高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第8章 恒定電流 實驗10 測定電源的電動勢和內(nèi)阻課時規(guī)范訓(xùn)練

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1、 實驗10 測定電源的電動勢和內(nèi)阻 高效演練　跟蹤檢測 1．下列給出多種用伏安法測定電源電動勢和內(nèi)阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是(　　) A．測出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組E＝U1＋I(xiàn)1r和E＝U2＋I(xiàn)2r，求出E和r B．多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組E、r，最后分別求出其平均值 C．測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出UI圖象，再根據(jù)圖象求出E、r D．測出多組I、U的數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出斷路時的路端電壓即為電動勢E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r 解析：選C.A中只測兩組數(shù)據(jù)求出E、r，偶然誤差較大；B中計算E、r平均值雖然能

2、減小誤差，但太繁瑣；D中分別求I、U的平均值是錯誤的做法． 2．在測一節(jié)干電池(電動勢約為1.5 V，內(nèi)阻約為2 Ω)的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，電壓表和變阻器各有兩個供選擇： A．電壓表量程為15 V B．電壓表量程為3 V C．變阻器為(0～20 Ω，3 A) D．變阻器為(0～500 Ω，0.2 A) 電壓表應(yīng)該選________(填“A”或“B”)，這是因為 ________________________________________________ ________________________________________________. 變阻器應(yīng)該選___

3、_____(填“C”或“D”)，這是因為 ________________________________________________ ________________________________________________. 解析：待測干電池電動勢約為1.5 V，而A電壓表量程為15 V，若用A則很難精確讀數(shù)，誤差太大；D變阻器電阻太大而額定電流過小，調(diào)節(jié)不方便． 答案：B　A電壓表量程過大，讀數(shù)誤差較大　C　D變阻器電阻太大而額定電流過小，調(diào)節(jié)不方便 3．要精確測量一個直流電源的電動勢和內(nèi)阻，給定下列實驗器材：(　　) A．待測電源(電動勢約為4.5 V，內(nèi)阻約為2

4、 Ω) B．電流表A1(量程0.6 A，內(nèi)阻為1 Ω) C．電壓表V1(量程15 V，內(nèi)阻為3 kΩ) D．電壓表V2(量程3 V，內(nèi)阻為2 kΩ) E．定值電阻R1＝500 Ω F．定值電阻R2＝1 000 Ω G．滑動變阻器R(阻值范圍0～20 Ω) H．開關(guān)及導(dǎo)線 (1)該實驗中電壓表應(yīng)選________(填選項前面的序號)，定值電阻應(yīng)選________(填選項前面的序號)． (2)在方框中畫出實驗電路圖． (3)若將滑動變阻器滑到某一位置，讀出此時電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，從理論上分析，電源電動勢E和內(nèi)阻r間的關(guān)系式應(yīng)為E＝________. 解析：

5、(1)待測電源的電動勢約為4.5 V，用量程為15 V的電壓表V1誤差大，選用量程3 V的電壓表V2，需串聯(lián)電阻擴大量程，串聯(lián)的定值電阻R＝RV＝1 kΩ； (2)如圖所示 (3)由閉合電路的歐姆定律，對甲圖，有E＝U＋(1 Ω＋r)I，對乙圖，有E＝U＋r 答案：(1)D　F　(2)見解析圖 (3)E＝U＋(1 Ω＋r)I或E＝U＋I(xiàn) 4．如圖所示電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻．電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護作用．除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實驗器材還有： A．電流表(量程0.6 A、3 A)； B．電壓表(量

6、程3 V、15 V)； C．定值電阻(阻值1 Ω、額定功率5 W)； D．定值電阻(阻值10 Ω、額定功率10 W)； E．滑動變阻器(阻值范圍0～10 Ω、額定電流2 A)； F．滑動變阻器(阻值范圍0～100 Ω、額定電流1 A)． 那么： (1)要正確完成實驗，電壓表的量程應(yīng)選擇________V，電流表的量程應(yīng)選擇________A；R0應(yīng)選擇________Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是________Ω的滑動變阻器． (2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是____________________. 解析：(1)由于一節(jié)干電池的電動勢為1.5 V，故選量程為3 V的電

7、壓表；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾歐左右，加上保護電阻，最大電流在0.5 A左右，所以選量程為0.6 A的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取0～10 Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100 Ω會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象． (2)系統(tǒng)誤差一般是由測量工具和測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小．本實驗中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成E測＜E真，r測＜r真． 答案：(1)3　0.6　1　0～10　(2)由于電壓表的分流作

8、用造成電流表讀數(shù)總是比電池實際輸出電流小 5．用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻．實驗器材：待測電源(電動勢約3 V，內(nèi)阻約2 Ω)，保護電阻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． 實驗主要步驟： (i)將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)； (ii)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； (iii)以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作UI圖線(U、I都用國際單位)； (iv)求出UI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

9、表最好選用________． A．電壓表(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

10、R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式，E＝________，r＝________，代入數(shù)值可得E和r的測量值． 解析：(1)電壓表內(nèi)阻越大，分得的電流越小，誤差也就越小，所以選內(nèi)阻較大的A電壓表；當(dāng)滑動變阻器接入電路阻值最小時通過電流表電流最大，此時通過電流表電流大小約為I＝≈176 mA，所以選量程為200 mA的C電流表． (2)由電路分析可知，滑片從左向右滑動，電壓表示數(shù)變大，意味著滑動變阻器接入電路部分的阻值增大，一導(dǎo)線接金屬桿左端，一導(dǎo)線接電阻絲左端，則滑片從左向右滑動時阻值增大，符合題意． (3)由E＝U＋I(xiàn)(r＋R2)，得U＝－I(r＋R2)＋E，對比UI圖線可知，圖

11、象斜率的絕對值k＝r＋R2，所以電源內(nèi)阻r＝k－R2；令U＝0，得I＝＝，圖線在橫軸上的截距為a，所以a＝I＝，則E＝ka. 答案：(1)A　C　(2)C　(3)ka　k－R2 6．某同學(xué)要測定一電源的電動勢E和內(nèi)電阻r，實驗器材有：一只DIS電流傳感器(可視為理想電流表，測得的電流用I表示)，一只電阻箱(阻值用R表示)，一只開關(guān)和導(dǎo)線若干．該同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路進(jìn)行實驗和采集數(shù)據(jù)． (1)該同學(xué)設(shè)計實驗的原理表達(dá)式是E＝________(用r、I、R表示)． (2)該同學(xué)在閉合開關(guān)之前，應(yīng)先將電阻箱調(diào)到________(填“最大值”、“最小值”或“任意值”)，實驗過程中，將

12、電阻箱調(diào)至如圖乙所示位置，則此時電阻箱接入電路的阻值為________Ω. (3)該同學(xué)根據(jù)實驗采集到的數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的 R圖象，則由圖象可求得，該電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律，該同學(xué)設(shè)計實驗的原理表達(dá)式是E＝I(R＋r)． (2)根據(jù)實驗的安全性原則，在閉合開關(guān)之前，應(yīng)先將電阻箱調(diào)到最大值．根據(jù)電阻箱讀數(shù)規(guī)則，電阻箱接入電路的阻值為210 Ω＋11 Ω＝21 Ω. (3)由E＝I(R＋r)可得＝R＋r. R圖象斜率等于，E＝6.3 V，圖象在縱軸截距等于r，r＝2.5 Ω. 答案：(

13、1)I(R＋r)　(2)最大值　21　(3)6.3(6.1～6.4)　2.5(2.4～2.6) 7．老師要求同學(xué)們測出一待測電源的電動勢及內(nèi)阻，所給的實驗器材有：待測電源E，定值電阻R1(阻值未知)，電壓表V(量程為3.0 V，內(nèi)阻很大)，電阻箱R(0～99.99 Ω)，單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干． 某同學(xué)連接了一個如圖所示的電路，他接下來的操作是： a．撥動電阻箱旋鈕，使各旋鈕盤的刻度處于如圖甲所示的位置后，將S2接到A，閉合S1，記錄下對應(yīng)的電壓表示數(shù)為2.20 V，然后斷開S1； b．保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換到B，閉合S1，記錄此時電壓表的讀數(shù)(電壓表

14、的示數(shù)如圖乙所示)，然后斷開S1. (1)請你解答下列問題： 圖甲所示電阻箱的讀數(shù)為________Ω，圖乙所示的電壓表讀數(shù)為________V．由此可算出定值電阻R1的阻值為________Ω.(計算結(jié)果取3位有效數(shù)字) (2)在完成上述操作后，該同學(xué)繼續(xù)以下的操作： 將S2切換到A，多次調(diào)節(jié)電阻箱，閉合S1，讀出多組電阻箱的示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的 圖象．由此可求得該電池組的電動勢E及內(nèi)阻r，其中E＝________V，電源內(nèi)阻r＝________Ω.(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字) 解析：(1)電阻箱的讀數(shù)等于各擋位的電阻之和，為20.00

15、 Ω；電壓表讀數(shù)應(yīng)估讀一位，為2.80 V；根據(jù)部分電路歐姆定律可得＝，解得R1的阻值約為5.45 Ω. (2)由圖象可知當(dāng)R無窮大時，R兩端的電壓近似等于電源的電動勢，即＝0.35 V－1，解得E＝2.86 V；根據(jù)歐姆定律可得，＝，解得r＝0.26 Ω. 答案：(1)20.00　2.80　5.45　(2)2.86　0.26 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375