《（江蘇專用版）2020版高考物理總復習 第七章 實驗八 測量電源的電動勢和內阻練習（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（江蘇專用版）2020版高考物理總復習 第七章 實驗八 測量電源的電動勢和內阻練習（含解析）（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、實驗八　測量電源的電動勢和內阻 1.(2017海安中學月考)甲同學采用如圖所示的電路測定電源的電動勢和內電阻。提供的器材:電壓表(0~3V)、電流表(0~0.6A)及滑動變阻器R、開關S、導線。 (1)連好電路后,當該同學閉合開關S,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)不為0。檢查各接線柱均未接錯,接觸良好,且電路未發(fā)生短路;他用多用電表的電壓擋檢查電路,把兩表筆分別接ab、bc和de時,示數(shù)均為0,把兩表筆接cd時,示數(shù)與電壓表示數(shù)相同,由此可推斷故障是　　　　　　　　　。? (2)排除故障后,該同學順利完成實驗數(shù)據(jù)的測量,如表所示。并根據(jù)數(shù)據(jù)在空白的坐標紙上作出如圖所示的U-I圖線,該

2、圖存在多處不妥之處,請指出。(指出兩處不妥之處) I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 U/V 2.93 2.87 2.85 2.77 2.75 2.70 ① 　;? ② 　。? 該同學根據(jù)上表數(shù)據(jù)可測出電源的電動勢E=　　　　V,內電阻r=　　　　Ω。? (3)為了在實驗中保護電流表和調節(jié)電阻時使電壓表、電流表的示數(shù)變化均明顯,乙同學對甲同學的實驗進行改進,設計了如圖所示的電路,電路中電阻R0應該選取下列備選電阻中的哪一個?　　　　。? 　　A.1Ω B.5Ω C.10Ω D.20Ω 答案　見解析 解析　(1)發(fā)

3、現(xiàn)電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)不為0,電流表或R處斷路,用多用電表的電壓擋檢查電路,把兩表筆分別接a、b,b、c,d、e時,示數(shù)均為0,把兩表筆接c、d時,示數(shù)與電壓表示數(shù)相同,知滑動變阻器R斷路。 (2)由題圖可知,圖線幾乎分布在一個很小的區(qū)域內,原因是電壓U的取值范圍在2.70~3.00V之間,而U軸坐標起點的選取從0開始顯然不妥;此外該同學建立坐標系時沒有標明單位也是不妥;還有畫圖線時應盡量使更多的點落在直線上,不在直線上的點應盡量對稱分布在直線的兩側,偏離直線太遠的點應去掉,該同學作圖時沒有將不在直線上的點均勻分布在直線兩側也是不妥。根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,圖像與縱坐標的交點表示電源

4、的電動勢,圖線的斜率的絕對值表示內阻,則可知E=2.98V,內阻r=2.98-2.680.6Ω=0.50Ω。 (3)保護電阻R0應大約為R0=30.6Ω=5Ω,所以B選項正確。 2.在測量電源的電動勢和內阻的實驗中,該電源電動勢約為9V,內阻約為5Ω。某同學設計了如圖所示的實物電路。 (1)實驗時,應先將電阻箱的電阻調到　　　　。(選填“最大值”“0”或“任意值”)? (2)改變電阻箱的阻值R,用電壓表(量程0~3V)分別測出阻值R0=10Ω的定值電阻兩端的電壓U。下列三組電阻箱R的調節(jié)范圍取值方案中,比較合理的方案是　　　　。? A.30~80Ω B.300~800Ω C.30

5、00~8000Ω 　　(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點,繪出的1U-R圖像是一條直線。若直線的斜率為k,在1U坐標軸上的截距為b,則該電源的電動勢E=　　　　(用字母表示)。? (4)用這個方法測得的內阻和真實值比較　　　　(選填“偏大”“相等”或“偏小”)。? 答案　(1)最大值　(2)A　(3)1kR0　(4)偏小 解析　(1)為保護電壓表,實驗前應將電阻箱的電阻調到最大值,讓電流從最小值開始變化。 (2)根據(jù)歐姆定律,電路中的最大電流為Imax=U0R0=310A=0.3A,所以電路中的最大電阻可為Rmax=EImin=913Imax=90.1Ω=90Ω,所以電阻箱的最大值應為R<90Ω

6、-10Ω=80Ω,所以合理的方案是A。 (3)根據(jù)閉合電路歐姆定律應有:E=U+UR0(R+r), 變形為1U=1ER0R+R0+rER0, 所以k=1ER0,b=R0+rER0, 解得E=1kR0。 (4)由于利用歐姆定律求出的電流只是R0中的電流,由于電壓表的分流作用,電流的測量值偏小,所以內阻的測量值偏小。 3.(2018南通一模)用如圖甲所示的電路測量電池的電動勢和內阻,定值電阻R1=16Ω。 (1)閉合開關S后,電壓表V1無讀數(shù),電壓表V2有讀數(shù),經檢查發(fā)現(xiàn)電路中存在斷路故障,則該故障可能在　　　　(選填“ab”“bc”或“cd”)兩點間。? (2)排除故障后,閉

7、合開關S,調節(jié)滑動變阻器的阻值,記錄多組電壓表的示數(shù)U1、U2,如表所示。請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙中作出U2-U1圖像。 U2/V 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 U1/V 0.66 1.00 1.33 1.88 2.00 2.32 2.68 　　(3)由圖像可知,電源電動勢E=　　　　V,內阻r=　　　　Ω。(結果均保留兩位有效數(shù)字)? (4)實驗中,產生系統(tǒng)誤差的主要原因是　　　　　　　　　。? 答案　(1)cd　(2)見解析圖　(3)6.0　8.0 (4)電壓表V1分流 解析　(1)電壓表V1無讀數(shù),電壓表V2有讀數(shù),說明

8、V2與電源是連接的,故發(fā)生斷路的是cd。 (2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點法可得出對應的圖像如圖所示。 (3)根據(jù)電路圖由閉合電路歐姆定律可知 E=U1+U2+U1R1r 變形可得U2=E-r+R1R1U1 由圖可知,圖像與縱軸的截距表示電動勢,故E=6.00V; 圖像的斜率k=r+R1R1=6.0-2.02.6=1.5 解得r=8.0Ω。 (4)本實驗中由于電壓表V1分流作用而使測量電流偏小,從而出現(xiàn)誤差。 4.(2018蘇北四市一調)測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻,電路如圖甲所示,MN為一段粗細均勻、電阻率較大的電阻絲,定值電阻R0=1.0Ω,調節(jié)滑片P,記錄電壓表示數(shù)U、電

9、流表示數(shù)I及對應的PN長度x,繪制了U-I圖像如圖乙所示。 (1)由圖乙求得電池的電動勢E=　　　V,內阻r=　Ω。? (2)實驗中由于電表內阻的影響,電動勢測量值　　　　其真實值(選填“大于”“等于”或“小于”)。? (3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可繪出UI-x圖像,如圖丙所示。圖像斜率為k,電阻絲橫截面積為S,可求得電阻絲的電阻率ρ=　　　　,電表內阻對電阻率的測量　　　　(選填“有”或“沒有”)影響。? 答案　(1)1.49　0.45　(2)小于　(3)kS　沒有 解析　(1)由閉合電路歐姆定律可知:U=E-I(r+R0),則可知,圖乙中的圖像與縱坐標間的交點表示電動勢,故E=1.50

10、V;圖像的斜率的絕對值表示內電阻,則r+R0=1.49-1.200.20Ω,解得r=1.45-1.0Ω=0.45Ω; (2)由圖示可知,伏安法測電阻相對于電源來說采用電流表外接法,由于電壓表分流作用,電流表測量值偏小,當外電路短路時,電流測量值等于真實值,電源的U-I圖像如圖所示, 由圖像可知,電動勢測量值小于真實值,電源內阻測量值小于真實值。 (3)根據(jù)歐姆定律可知,電阻R=UI=ρLS,則可知k=ρS,解得ρ=kS;若考慮電表內阻,則圖像的斜率不變,所以得出的電阻率沒有影響。 5.(2018江蘇六市一調)測量某電源電動勢和內阻,提供如下實驗器材: A.待測電源(電動勢約12V

11、、內阻約1Ω、最大允許電流2A) B.電流表A(量程1A) C.電流表G(量程1mA、內阻約50Ω) D.電阻箱(0~99999.9Ω) E.滑動變阻器(0~20kΩ) F.滑動變阻器(0~1kΩ) H.滑動變阻器(0~50Ω) J.定值電阻(阻值5Ω) K.定值電阻(阻值100Ω) L.開關、導線若干 (1)將電流表G改裝成電壓表,需要測量電流表內阻Rg,實驗小組采用如圖甲所示的電路,實驗步驟如下: ①連接好電路,閉合開關S1前,變阻器R1的滑片移到　　　　(選填“最左端”或“最右端”)。? ②閉合S1,斷開S2,調節(jié)R1使電流表G滿偏。 ③閉合S2,保持R1阻

12、值不變,調節(jié)電阻箱R2的阻值,使得電流表G半偏,讀出電阻箱示數(shù)R,則電流表G的內阻Rg=　　　　。? 　　(2)將電流表G改裝成量程為15V的電壓表,已測得Rg=52.0Ω,則與電流表G串聯(lián)的電阻箱R2的取值應為　　　　Ω。? (3)用圖乙電路測電源電動勢和內阻,滑動變阻器R3選用　　　　,定值電阻R0選用　　　　。(選填器材序號)? (4)根據(jù)實驗測得數(shù)據(jù)作出電壓表讀數(shù)U與電流表A讀數(shù)I間的關系圖像(圖像未畫出),由圖像讀出I=0時U=12.1V,圖線斜率絕對值為5.9V/A,則電源電動勢E=　　　　V,電源內阻r=　　　　Ω。? 答案　(1)①最左端?、跼　(2)14948.0

13、(3)H　J　(4)12.1　0.9 解析　(1)變阻器R1的滑片移到最左端時接入電路的電阻最大,故閉合開關S1前,變阻器R1的滑片移到最左端,閉合S2,電阻箱R2與電流表G并聯(lián),當電流表G半偏時,即電流表中電流為原來的一半,則另一半電流流過電阻箱R2,電阻箱R2與電流表G中電流相同,故電阻值也相等。 (2)將電流表G改裝成量程為15V的電壓表后,表的總電阻R=UIg=151×10-3Ω=1.5×104Ω,與電流表G串聯(lián)的電阻箱R2=R-Rg=14948Ω。 (3)滑動變阻器的總阻值小,便于精細調節(jié),故選H,因電流表量程為1A,定值電阻若選100Ω,則測量電流的大小及大小變化范圍就非常小,故定值電阻應選J。 (4)由圖乙,將定值電阻等效為電源內阻,I=0時,路端電壓即電動勢E=U=12.1V,圖線斜率的絕對值為等效內阻的大小,則電源實際內阻為r=(5.9-5)Ω=0.9Ω。 7