E.滑动变阻器(5 Ω,10 A) F.滑动变阻器(500 Ω,0.2 A)
(1)实验中电压表应选用________,电流表应选用________.(用字母表示)
(2)为使实验误差尽量减小,要求小电珠两端的电压从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用________(用字母表示).
(3)请在方框内画出满足实验要求的电路图,并把图9所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图.
图9
4.某同学查阅相关资料得到直流电动机转动时的U-I特性曲线,如图10甲所示,该同学利用图乙所示
的实验电路研究该直流电动机的转动情况,电路中使用恒压电源(输出电压值固定),R1是定值电阻(阻值为15 Ω),R2是滑动变阻器,是理想电流表,实验操作步骤如下:
图10
(1)闭合开关S2前,调节滑动变阻器R2,使其接入电路中的阻值________.(选填“最大”或“最小”) (2)先闭合开关S1,开关S2保持断开,此时电流表的示数为0.6 A,则恒压电源输出电压为________V. (3)再闭合开关S2,然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来,此时电流表的示数为1.8 A,直流电动机实际消耗的电功率为________W,滑动变阻器接入电路中的阻值为________Ω.
5.在研究规格为“6 V 3 W”的小灯泡的伏安特性曲线的实验中,要求小灯泡两端的电压从0开始逐渐
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增大.实验提供的电流表量程为0.6 A、内阻约1 Ω ,电压表量程为10 V、内阻约20 kΩ. (1)下列实验电路图,最合理的是________;
(2)小灯泡接入电路前,某同学使用如图11所示的多用电表欧姆挡直接测量小灯泡的电阻,应将选择开关旋至________挡(填“×1”或“×10”).
图11
(3)某同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图12所示,则小灯泡的电阻值随温度的升高而________(填“增大”、“减小”或“不变”).实验过程中,小灯泡消耗的功率为0.6 W时,小灯泡两端的电压是________V.
图12
6.(2013·福建·19(2))硅光电池在无光照时不产生电能,可视为一电子元件.某实验小组设计如图13甲所示
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电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性.图中电压表V1量程选用3 V,内阻为6.0 kΩ;电压表V2量程选用15 V,内阻约为 30 kΩ;R0为保护电阻;直流电源电动势E约为12 V,内阻不计. ①根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙连接成完整电路.
图13
②用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示数U1、U2. (ⅰ)某次测量时,电压表V1示数如图丙,则U1=______ V,可算出通过硅光电池的反向电流大小为________ mA(保留两位小数).
(ⅱ)该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix(表中“-”表示反向),并在图14上建立Ix-Ux坐标系,标出了与表中前5组Ux、Ix数据对应的5个坐标点.请你标出余下的4个坐标点,并绘出Ix-Ux图线.
U1/V U2/V Ux/V Ix/mA 1 0.00 0.0 0.0 0.00 2 0.00 1.0 -1.0 0.00 3 0.06 2.1 -2.0 -0.01 4 0.12 3.1 -3.0 -0.02 5 0.24 4.2 -4.0 -0.04 6 0.42 5.4 -5.0 -0.07 7 0.72 6.7 -6.0 -0.12 8 1.14 8.1 -7.0 -0.19 9 1.74 9.7 -8.0 -0.29
图14
(ⅲ)由Ix-Ux图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,Ix与Ux成______(填“线性”或“非线性”)关系.
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实验 测定电源的电动势和内阻
考纲解读 1.掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法.2.掌握用图象处理实验数据的方法.3.掌握实物图连接的技巧.
基本实验要求 1.实验原理 (1)实验依据:闭合电路欧姆定律. ??U1=E-I1r(2)E和r的求解:由U=E-Ir得?,解?U2=E-I2r?规律方法总结 1.实验数据求E、r的处理方法 (1)列多个方程组求解,再求E、r的平 均值. (2)图象法处理:以路端电压U为纵轴,干路电流I为横轴,建系、描点、连线,纵轴截距为电动势E,直线斜率k的绝对值为内阻r. 2.注意事项 得E、r. (3)用作图法处理数据,如图1所示. 图1 ①图线与纵轴交点为E; E②图线与横轴交点为I短=; rΔU③图线的斜率表示r=||. ΔI2.实验器材 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺. 3.基本操作 (1)为了使路端电压变化明显,可使用内阻较大的旧电池. (2)电流不要过大,应小于0.5 A,读数要快. (3)要测出不少于6组的(U,I)数据,变化范围要大些. (4)若U-I图线纵轴刻度不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,内阻应根据r=|ΔU|确定. ΔI(5)电流表要内接(因为r很小).
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(1)电流表用0.6 A量程,电压表用3 V量程,按实验原理图连接好电路. (2)把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端. (3)闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1).用同样的方法再测量几组I、U值.填入表格中. (4)断开开关,拆除电路,整理好器材. 3.误差来源 (1)偶然误差:用图象法求E和r时作图不准确. (2)系统误差:电压表分流.
考点一 对实验原理与操作的考查
例1 图2甲是利用两个电流表和测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图.图中S为开关,R为
滑动变阻器,固定电阻R1的阻值和电流表的内阻之和为10 000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多),为理想电流表.
(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线完成实物电路图.
图2
(2)在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑动端c移动至____(填“a端”、“中央”或“b端”). (3)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置,读出电流表和的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置,得到的数据为
I1/mA I2/mA 0.120 480 0.125 400 0.130 320 0.135 232 0.140 140 0.145 68 在图3所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1—I2图线.
图3
(4)利用所得图线求得电源的电动势E=________ V,内阻r=________ Ω.(保留两位小数) (5)该电路中电源输出的短路电流I短=________ A.
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