利用伏安法测量干电池的电动势和内阻讲课稿.doc

Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。利用伏安法测量干电池的电动势和内阻-1（06理综）现要测量某一电压表的内阻。给定的器材有：待测电压表（量程2V，内阻约4k）；电流表（量程1.2mA，内阻约500）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000，R2=10000，R3=15000；电键S及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。I试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）II电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻Rv=_。答案III2（06理综）（1）现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡（图中用表示）的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.1V4V。现有器材：直流电源E（电动势4.5V，内阻不计），电压表（量程4.5V，内阻约为4×104），电流表（量程250mA，内阻约为2），电流表（量程500mA，内阻约为1），滑动变阻器R（最大阻值约为30），电子键S，导线若干。如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是，下面两个电路应该选用的是。甲：乙：答案A2甲3（.06天津理综）某研究性学习小组利用右图所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如下图所示的R1/I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到EV，r。（2.9；0.9）4（06江苏）（1）小球作直线运动时的频闪照片如图所示。已知频闪周期sT1.0，小球相邻位置间距（由照片中的刻度尺量得）分别为OA=6.51cm，AB=5.59cm，BC=4.70cm，CD=3.80cm，DE=2.89cm，EF=2.00cm.小球在位置A时速度大小Av=m/s，小球运动的加速度=A=Avm/s2，5.（07北京理综）某同学用右图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。实验步骤如下：打点计时器小车纸带接电源a安装好实验器材。b接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如下图中0、1、26点所示。c测量1、2、36计数点到0计数点的距离，分别记作：S1、S2、S3S6。d通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀速直线运动。e分别计算出S1、S2、S3S6与对应时间的比值。f以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，划出t图线。01cm2345678910111213141516171819200123456S1S2S3S4S5S6结合上述实验步骤，请你完成下列任务：实验中，除打点及时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有和。（填选项代号）A电压合适的50Hz交流电源B电压可调的直流电源C刻度尺D秒表E天平F重锤将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图所示，则S2cm，S5cm。01cm23130125该同学在右图中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出t图。57015202520103040506010800/cm·s1根据t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0m/s；它在斜面上运动的加速度am/s2。答案A，C（2.972.99），（13.1913.21）如图（0.160.20），（4.505.10）6.07广东实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率=1.7×108m。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第步操作）将红、黑表笔分别插入多用电表的“”、“”插孔；选择电阻档“×1”；_；把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图9（a）所示。AV5000/V2500/VNa2.55.02.5PVOFF1001012.5105025050050025050102.5×1×10×100×1kVVmA+AVRxRPABESAAVRxRPABESBARxRPABESCAVRxRPABESDV（a）（b）图902520图1030根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图9（b）的A、B、C、D四个电路中选择_电路来测量金属丝电阻；他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图10所示，金属丝的直径为_mm；根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_m。（结果保留两位有效数字）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。（只需写出简要步骤）_答案将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零D0.260mm（0.2580.262mm均给分）12m或13m以下两种解答都正确：使用多用电表的电压档位，接通电源，逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电压，说明该元件或导线断路故障。使用多用电表的电阻档位，断开电路或拆下元件、导线，逐个测量各元件、导线上的电阻，若电阻为无穷大，说明该元件或导线断路故障.7.（07广东）如图11（a）所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图11（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示。（a）2.722.822.922.982.822.622.081.901.731.481.321.12单位：cmabc图11（b）根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为_m/s2。（结果保留两位有效数字）打a段纸带时，小车的加速度是2.5m/s2。请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的_。如果取重力加速度10m/s2，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为_。答案5.0m/s2（结果是4.8m/s2的得1分）D4D3区间内mAjuy1:18（07海南）图1中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻。当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2。Vjuy根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R。根据图1所给出的电路，在图2的各器件实物图之间画出连接的导线。VjuymAjuyESR图1ERS图2ERS答案连线如图A1A29（07海南）现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺。填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t。用米尺测量A1与A2之间的距离s，则小车的加速度a。用米尺测量A1相对于A2的高度h。设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力F。改变，重复上述测量。以h为横坐标，1/t2为纵坐标，根据实验数据作图。如能得到一条过原点的直线，则可验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0。进行中的各项测量。计算与作图时用（hh0）代替h。对此方案有以下几种评论意见：A方案正确可行。B方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。C方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关。其中合理的意见是。答案斜面倾角（或填h的数值）CMA待测元件OPNRE10（07江苏）要描绘某电学元件（最大电流不超过6mA，最大电压不超过7V）的伏安特性曲线，设计电路如图，图中定值电阻R为1k，用于限流；电流表量程为10m，内阻约为5；电压表（未画出）量程为10，内阻约为10k；电源电动势E为12，内阻不计。实验时有两个滑动变阻器可供选择：a、阻值0到200，额定电流0.3Ab、阻值到20，额定电流0.5A本实验应选的滑动变阻器是（填“a”或“b”）正确接线后，测得数据如下表12345678910U（V）.003.006.006.166.286.326.366.386.396.40I（mA）0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50a）根据以上数据，电压表是并联在M与之间的（填“O”或“P”）b）根据以上数据，画出该元件的伏安特性曲线为。画出待测元件两端电压UMO随MN间电压UMN变化的示意图为（无需数值）UMOUMN答案：aa）Pb）如图（a）11（07江苏）如（a）图，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移时间（st）图象和速率时间（vt）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h。（取重力加速度g9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的vt图线如（b）图所示。从图线可得滑块A下滑时的加速度am/s2,摩擦力对滑块A运动的影响。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A/，给滑块A/一沿滑板向上的初速度，A/的（b）（c）st图线如（c）图。图线不对称是由于造成的，通过图线可求得滑板的倾角（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数答案6；不明显，可忽略R1R2H斜面高度h；滑块A的质量M及斜面的高度h，且使Mh不变滑动摩擦力；arcsin0.6（arcsin0.57arcsin0.64）；0.312（07宁夏理综）由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器，如图所示。试根据你学到的有关平行板电容器的知识，推测影响圆柱形电容器电容的因素有。答案H、R1、R2、（正对面积、板间距离、极板间的介质）利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为：V干电池：电动势约为1.5V，符号A电压表：量程1V，内阻998.3，符号电流表：量程1A，符号滑动变阻器：最大阻值99999.9，符号单刀单掷开关1个，符号导线若干设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内，要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。为了满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的倍，电阻箱的阻值应为。VAErS答案2；998.313（07全国理综）碰撞的恢复系数的定义为，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和v2分别是碰撞后两物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e1，非弹性碰撞的e1。某同学借用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）验证弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的钢质小球1和2，（它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞），且小球1的质量大于小球2的质量。实验步骤如下：安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。第一步：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置。球2球1CBAMPN第二步：把小球2放在斜槽前端边缘处的C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。第三步：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。上述实验中，P点是_的平均位置，M点是_的平均位置，N点是_的平均位置，请写出本实验的原理写出用测量量表示的恢复系数的表达式三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关？_答案P点是在实验的第一步中小球1落点的平均位置M点是小球1与小球2碰撞后小球1落点的平均位置N点是小球2落点的平均位置小球从槽口C飞出后作平抛运动的时间相同，设为t，则有OPv10tOMv1tONv2t小球2碰撞前静止，v200OP与小球的质量无关，OM和ON与小球的质量有关14(07全国理综)AA有一电流表，量程为1mA，内阻r1约为100。要求测量其内阻。可选用器材有：电阻器R0，最大阻值为99999.9；滑动变阻器甲，最大阻值为10k；滑动变阻器乙，最大阻值为2k；电源E1，电动势约为2V，内阻不计；电源E2，电动势约为6V，内阻不计；开关2个，导线若干。AAAAAR1RS2S1EAAAA采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：断开S1和S2，将R调到最大；合上S1调节R使满偏；合上S2，调节R1使半偏，此时可以认为的内阻rgR1，试问：在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选择；为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择；电源E应该选择。认为内阻rgR1，此结果与rg的真实值相比。（填“偏大”、“偏小”或“相等”）答案ACR0；滑动变阻器甲；E2偏小15检测一个标称值为5的滑动变阻器。可供使用的器材如下：A待测滑动变阻器Rx，全电阻约5（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）B电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6C电流表A2，量程3A，内阻约0.12D电压表V1，量程15V，内阻约15kE电压表V2，量程3V，内阻约3kF滑动变阻器R，全电阻约20G直流电源E，电动势3V，内阻不计H游标卡尺I毫米刻度尺J电键S、导线若干用伏安法测定Rx的全电阻值，所选电流表_（填“A1”或“A2”），所选电压表为_（填“V1”或“V2”）。画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式。答案A1；V2电路原理图和对应的实物连接如图V2A1RxRES方案一：分压接法V2A1RxRES方案二：限流接法方案一：需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺主要操作步骤：数出变阻器线圈缠绕匝数n用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈的排列长度L，可得电阻丝的直径为dL/n用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D，可得电阻丝总长度ln（D）也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D，得电阻丝总长度ln（D）。重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值方案二需要的器材：游标卡尺主要的操作步骤：数出变阻器线圈缠绕匝数n用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1和瓷管部分的外经D2，可得电阻丝的直径为16（07上海）在实验中得到小车做直线运动的st关系如图所示。ABCDEt/s由图可以确定，小车在AC段和DE段的运动分别为AAC段是匀加速运动；DE段是匀速运动。BAC段是加速运动；DE段是匀加速运动。CAC段是加速运动；DE段是匀速运动。DAC段是匀加速运动；DE段是匀加速运动。在与AB、AC、AD对应的平均速度中，最接近小车在A点瞬时速度的是_段中的平均速度。（CAB）17（07上海）为了测量一个阻值较大的末知电阻，某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（1mA），电阻箱（09999），电键，导线等器材。该同学设计的实验电路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I11.00mA，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I10.80mA，记录电流强度值。由此可得被测电阻的阻值为_。经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差。为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图（b）所示的实验电路，实验过程如下：断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为_，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0。由此可测出Rx_。（a）（b）答案3.75；I；R018（07上海）某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况。电源E电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，A、V为理想电表。AVEKR1R2R3Pab（a）（b）6P/WR/若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，则R1和R2必须满足的关系是_。若R16，R212，电源内电阻r6，当滑动片P由a滑至b时，电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图（b）所示，则R3的阻值应该选择A2B4C6D8答案R1R2；B19（07四川）甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2阻值。实验器材有：待测电源E（不计内阻），待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V（量程为1.5V，内阻很大），电阻箱R（099.99），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。先测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数Ul，保持电阻箱示数不变，读出电压表的示数U2。则电阻R1的表达式为R1_。甲同学已经测得电阻Rl4.8，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的图线，则电源电动势E_V，电阻R2_。O0.50.72.80.5利用甲同学设计的电路和测得的电阻Rl，乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出于相应的图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2。这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围_（选填“较大”、“较小”或“相同”)，所以_同学的做法更恰当些。答案将S2切换到b；1.43（或）；1.2；较小；甲20（07天津理综）某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm，DE长为13.73cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为_m/s，小车运动的加速大小为_m/s2，AB的距离应为_cm。（保留三位有效数字）ABCDE答案0.986，2.58，5.99；21（07重庆理综）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图1所示方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零。闭合开关后：若电压表的示数为2V，电流表的的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为_；若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3A，小灯泡亮，则断路的导线为_；若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为_.A30.6V315abcdghfe图1建造重庆长江大桥复线桥高将长百米、重千余吨的钢梁从江水中吊起（如图2），施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案，为了探究该方案的合理性，某研究性学习小组做了两个模拟实验.研究将钢板从水下水平拉出（实验1）和以一定倾角拉出（实验2）的过程中总拉力的变化情况.必要的实验器材有：钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器和等。根据实验曲线（如图3），实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低了。根据分子动理论，实验1中最大总拉力明显增大的原因是。图3可能导致测量拉力的实验误差的原因有：读数不准、钢板有油污、等等（答出两个即可）图2答案d导线；b导线；g导线测力计（弹测力计、力传感器等等）13.3（允许误差±0.5）；0.27（允许误差±0.03）N分子之间存在引力，钢板与水面的接触面积大快速拉出、变速拉出、出水过程中角度变化、水中有油污、水面波动等等-