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1、2022年高考物理大一輪復習 實驗九 測定電源的電動勢和內阻高效演練
1.用如圖所示的電路測量電池電動勢和內電阻時,若有兩只電壓表V1、V2量程相同,內阻分別為RV1、RV2,且RV1>RV2;兩只電流表A1、A2量程相同,內阻分別為RA1、RA2,且RA1>RA2,在實驗中,為了使E、r的測量值更精確一些,選擇的電表應該是( )
A.V1與A1 B.V1與A2
C.V2與A1 D.V2與A2
解析:選AB.由于電壓表有分流作用,所以電阻越大分流作用越小,測量結果越精確一些,故選項A、B正確.
2.某實驗小組利用如圖所示電路測定一節(jié)電池的電動勢和內電阻,
2、備有下列器材:
①待測電池,電動勢約為1.5 V(小于1.5 V)
②電流表,量程3 mA
③電流表,量程0.6 A
④電壓表,量程1.5 V
⑤電壓表,量程3 V
⑥滑動變阻器,0~20 Ω
⑦開關一個,導線若干
(1)請選擇實驗中需要的器材________(填標號).
(2)按電路圖將實物(如圖甲所示)連接起來.
(3)小組由實驗數(shù)據(jù)作出的U-I圖象如圖乙所示,由圖象可求得電源電動勢為________V,內電阻為________Ω.
解析:(1)電流表量程3 mA不能滿足實驗需要,故選量程為0.6 A電流表;電動勢小于1.5 V,故選量程為1.5 V的電壓表.其他
3、都是電路必需器材,故所需器材為:
①③④⑥⑦.
(2)如圖所示.
(3)根據(jù)圖象得:E=1.40 V,r=2.8 Ω.
答案:見解析
3.(xx·開封模擬)利用如圖所示的電路可以較為準確地測量未知電源的電動勢.圖中Ex為待測電源,ES為標準電源(電動勢ES已準確測出),E為工作電源,為電路提供電流.G為零刻度在中央的靈敏電流計,AB為一根粗細均勻的電阻絲,C、D為AB上的兩個活動接觸點,可以在電阻絲上移動,與電阻絲AB平行放置的還有一把刻度尺,可以測出C、D之間的長度.實驗步驟如下:
(1)按圖連接好電路,讓K1處于斷開狀態(tài),K2處于兩個觸點都不接的狀態(tài);
(2)先閉
4、合K1,調整RP至合適位置;
(3)將K2擲于1位置,調整C、D觸頭使電流計指針指向零刻度,記下________________;
(4)將K2擲于2位置,重新調整C、D位置,使________________,并記下________________;
(5)斷開K1,計算待測電源的電動勢的表達式為Ex=________.
解析:(3)由題意知應記下C、D間的長度L1.
(4)使電流計指針指向零刻度,并記下此時C、D間的長度L2.
(5)根據(jù)電阻定律R=ρ,由電路特點可得I==,聯(lián)立可得=,Ex=ES.
答案:(3)C、D間的長度L1 (4)電流計指針指向零刻度 C、D間的長度L
5、2 (5)ES
4.
甲
(xx·高考安徽卷)根據(jù)閉合電路歐姆定律,用圖甲所示電路可以測定電池的電動勢和內電阻.圖中R0是定值電阻,通過改變R的阻值,測出R0兩端的對應電壓U12,對所得的實驗數(shù)據(jù)進行處理,就可以實現(xiàn)測量目的.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在-R坐標系中描出坐標點,如圖乙所示.已知R0=150 Ω,請完成以下數(shù)據(jù)分析和處理.
乙
(1)圖乙中電阻為________ Ω的數(shù)據(jù)點應剔除;
(2)在坐標紙上畫出-R關系圖線;
(3)圖線的斜率是________(V-1·Ω-1),由此可得電池電動勢Ex=________V.
解析:(1)從題圖上可以看出,80.0 Ω的點偏離圖線
6、較遠,偶然誤差較大應剔除.
(2)連接各點成直線時,盡量讓點均勻分布在直線的兩側,如圖:
(3)由圖象可得,圖線的斜率是
k==
=0.004 44(V-1·Ω-1)
由閉合電路歐姆定律可得電路中的電流為:
I=
R0兩端的電壓U12=IR0=
故=+
即=0.004 44
將R0=150 Ω代入上式可得:Ex=1.50 V.
答案:(1)80.0 (2)見解析圖 (3)0.004 44 1.50
5.(xx·濰坊聯(lián)考)一同學要測量某電池的電動勢E和內阻r,實驗器材如下:
A.電壓表V1(量程3 V,內阻約為3 kΩ)
B.電壓表V2(量程1.5 V,內阻約為2
7、 kΩ)
C.定值電阻R0,阻值為5 Ω
D.滑動變阻器R,最大阻值為10 Ω
E.導線和開關
(1)根據(jù)圖甲所示實驗電路,在圖乙中完成實物電路的連接.
(2)實驗中移動滑動變阻器觸頭,讀出電壓表V1和V2的多組數(shù)據(jù)U1、U2,繪出U1-U2圖象如圖所示,則電源的電動勢E=________V,內阻r=________Ω.
解析:(1)連接實物電路圖時,注意電流的走向.先將R0與滑動變阻器串聯(lián)起來,再將電壓表V1并聯(lián)在電源和開關兩端,電壓表V2并聯(lián)在R0兩端.
(2)電壓表V1測量電源的路端電壓,電壓表V2的示數(shù)與R0的阻值之比為通過電源的電流,由閉合電路歐姆定律可知,U1
8、=E-r,所以U1-U2圖線在縱軸上的截距為電源的電動勢,故E=3.0 V;U1-U2圖線斜率的絕對值為=,所以電源的內阻r=7.5 Ω.
答案:(1)如圖所示 (2)3.0 7.5
6.
甲
為測定某電源的電動勢E、內阻r以及一段電阻絲的電阻率ρ,設計了如圖甲所示的電路.a(chǎn)b是一段電阻率較大的粗細均勻的電阻絲,R0是阻值為2 Ω的保護電阻,滑動片P與電阻絲始終接觸良好.實驗中用螺旋測微器測得電阻絲的直徑為d=0.400 mm.實驗時,閉合開關S,調節(jié)P的位置,記錄aP的長度x和對應的電壓U、電流I的數(shù)據(jù),并求得的數(shù)值,如下表所示:
x(m)
0.10
0.20
0.3
9、0
0.40
0.50
0.60
U(V)
1.50
1.72
1.89
2.00
2.10
2.18
I(A)
0.49
0.43
0.38
0.33
0.31
0.28
U/I(Ω)
3.06
4.00
4.97
6.06
6.77
7.79
(1)請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙上描點連線作U-I關系圖象,根據(jù)該圖象,可得電源的電動勢E=________V,內阻r=________Ω.
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出的-x關系圖象如圖丙所示,利用該圖象,可求得電阻絲的電阻率ρ=________Ω·m(保留三位有效數(shù)字).
(3)圖丙中-x關系圖象
10、在縱軸上的截距的物理意義是________________________________________________________________________.
解析:(1)將表格中的電流和電壓數(shù)據(jù)在坐標紙上描點后連成直線,由U=E-I(r+R0)可知圖線在縱軸上的截距表示電動勢E,故E=3.00 V,圖線的斜率的絕對值表示電源的內阻與定值電阻之和,即r+R0=Ω=3.0 Ω,得r=1.0 Ω.
(2)由=ρ+RA可知=k,則電阻率ρ=kS==1.26×10-6Ω·m.
(3)-x圖象在縱軸上的截距表示電流表的內阻,阻值大小為2.0 Ω.
答案:(1)如圖所示 3.00 1.0 (2)1.26×10-6
(3)電流表的內阻為2.0 Ω