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高中 | 测量电源的电动势和内阻题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-1
第二章 恒定电流
2.10 实验:测定电池的电动势和内阻
测量电源的电动势和内阻
新能源汽车已经普遍走进了我们的生活,某校学生实验小组通过网络找到了比亚迪“秦”电池铭牌如图所示,电池采用的是比亚迪刀片电池技术。已知该车内的整块电池是由$10$块刀片电池串联而成,其中一块刀片电池又由$10$块电芯串联而成。现将一块电芯拆解出来,测量其电动势$E$和内阻$r$。实验小组设计了如图甲、乙所示的实验电路图,所用器材如图丙所示。已知电流表的内阻约为$1\;\rm \Omega$,电压表的内阻约为$3\;\rm k\Omega$,滑动变阻器最大电阻$20\;\rm \Omega$、额定电流$1\;\rm A$,定值电阻$R_{0}=2\;\rm \Omega$。请回答下列问题:
实验前利用$1\;\rm A$恒流电源对一块电芯进行充电,充满的时间要 $\;\rm h$;
根据$Q=It$
得$t$$= \dfrac{Q}{I} = \dfrac{\dfrac{1}{10} \times \dfrac{1}{10} \times 26}{1}$$h=0.26\;\rm h$
按照图甲所示的电路图,将图丙中的实物连线补充完整;
实物连线如上图所示
"]]实物连线补充完整如下图
闭合开关$\rm S$前,滑动变阻器的滑片$P$应移至最 端;(选填“左”或“右”)
闭合开关前,为了电流表的安全,尽量使电路中电流最小,把滑动变阻器阻值调至最大,所以将滑片$P$移至最左端;
闭合开关$\rm S$后,移动滑片$P$改变滑动变阻器的接入阻值,记录下几组电压表示数$U$和对应的电流表示数$I$,将实验记录的数据在坐标系内描点作出$U﹣I$图像;
在图丙中通过改变导线的接线位置,完成了图乙电路图的实物连接,重复步骤($3$)($4$)。将实验记录的数据在同一坐标系内描点作出$U﹣I$图像,如图丁所示。可知图丁中标记为$I$的图线是采用实验电路 (填“甲”或“乙”)测量得到的;
根据图丁的电源的伏安特性曲线,图线Ⅰ对应的电源内阻更大,甲、乙两图中乙的内阻是电源的等效内阻还要加上$R_{A}$,所以Ⅰ的图线是采用乙测量的;
利用图丁图像提供的信息可知,该电源电动势$E$的准确值为 ,该电源内阻$r$的准确值为 ($U_{1}$、$U_{2}$、$I_{1}$、$I_{2}$、$R_{0}$均已知)。
根据图乙和丁图图线Ⅰ分析,可知电源的真实电动势为$E=U_{1}$,甲图中的$I_{2}$为电源短路时的真实电流。
所以$r$$= \dfrac{U_{1}}{I_{2}} - R_{0}$。
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