《2022年高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)10 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻隨堂訓(xùn)練(含解析)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)10 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻隨堂訓(xùn)練(含解析)(7頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)10 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻隨堂訓(xùn)練(含解析)
1.(xx·湛江模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組欲用電壓表V、電阻箱R、定值電阻R0、開關(guān)S和若干導(dǎo)線測(cè)定某電池組的電動(dòng)勢(shì).
圖15
(1)在圖15甲中,根據(jù)圖15乙電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路.
(2)閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱阻值R,讀出電壓表V相應(yīng)示數(shù)U.該學(xué)習(xí)小組測(cè)出大量數(shù)據(jù),分析篩選出如表所示的R、U數(shù)據(jù),并計(jì)算相應(yīng)的與的值.請(qǐng)用表中數(shù)據(jù)在圖15丙坐標(biāo)紙上描點(diǎn),并作用-圖線.
R/Ω
166
71.4
50.0
33.3
25.0
20.0
U/V
7.7
5.4
4
2、.5
3.6
2.9
2.5
I/R(×10-2Ω-1)
0.60
1.40
2.00
3.00
4.00
5.00
I/U/V-1
0.13
0.19
0.22
0.28
0.34
0.40
(3)從圖線中可求得待測(cè)電池組的電動(dòng)勢(shì)E=______V
(4)根據(jù)該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路,會(huì)存在系統(tǒng)誤差,試分析測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)比實(shí)際電動(dòng)勢(shì)偏______.(填“大”或“小”)
(5)若要測(cè)該電池組的內(nèi)阻,應(yīng)知道定值電阻的阻值,用多用表測(cè)量該定值電阻的表盤指針如圖15丁所示,歐姆擋位如圖15戊所示,則知定值電阻的阻值是______Ω.
【答案】(1)(2)如圖 (3
3、)10 (4)小 (5)50
【解析】(1)根據(jù)電路圖,畫出的實(shí)物圖.
(2)根據(jù)上表所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn),然后根據(jù)坐標(biāo)系中的點(diǎn)作直線,作出-圖象:
(3)由閉合電路歐姆定律可得:
U=R
變形得:=+=
由數(shù)學(xué)知識(shí)可知,圖象中的斜率為:k=
截距為:b=
由圖可知,b=0.1
所以E==10 V.
(4)因該接法中由于電壓表的分流而導(dǎo)致干路電流示數(shù)偏小,但電壓表是準(zhǔn)確的,故圖象比真實(shí)圖象要向上偏,同時(shí),當(dāng)電路短路時(shí),電壓表的分流是可以忽略的,故短路電流是準(zhǔn)確的,故圖象與橫軸的交點(diǎn)不變,所以電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于真實(shí)值.內(nèi)阻小于真實(shí)值.
(5)由歐姆表
4、的讀數(shù)方法可知,電阻讀數(shù)為:5×10=50 Ω.
2.用如圖16所示電路測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V,內(nèi)阻約0.5 Ω,允許通過的最大電流0.6 A).圖中電壓表的量程為2.0 V,內(nèi)阻3 000 Ω;電流表的量程為0.10 A,內(nèi)阻5.0 Ω.除被測(cè)電池、開關(guān)和導(dǎo)線外,還有如下器材:
圖16
A.滑動(dòng)變阻器:阻值范圍0~10 Ω
B.滑動(dòng)變阻器:阻值范圍0~100 Ω
C.定值電阻:阻值為1 Ω
D.定值電阻:阻值為100 Ω
(1)為了滿足實(shí)驗(yàn)要求并保證實(shí)驗(yàn)的精確度,R2應(yīng)選阻值為________ Ω的定值電阻;為便于調(diào)節(jié),圖中R1應(yīng)選擇阻值范圍是___
5、_____Ω的滑動(dòng)變阻器.
(2)實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)電流表讀數(shù)為0.10 A時(shí),電壓表讀數(shù)為1.16 V;當(dāng)電流表讀數(shù)為0.05 A時(shí),電壓表讀數(shù)為1.28 V.則可以求出E=________V,r=________Ω.
【答案】(1)1 0~10 (2)1.4 0.4
【解析】(1)因電流表的內(nèi)阻為5.0 Ω,為了保護(hù)電流表,根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn),應(yīng)并聯(lián)一個(gè)小電阻,使流過此支路的電流比較大,達(dá)到保護(hù)電流表的目的,R2應(yīng)選1 Ω;根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn),并聯(lián)電路的總電阻比任意支路的電阻都要小,為達(dá)到能明顯控制電路總電阻的變化,應(yīng)選用與電壓表內(nèi)阻阻值相差大的滑動(dòng)變阻器,選阻值范圍為0~10 Ω的滑動(dòng)變阻
6、器.
(2)根據(jù)題意,U1=1.16 V,I1=0.10 A,U2=1.28 V,I2=0.05 A.利用閉合電路歐姆定律得:E=U1+[+(I1+)]r,E=U2+[+(I2+)]r,代入數(shù)據(jù)可解得E=1.4 V,r=0.4 Ω.
3.(xx·湛江質(zhì)檢)某同學(xué)為了較精確地測(cè)量某一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了下列器材:
A.待測(cè)干電池E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V,內(nèi)阻約為1 Ω)
B.電流表G(滿偏電流3.0 mA,內(nèi)阻為100 Ω)
C.電流表A(量程0~0.6 A,內(nèi)阻約為1 Ω)
D.滑動(dòng)變阻器R1(0~10 Ω,額定電流為2 A)
E.滑動(dòng)變阻器R2(0~1 kΩ,額
7、定電流為1 A)
F.定值電阻R0(阻值為900 Ω)
G.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干
(1)為了能比較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)還要考慮操作的方便,實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________.
(2)根據(jù)題意在圖17中畫出該實(shí)驗(yàn)所需要的電路圖.
(3)根據(jù)電路圖,將實(shí)物圖18連接起來,組成完整的電路.
圖17 圖18
(4)如圖19所示,是某同學(xué)根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出的圖線,其中,縱坐標(biāo)I1為電流表G的示數(shù),橫坐標(biāo)I2為電流表A的示數(shù),由圖可知,被測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)為________ V,內(nèi)電阻為________ Ω.(保留兩位有效數(shù)字)
圖19
【答案】
8、(1)D
(2)如圖所示
(3)如圖所示
(4)1.4(1.38~1.42均可)
0.67(0.66~0.68均可)
【解析】(1)選擇滑動(dòng)變阻器阻值較小的D,操作方便,且能比較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量.
(2)考慮到實(shí)驗(yàn)器材中沒有電壓表,而有電流表G(滿偏電流為3.0 mA,內(nèi)阻為100 Ω)與定值電阻R0(阻值為900 Ω),可將二者串聯(lián)改裝為電壓表.
(3)據(jù)電路圖連接實(shí)物圖時(shí),注意電流表的正負(fù)極.
(4)從題圖中直線與縱軸的截距讀出I1′=1.4 mA,則干電池的電動(dòng)勢(shì)E=I1′(R0+RG)=1.4 V;當(dāng)電流表A的示數(shù)I2=0.6 A時(shí),電流表G的示數(shù)為I1=1.0
9、 mA,則通過干電池的電流I=I1+I(xiàn)2=0.601 A,此時(shí)干電池輸出電壓U=I1(R0+RG)=1.0 V,所以,干電池電阻 r=≈0.67 Ω.
4.(xx·鄭州一模)在“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中,提供了如圖甲、乙、丙所示的三組器材.
(1)請(qǐng)把能完成實(shí)驗(yàn)的器材都連成電路.
(2)某同學(xué)根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖丁所示的圖象,由此可知該同學(xué)選用的是________組器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(填“甲”“乙”或“丙”).
根據(jù)圖象可得出電源的電動(dòng)勢(shì)E=__________V,內(nèi)阻r=______Ω.(忽略電表內(nèi)阻的影響,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
【答案】(1)如圖所示 (2)丙 1
10、.4(1.3~1.5) 1.0(0.80~1.1)
【解析】(2)該同學(xué)選用的是丙組器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),R=E-r,由題圖可以得到斜率為1.4,R軸截距為-1,所以電動(dòng)勢(shì)E=1.4 V,內(nèi)阻r=1 Ω.
5.(xx·長(zhǎng)春一模)某同學(xué)用如圖20甲所示的電路測(cè)量?jī)晒?jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,R為電阻箱.實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:電壓表(量程0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ),電阻箱(阻值范圍0~999.9 Ω),開關(guān)、導(dǎo)線若干.
(1)請(qǐng)根據(jù)圖20甲的電路圖,在圖20乙中畫出連線,將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路;
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),改變并記錄電阻箱R的阻值,記錄對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)U,得到如下表所
11、示的若干組R、U的數(shù)據(jù).根據(jù)圖20丙所示,表中第4組對(duì)應(yīng)的電阻值讀數(shù)是__________Ω;
圖20
—
1
2
3
4
5
電阻R/Ω
60.5
35.2
20.0
9.9
電壓U/V
2.58
2.43
2.22
2.00
1.78
—
6
7
8
9
10
電阻R/Ω
5.8
4.3
3.5
2.9
2.5
電壓U/V
1.40
1.18
1.05
0.93
0.85
(3)請(qǐng)寫出和的函數(shù)關(guān)系式(用題中給的字母表示)____________,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖丁所示的圖線,讀出圖線的截距為b,斜
12、率為k,由此得出電池組的電動(dòng)勢(shì)E=____________,內(nèi)電阻r=____________.(此小題全用題中所給的字母表示)
【答案】如圖所示
(2)13.7 (3)=+
6.某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測(cè)定一種特殊電池的電動(dòng)勢(shì)(電動(dòng)勢(shì)E在9 V左右,內(nèi)阻r約為50 Ω).已知該電池允許輸出的最大電流為150 mA,該同學(xué)利用如圖21所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),圖中電壓表的內(nèi)阻約為2 kΩ,R為電阻箱,阻值范圍0~9 999 Ω,R0是定值電阻,起保護(hù)電路的作用.
圖21
(1)實(shí)驗(yàn)室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格:
A.2 Ω B.20 Ω
C.200 Ω D.2
13、000 Ω
本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選________作為保護(hù)電阻.(填入相應(yīng)的字母)
(2)在圖22的實(shí)物圖中,已正確地連接了部分電路,請(qǐng)完成余下電路的連接.
圖22
(3)該同學(xué)完成電路的連接后,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,讀取電壓表的示數(shù),其中電壓表的某一次偏轉(zhuǎn)如圖23所示,其讀數(shù)為________.
圖23
(4)改變電阻箱阻值,取得多組數(shù)據(jù),作出了如圖24所示的圖線,則根據(jù)該同學(xué)所作出的圖線可求得該電池的電動(dòng)勢(shì)E為______V,內(nèi)阻r為______Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
圖24
(5)用該電路測(cè)電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻,測(cè)量值和真實(shí)值的關(guān)系E測(cè)________E真,r測(cè)__
14、______r真.(填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】(1)B (2)如圖所示
(3)6.5 V (4)10 50 (5)小于 小于
【解析】(1)電路中的電流最大為150 mA,電路中的總電阻最小為Rmin===60 Ω,則保護(hù)電阻的最小值為R0=Rmin-r=10 Ω,故應(yīng)選B.
(2)連接時(shí)要注意電壓表的量程應(yīng)選擇15 V的量程,另外連線要畫在接線柱上,連線盡量不要從實(shí)驗(yàn)儀器上過.
(3)電表的讀數(shù)可以直接讀出來,注意用的是15 V的量程.
(4)由題意有,U=E-r,化簡(jiǎn)后得出=+·,由題圖知=0時(shí),=,E=10 V,圖線的斜率為,則r=(/)·E=50 Ω.
(5)依據(jù)=+·可知,當(dāng)→0時(shí),=,而在實(shí)驗(yàn)中不可能為零,故實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)E=U(1+·r)小于真實(shí)值.根據(jù)r=(/)·E得出的內(nèi)阻r的值也偏?。?