一种供实验使用的小型电池电动势在9V左右,内阻约为40Ω,电池允许最大输出电流为50mA,为了准确测定这个电池的电动势和内阻,用图甲的实验器材进行测量(图中电压表内阻很大,

◎ 题目

一种供实验使用的小型电池电动势在9V左右,内阻约为40Ω,电池允许最大输出电流为50mA,为了准确测定这个电池的电动势和内阻,用图甲的实验器材进行测量(图中电压表内阻很大,可不考虑它对测量的影响),R为电阻箱,阻值范围为0~9999Ω,R0是保护电阻.
(1)实验室里备用的保护电阻有以下几种规格,实验时R0应选用______较好.
A.10Ω,5W B.150Ω,0.5W
C.800Ω,2.5WD.1.2kΩ,1W
(2)在实物图甲中,已正确地连接了部分电路,请设计并完成余下电路的连接.
(3)实验中改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如乙图的图线,则根据所作出的图线可求得该电池的电动势E为______V,内阻r为______Ω.(结果保留两位有效数字)
(4)在实验中当电阻箱调到丙图位置后,闭合开关S,电压表示数为9.0V,变阻箱此时电阻为______Ω,电路中流过电阻箱的电流为______mA.
(5)用该电路测电动势与内阻,测量值和真实值的关系E______E,r______r(填“大于”“小于”或“等于”).

◎ 答案

(1)电源的最大输出电流为50mA=0.05A,则电路最小电阻R=
E
I
=
9V
0.05A
=180Ω,则保护电阻阻值约为:R0=R-r=180Ω-40Ω=140Ω,则保护电阻应选B.
(2)应用伏阻法测电源的电动势与内阻,电压表应测路端电压,电压表要并联在电阻两端,实物电路图如图所示.
(3)由闭合电路欧姆定律可得:E=U+Ir=U+
U
R+R0
r,则
1
U
=
1
E
+
r
E
1
R+R0
,图象的截距为
1
E
=0.1,斜率
r
E
=
0.25-0.15
3×10-2-1×10-2
=5,解得,电动势E=10V,内阻r=50Ω.
(4)由图丙所示电阻箱可知,电阻箱阻值R=1×1000Ω+7×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=750Ω,
通过电阻箱的电流I=
U
R+R0
=
9V
750Ω+150Ω
=0.01A=10mA.
(5)实际电压表是由内阻的,考虑电压表内阻,E=U+Ir=U+(
U
R+R0
+
U
RV
)r,
1
U
=
1
E
(1+
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r
RV
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