某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材…——2015 高考物理第 9 题答案解析

2015_省自主命题(安徽)

2015 安徽 第 9 题 解答题 区分题
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9.某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:一个满偏电流为100μA、内阻为2500Ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0~999.9Ω)和若干导线


图1


图2

(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表,则应将表头与电阻箱 并联 (填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为 5.0 Ω

(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图1所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如表:

<table><tr><td rowspan=1 colspan=1></td><td rowspan=1 colspan=1>1</td><td rowspan=1 colspan=1>2</td><td rowspan=1 colspan=1>3</td><td rowspan=1 colspan=1>4</td><td rowspan=1 colspan=1>5</td><td rowspan=1 colspan=1>6</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>R(Ω)</td><td rowspan=1 colspan=1>95.0</td><td rowspan=1 colspan=1>75.0</td><td rowspan=1 colspan=1>55.0</td><td rowspan=1 colspan=1>45.0</td><td rowspan=1 colspan=1>35.0</td><td rowspan=1 colspan=1>25.0</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>I(mA)</td><td rowspan=1 colspan=1>15.0</td><td rowspan=1 colspan=1>18.7</td><td rowspan=1 colspan=1>24.8</td><td rowspan=1 colspan=1>29.5</td><td rowspan=1 colspan=1>36.0</td><td rowspan=1 colspan=1>48.0</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>IR(V)</td><td rowspan=1 colspan=1>1.42</td><td rowspan=1 colspan=1>1.40</td><td rowspan=1 colspan=1>1.36</td><td rowspan=1 colspan=1>1.33</td><td rowspan=1 colspan=1>1.26</td><td rowspan=1 colspan=1>1.20</td></tr></table>

①根据表中数据,图2中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图2中,并画出IR﹣I图线;

②根据图线可得电池的电动势E是 1.53 V,内阻r是 2.0 Ω

分析: ①由电表的改装原理可明确应并联一个小电阻分流来扩大电流表量程,根据并联电路规律可求得对应的电阻;

> ②由描点法得出图象;再由闭合电路欧姆定律求出表达式,由图象即可求出电动势和内电阻

参考答案

(1) 并联,5; (2) ①如图所示;②1.53,2.0

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解答:

解:①电流表量程扩大于50mA,即扩大 $\frac { 5 0 } { 0 . 1 } { } = 5 0 0$ 倍,则应并联一个小电阻,

其分流应为表头电流的499倍,则有: $\mathrm { R } { = } \frac { 2 5 0 0 { \times } 1 0 0 { \times } 1 0 ^ { - 6 } } { 4 9 9 { \times } 1 0 0 { \times } 1 0 ^ { - 6 } } { \approx } 5 \Omega$

> ②根据描点法作出5、6两点,再由直线将各点相连即得出对应的图象如图所示;

> ③因IR即表示电源的路端电压,则有; $\mathrm { { I R } = \mathrm { { E } - \mathrm { { I } \Omega ( \mathrm { { r } + \mathrm { { R } _ { A } ) } } } } }$

则由图象可知,对应的电动势为1.53V,内阻为: $\mathrm { { r } = \frac { 1 . 5 3 - 1 . 1 8 } { 0 . 0 5 } - 5 = 2 . 0 \Omega }$

故答案为:①并联,5;②①如图所示;②1.53,2.0

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