B”),这是因为
________________________________________________________________________.
(2)变阻器应选________(选填“C”或“D”),这是因为
________________________________________________________________________
_____________________________________________________________
___________.
7、在测定一节
干电池(电动势
约为1.5V,内阻约为1Ω)的电动势和内阻的实验中,提供的器材有( )
A.电压表量程为3V
,内阻约为5
kΩ
B.电压表量程为15V,内阻约为10kΩ
C.电流表量程为0.6A,内阻约为0.1Ω
D.电流表量程为3A,内阻约为0.01Ω
E.变阻器R1(20Ω,3A)
F.变阻器R2(500Ω,0.2A)
G.开关、导线若干
为了较准确测量电池的电动势和内阻,电压表应该选________;
电流表应该选________;变阻器应该选________;(只要选相应字母)实验电路图应该选________图.
8、在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,已连接好部分实验电路.
(1)按如图甲所示的实验电路,把图乙中剩余的电路连接起来.
(2)在图
乙的电路中,为避免烧坏电表,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“A”或“B”).
(3)下图是根据实验数据作出的U-I图象,由图可知,电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω.
9、(2012·福州高二期末)用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的器材有:
A.电压表V2(量程0~3V)
B.电压表V2(量积0~15V)
C.电流表A1(量积0~3A)
D.电流表A2(量积0~0.6A)
E.变阻器R1(总电阻20Ω)
F.变阻器R2(总电阻100Ω)
G.电键S和导线若干.
(1
)应选择的器材有________;
(2)在虚线框中画出实验电路图;
(3)如下图所示的U-
I图上是由实验测得的7组数据标出的点,请你完成图线,并由图线求出E=__________V,r=________Ω。
10、(2012·泉州高二期末)在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:
A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内电阻小于1.0Ω)
B.电流表G(满偏电流3mA,内阻Rg=10Ω)
C.电流表A(0~0.6A,内阻0.1Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0~200Ω,1A)
F.定值电阻R0(990Ω)
G.开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了图(a)、(b)两个参考实验电路,其中合理的是________图所示的电路;在该电路中
,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选________.(填写器材前的字母代号)
(2)下图为该同学根据
(1)中选出的合理的实验电路,利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得被测电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω.
11、给你一个电压表、一个电阻箱、开关及导线等,如何根据闭合电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和内电阻.
(1)画出电路图;
(2)写出测量原理;
(3)实验过程中,将电阻箱拨到45Ω时,电压表读数为0.90V,若将电阻箱拨到图(a)所示的________Ω时,电压表的读数如图
(b)所示,是________V.
答案:
1、C;2、
(1)见精讲精析图
(2)阻值最大(3)路端 2.2 2;3、D;4、B;5、B;6、由于电源电动势约为1.5V,故选量程为0~3V的电压表B,读数既准确,又方便;滑动变阻器D的额定电流太小,最大阻值太大,调节不方便,故选变阻器C;7、A C E 乙;8、
(1)
(2)B (3)1.5 1.0;9、
(1)ADEG;
(2)
(3)
;1.5 0.5;
10、(
1)b D;
(2)1.48(1.48±0.02) 0.77(0.75~0.80)
11、
(1)
;
(2)闭合电路欧姆定律E=U+
r (3)110 1.10