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2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)10 測定電源的電動勢和內(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)線測定某電池組的電動勢． 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)，并計算相應(yīng)的與的值．請用表中數(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 4.5 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電池組的電動勢E＝______V (4)根據(jù)該小組設(shè)計的實(shí)驗(yàn)電路，會存在系統(tǒng)誤差，試分析測得的電動勢比實(shí)際電動勢偏______．(填“大”或“小”) (5)若要測該電池組的內(nèi)阻，應(yīng)知道定值電阻的阻值，用多用表測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)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，當(dāng)電路短路時，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，所以電動勢的測量值小于真實(shí)值．內(nèi)阻小于真實(shí)值． (5)由歐姆表的讀數(shù)方法可知，電阻讀數(shù)為：510＝50 Ω. 2．用如圖16所示電路測量干電池的電動勢和內(nèi)阻(電動勢約為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.除被測電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，還有如下器材： 圖16 A．滑動變阻器：阻值范圍0～10 Ω B．滑動變阻器：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________Ω的滑動變阻器． (2)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電流表讀數(shù)為0.10 A時，電壓表讀數(shù)為1.16 V；當(dāng)電流表讀數(shù)為0.05 A時，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變阻器，選阻值范圍為0～10 Ω的滑動變阻器． (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)為了較精確地測量某一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了下列器材： A．待測干電池E(電動勢約為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．滑動變阻器R1(0～10 Ω，額定電流為2 A) E．滑動變阻器R2(0～1 kΩ，額定電流為1 A) F．定值電阻R0(阻值為900 Ω) G．開關(guān)一個，導(dǎo)線若干 (1)為了能比較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，同時還要考慮操作的方便，實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(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，被測干電池的電動勢為________ V，內(nèi)電阻為________ Ω.(保留兩位有效數(shù)字) 圖19 【答案】(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，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，則干電池的電動勢E＝I1′(R0＋RG)＝1.4 V；當(dāng)電流表A的示數(shù)I2＝0.6 A時，電流表G的示數(shù)為I1＝1.0 mA，則通過干電池的電流I＝I1＋I(xiàn)2＝0.601 A，此時干電池輸出電壓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“測定電源電動勢和內(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勢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　1.4(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，所以電動勢E＝1.4 V，內(nèi)阻r＝1 Ω. 5．(xx長春一模)某同學(xué)用如圖20甲所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢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，改變并記錄電阻箱R的阻值，記錄對應(yīng)電壓表的示數(shù)U，得到如下表所示的若干組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，斜率為k，由此得出電池組的電動勢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定一種特殊電池的電動勢(電動勢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．2 000 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勢E為______V，內(nèi)阻r為______Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 圖24 (5)用該電路測電動勢與內(nèi)阻，測量值和真實(shí)值的關(guān)系E測________E真，r測________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，化簡后得出＝＋，由題圖知＝0時，＝，E＝10 V，圖線的斜率為，則r＝(/)E＝50 Ω. (5)依據(jù)＝＋可知，當(dāng)→0時，＝，而在實(shí)驗(yàn)中不可能為零，故實(shí)驗(yàn)中測得的電動勢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?。?