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1、2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)十 測定電源的電動勢和內(nèi)阻隨堂檢測 新人教版
1.(2016·高考北京卷)某興趣小組探究用不同方法測定干電池的電動勢和內(nèi)阻,他們提出的實(shí)驗(yàn)方案中有如下四種器材組合.為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡可能準(zhǔn)確,最不可取的一組器材是( )
A.一個(gè)安培表、一個(gè)伏特表和一個(gè)滑動變阻器
B.一個(gè)伏特表和多個(gè)定值電阻
C.一個(gè)安培表和一個(gè)電阻箱
D.兩個(gè)安培表和一個(gè)滑動變阻器
解析:選D.A選項(xiàng)屬于伏安法測定干電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)器材,A項(xiàng)正確;由U=E-r,B項(xiàng)正確;由E=I(R+r),C項(xiàng)正確;因不能讀出滑動變阻器的阻值,D項(xiàng)錯(cuò)誤.
2.(2016·
2、高考四川卷)用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻.實(shí)驗(yàn)器材:待測電源(電動勢約3 V,內(nèi)阻約2 Ω),保護(hù)電阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω),滑動變阻器R,電流表A,電壓表V,開關(guān)S,導(dǎo)線若干.
實(shí)驗(yàn)主要步驟:
①將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān);
②逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值,記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I;
③以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),作U-I圖線(U、 I都用國際單位);
④求出U-I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a.
回答下列問題:
(1)電壓表最好選用____________;電流表最好選用________.
A.電壓
3、表(0~3 V,內(nèi)阻約15 kΩ)
B.電壓表(0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ)
C.電流表(0~200 mA,內(nèi)阻約2 Ω)
D.電流表(0~30 mA,內(nèi)阻約2 Ω)
(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大.兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是________.
A.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱
B.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱
C.一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱
D.一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱
(3)選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)
4、式E=________,r=________,代入數(shù)值可得E和r的測量值.
解析:(1)測電源的電動勢和內(nèi)阻的原理為閉合電路的歐姆定律,即U=E-Ir,I是電路中的總電流,實(shí)際測量時(shí)電壓表的分流作用會引起系統(tǒng)誤差,為了減小系統(tǒng)誤差,應(yīng)選用內(nèi)阻較大的電壓表,即選A;由于電路中的最大電流約為I== A≈0.176 A=176 mA,應(yīng)選C.
(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大,說明滑動過程中滑動變阻器接入電路的阻值增大,因此說明一根導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱,C項(xiàng)正確.
(3)圖象斜率絕對值k=r+R2,圖象與橫軸的截距為電壓表短路
5、時(shí)的電流,即a=,因此電源的內(nèi)阻r=k-R2,電源的電動勢E=ka.
答案:(1)A C (2)C (3)ak k-R2
3.(2018·福建泉州質(zhì)量檢查)利用圖示電路可以較為準(zhǔn)確地測量電源的電動勢.圖中a為標(biāo)準(zhǔn)電源,其電動勢為Es,b為待測電源Ex;E為工作電源,R為滑動變阻器,G為零刻度在中央的靈敏電流計(jì),AB為一根粗細(xì)均勻的電阻絲,滑動片C可在電阻絲上移動,AC之間的長度可用刻度尺量出.
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)按圖連接好電路.
(2)調(diào)整滑動變阻器的滑片至合適位置,閉合開關(guān)S1.
(3)將S2接1,調(diào)節(jié)滑動片C使電流計(jì)示數(shù)為零,記下________________.
(
6、4)將S2接2,重新調(diào)整C位置,使 ______________,并記下______________.
(5)斷開S1、S2,計(jì)算待測電源的電動勢的表達(dá)式為Ex=________.
解析:(3)由(1)、(2)可知AB導(dǎo)線中的電流保持不變,要使電流計(jì)指向零刻度,則加在AC兩端下方的電壓等于金屬導(dǎo)線上的分壓,即電源電動勢等于金屬導(dǎo)線上的分壓,根據(jù)分壓關(guān)系可知,分壓之比等于導(dǎo)線長度之比,故記錄導(dǎo)線長度即可求得電壓之比,故第3步中記下AC間的長度L1.
(4)第4步時(shí),測量待測電源的電動勢,方向不變,即使電流計(jì)指針指向零,再記下AC間的長度L2.
(5)要使G中電流為零,則應(yīng)使AC段的電壓恰
7、好等于接入電源的電動勢,設(shè)AB上單位長度的電阻為r,則有:I0L1r=Es;I0L2r=Ex,聯(lián)立解得:Ex=Es.
答案:(3)AC間的長度L1 (4) 電流計(jì)示數(shù)為零 AC間的長度L2 (5)Es
4.某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)原理如圖甲所示,其中,虛線框內(nèi)為用靈敏電流計(jì)G改裝的電流表A,V為標(biāo)準(zhǔn)電壓表,E為待測電池組,S為開關(guān),R為滑動變阻器,R0是標(biāo)稱值為4.0 Ω的定值電阻.
(1)已知靈敏電流計(jì)G的滿偏電流Ig=100 μA、內(nèi)阻rg=2.0 kΩ,若要改裝后的電流表滿偏電流為200 mA,應(yīng)并聯(lián)一只________ Ω(保留一位小數(shù))的定值
8、電阻R1.
(2)根據(jù)圖甲,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙連接成完整電路.
(3)某次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如表所示:
測量次數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
8
電壓表V
讀數(shù)U/V
5.26
5.16
5.04
4.94
4.83
4.71
4.59
4.46
改裝表A
讀數(shù)I/mA
20
40
60
80
100
120
140
160
該小組借鑒“研究勻變速直線運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)中計(jì)算加速度的方法(逐差法),計(jì)算出電池組的內(nèi)阻r=________ Ω(保留兩位小數(shù));為減小偶然誤差,逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點(diǎn)是______________
9、__________________________.
(4)該小組在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,為探究圖甲電路中各元器件的實(shí)際阻值對測量結(jié)果的影響,用一已知電動勢和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組,通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn):電動勢的測量值與已知值幾乎相同,但內(nèi)阻的測量值總是偏大.若測量過程無誤,則內(nèi)阻測量值總是偏大的原因是________.(填選項(xiàng)前的字母)
A.電壓表內(nèi)阻的影響
B.滑動變阻器的最大阻值偏小
C.R1的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏小
D.R0的實(shí)際阻值比標(biāo)稱值偏大
解析:(1)由電流表的改裝知識可知.
R1== Ω≈1.0 Ω.
(2)如圖所示.
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合逐差法可知
r1=-R0,r2=-R0,
r3=-R0,r4=-R0.
故r=
=-R0≈1.66 Ω.
逐差法在計(jì)算中體現(xiàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是:充分利用已測得的數(shù)據(jù).
(4)根據(jù)題意可知,內(nèi)阻的測量值為r測=-R0,因此,電壓表的內(nèi)阻、滑動變阻器的阻值對測量結(jié)果無影響.若R1的實(shí)際值比計(jì)算值偏小,則改裝后的電流表示數(shù)偏小,導(dǎo)致內(nèi)阻測量值偏大.根據(jù)內(nèi)阻測量值的表達(dá)式可知,R0的實(shí)際值比標(biāo)稱值偏大,也會導(dǎo)致內(nèi)阻測量值偏大.故選C、D.
答案:(1)1.0 (2)見解析圖(其他正確連接同樣可以)
(3)1.66 充分利用已測得的數(shù)據(jù) (4)CD