《版高考物理一輪復習 第章 恒定電流 微專題 實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)阻》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《版高考物理一輪復習 第章 恒定電流 微專題 實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)阻（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)阻 [方法點撥]　(1)圖象法處理數(shù)據(jù)是本實驗重點．根據(jù)閉合電路歐姆定律找出圖象的函數(shù)關(guān)系式，從而確定圖象斜率、截距等的意義．(2)明確實驗中需要測量的量與實際測量的量的關(guān)系，進行誤差分析． 1．某同學用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，現(xiàn)備有下列器材： A．被測干電池一節(jié) B．電流表1：量程0～0.6 A，內(nèi)阻r＝0.3 Ω C．電流表2：量程0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.1 Ω D．電壓表1：量程0～3 V，內(nèi)阻未知 E．電壓表2：量程0～15 V，內(nèi)阻未知 F．滑動變阻器1：0～10 Ω，2 A G．滑動變阻器2：0～100 Ω，1 A

2、H．開關(guān)、導線若干 伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實驗中，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差；在現(xiàn)有器材的條件下，要盡可能準確地測量電池的電動勢和內(nèi)阻． (1)在上述器材中請選擇適當?shù)钠鞑?填寫器材前的字母)：電流表選擇________，電壓表選擇________，滑動變阻器選擇________． (2)實驗電路圖應(yīng)選擇圖1中的________(填“甲”或“乙”)． (3)根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的U－I圖象，則在修正了實驗系統(tǒng)誤差后，干電池的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________ Ω. 　 圖1 2．為了測量某電池的電動勢

3、E和內(nèi)阻r，采用如圖2甲所示的電路，其中定值電阻R0＝5.0 Ω，電壓表V1內(nèi)阻約為5.0 kΩ.實驗中，移動滑動變阻器滑片，測出電壓表V1和V2的多組U1、U2數(shù)據(jù)，記錄的數(shù)據(jù)如下表所示： 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6 U1/V 0.50 1.00 1.50 1.70 2.00 2.50 U2/V 8.45 7.90 7.60 7.13 6.80 6.27 圖2 (1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在給定圖乙的坐標紙上畫出U2－U1的圖線； (2)根據(jù)(1)中所畫圖線可得出該電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________ Ω(結(jié)果保

4、留兩位小數(shù))； (3)為提高實驗的精確度，下列做法可行的是________． A．適當減小R0可使內(nèi)阻測量值更接近真實值 B．適當增大R0可使內(nèi)阻測量值更接近真實值 C．將縱坐標改為U1＋U2可以使電動勢測量值更接近真實值 D．將縱坐標改為U1＋U2不能使電動勢測量值更接近真實值 3．用如圖3所示的電路測量電源的電動勢E和內(nèi)阻r，其中電流表的內(nèi)阻RA＝16.0 Ω. 圖3 (1)將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，測出電阻箱阻值分別為R1、R2時對應(yīng)的電流表示數(shù)為I1、I2，則此電源的電動勢E＝________，內(nèi)阻r＝________. (2)第(1)問中求出的

5、電源電動勢和內(nèi)阻的誤差較大，你認為這種誤差屬于系統(tǒng)誤差還是偶然誤差？________________. (3)為了減小實驗的誤差，實驗方法進行如下改進： ①將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)； ②多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下電阻箱的阻值R和對應(yīng)的電流表的示數(shù)I，記錄數(shù)據(jù)如下表所示； R(Ω) 0 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 (A－1) 6.0 7.0 8.0 9.0 9.9 10.9 11.8 ③以為縱坐標，R為橫坐標，在圖4中作出－R圖線．根據(jù)圖線，可求出被測電源電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________ Ω. 圖4

6、4．為測量某一電源的電動勢和內(nèi)阻，提供器材如下： 待測電源：電動勢約為4.5 V，內(nèi)阻約為1.5 Ω； 電壓表：量程0～3 V，內(nèi)阻RV＝3 kΩ： 電流表：量程0～0.6 A，內(nèi)阻RA約為0.1 Ω； 定值電阻R1：阻值為3 Ω； 定值電阻R2：阻值為1.5 kΩ； 滑動變阻器R：最大阻值為10 Ω； 開關(guān)、導線若干． 甲同學采用圖5甲所示電路進行測量，乙同學采用圖乙所示電路進行測量． 兩同學通過實驗獲得電壓表和電流表的多組讀數(shù)，在U－I坐標系中分別進行描點連線，得到直線后，將直線向兩側(cè)延長，得到在兩坐標軸上的截距如圖丙所示． 　 圖5 (1)甲同學實驗獲得數(shù)據(jù)

7、為坐標系中的圖線________(填寫序號①或②)． (2)用圖線①測得的電動勢和內(nèi)阻分別為________V和________Ω. (3)按照乙同學的實驗電路，用細線替代導線，在圖6中完成實物連接． 圖6 5．用DIS測電源的電動勢和內(nèi)電阻電路如圖7a所示，R0為定值電阻． (1)調(diào)節(jié)電阻箱R，記錄電阻箱的阻值R和相應(yīng)電流值I，通過變換坐標，經(jīng)計算機擬合得到如圖b所示圖線，由圖線可得該電源電動勢為________V. 　 圖7 (2)現(xiàn)有三個標有“2.5 V,0.6 A”相同規(guī)格的小燈泡，其I－U特性曲線如圖c所示，將它們與圖a中電源按圖d所示電路連接，A燈恰好正

8、常發(fā)光，則電源內(nèi)阻r＝________Ω，圖a中定值電阻R0＝________Ω. 6．某實驗小組計劃用實驗室提供的下列器材較準確地測量某電源的電動勢和內(nèi)阻． A．待測電源(內(nèi)阻約為幾歐) B．多用電表 C．電流表G(滿偏電流10 mA，內(nèi)阻10 Ω) D．電流表A(0～0.6 A，內(nèi)阻2 Ω) E．滑動變阻器R1(0～20 Ω，1 A) F．滑動變阻器R2(0～200 Ω，1 A) G．定值電阻R0(阻值990 Ω) H．開關(guān)和導線若干 (1)實驗小組成員首先用多用電表的直流10 V擋粗略地測量了電池組的電動勢，電表指針如圖8甲所示，則該電表讀數(shù)為________V.

9、 圖8 (2)實驗小組成員根據(jù)提供的器材設(shè)計了如圖乙所示的實驗電路，為了操作方便且能準確地進行測量，滑動變阻器應(yīng)選________．(填寫器材前的字母代號) (3)閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器，讀出多組電流表G的示數(shù)I1和電流表A的示數(shù)I2，在坐標紙上建立I1－I2坐標系，并將測得的數(shù)據(jù)在坐標系上描點，如圖9所示，則電源的電動勢為E＝____________V，電源的內(nèi)阻為r＝________Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 圖9 7．小王和小李兩同學分別用電阻箱、電壓表測量不同電源的電動勢和內(nèi)阻． (1)小王所測電源的內(nèi)電阻r1較小，因此他在電路中接入了一個阻值為2.0 Ω的定

10、值電阻R0，所用電路如圖10甲所示． 圖10 ①請用筆畫線代替導線將圖乙所示器材連接成完整的實驗電路； ②閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值R，讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)U，得到了一組U、R數(shù)據(jù)．為了比較準確地得出實驗結(jié)論，小王同學準備用直線圖象來處理實驗數(shù)據(jù)，圖象的縱坐標表示電壓表讀數(shù)U，則圖象的橫坐標表示的物理量應(yīng)該是________． 圖11 (2)小李同學所測電源的電動勢E2約為9 V，內(nèi)阻r2為35～55 Ω，允許通過的最大電流為50 mA.小李同學所用電路如圖11所示，圖中電阻箱R的阻值范圍0～9 999 Ω. ①電路中R0為保護電阻．實驗室中備有以下幾種規(guī)格的定值電阻

11、，本實驗中應(yīng)選用______； A．20 Ω，125 mA B．50 Ω，20 mA C．150 Ω，60 mA D．1 500 Ω，5 mA ②實驗中通過調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄電阻箱的阻值R及相應(yīng)的電壓表的示數(shù)U，根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)，作出－圖線，圖線的縱軸截距為a，圖線的斜率為b，則電源的電動勢E2＝________，內(nèi)阻r2＝________. 8．某同學利用如圖12甲所示的電路測定一節(jié)電池的電動勢與內(nèi)阻． 　 圖12 (1)用筆畫線代替導線在圖乙中完成實物連接圖． (2)試對此方案的測量誤差進行分析：由于________的原因，電動勢的測量值________(填“>”

12、“<”或“＝”)真實值，內(nèi)阻的測量值________(填“>”“<”或“＝”)真實值． 答案精析 1．(1)B　D　F　(2)甲　(3)1.5　0.7 解析　(1)因測干電池的電動勢和內(nèi)阻，為了讀數(shù)準確，電流表選B，電壓表選D；滑動變阻器阻值較小有利于電表的數(shù)值變化，減小誤差，選F.(2)因電流表內(nèi)阻已知，故應(yīng)采用相對電源的電流表內(nèi)接法，故選甲．(3)由U－I圖象可以知道，電源的電動勢E＝1.50 V，內(nèi)電阻r＝－RA＝0.7 Ω. 2．(1)如圖所示　(2)9.00(8.95～9.05均可)　0.50　(3)AD 解析　(1)先描點，后連線，舍去偏離連線較遠

13、的點． (2)對題圖甲電路，由閉合電路歐姆定律得，E＝U1＋U2＋r，則U2＝E－(1＋)U1，由U2－U1圖象在縱軸截距等于電源電動勢，可得E＝9.00 V，由圖象斜率大小k＝(1＋)＝1.1，解得內(nèi)阻r＝0.50 Ω.(3)適當減小R0，可減小電壓表V1內(nèi)阻的影響，可使電源內(nèi)阻的測量值更接近真實值，選項A正確，B錯誤．將縱坐標改為U1＋U2，不能使電動勢測量值更接近真實值，選項D正確，C錯誤． 3．(1)?。璕A (2)偶然誤差　(3)如圖所示　3.0　2.0 解析　(1)由閉合電路歐姆定律可得E＝I1(R1＋r＋RA)＝I2(R2＋r＋RA)，聯(lián)立解得E＝，r＝－RA.(2)

14、由于只測得兩組實驗數(shù)據(jù)，有較大的偶然誤差．(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律，E＝I(R＋RA＋r)，變形可得＝＋·R，根據(jù)圖線及函數(shù)關(guān)系得，斜率k＝＝ V－1，解得E＝3.0 V，縱軸截距b＝＝6.0 A－1，解得內(nèi)阻r＝2.0 Ω. 4．(1)②　(2)4.47　1.49　(3)實物連線如圖所示 解析　甲同學獲得數(shù)據(jù)為坐標系中的圖線②.用圖線①測得的電動勢E＝2.98×1.5 V＝4.47 V，內(nèi)阻r＝＝1.49 Ω. 5．(1)4.5 V　(2)2.5　2 解析　由閉合電路歐姆定律可知I＝，要形成與電阻成一次函數(shù)關(guān)系，則縱坐標只能取，則有＝＋，則圖象的斜率為k＝＝，則有E＝4.5 V

15、，＝1，則有：R0＋r＝4.5.(2)A燈正常發(fā)光的電流為I＝0.6 A，則B、C兩燈的電流為0.3 A，由圖象可知，B、C兩燈的電壓為0.5 V，路端電壓為U＝2.5 V＋0.5 V＝3 V，則內(nèi)電壓為U內(nèi)＝(4.5－3) V＝1.5 V，則內(nèi)阻為r＝ Ω＝2.5 Ω，則定值電阻為R0＝(4.5－2.5) Ω＝2 Ω. 6．(1)7.2　(2)E　(3)7.5　3.0 解析　(2)滑動變阻器限流接法，根據(jù)(1)中讀數(shù)和電流表的量程判斷選用最大值為20 Ω的滑動變阻器．(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律得E＝I1(RG＋R0)＋I2(r＋rA)，所以I1＝－I2，對題圖中的點連線，找出截距和斜率，

16、其中圖線與縱坐標的截距表示≈7.5 mA，內(nèi)阻r＝－rA，解得E＝7.5 V，r＝3.0 Ω. 7．(1)①如圖所示 ②　(2)①C?、凇? 解析　(1)①根據(jù)電路圖，畫出實物圖連接圖；②根據(jù)歐姆定律可知：E1＝U＋(R0＋r1)，可得U＝E1－(R0＋r1)，故橫坐標為.(2)①電路最小總電阻約為Rmin＝ Ω＝180 Ω，為保護電路安全，保護電阻應(yīng)選C；②在閉合電路中，電源電動勢為E2＝U＋Ir2＝U＋r2，則＝·＋，則－圖象是直線，截距a＝，得E2＝，斜率b＝，得r2＝. 8．(1)如圖 (2)電壓表分流　<　< 解析　利用等效法，將電壓表與電源等效為新的電源，輸出電壓為電壓表兩端電壓，小于電動勢，等效內(nèi)阻是電壓表和電源內(nèi)阻的并聯(lián)值，也偏?。? 10