高中物理 第4章 探究閉合電路歐姆定律 4_2 測量電源的電動勢和內(nèi)阻學(xué)業(yè)分層測評 滬科版選修3-1

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測量電源的電動勢和內(nèi)阻 (建議用時：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內(nèi)阻r，所用電路如圖427(a)所示，一位同學(xué)測得的六組數(shù)據(jù)如下表所示． 組別 1 2 3 4 5 6 電流I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 電壓U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 (1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖427(b)中作出UI圖線. 【導(dǎo)學(xué)號：37930047】 (a)　　　　　　　　　　　(b) 圖427 (2)根據(jù)圖線求出電池的電動勢E＝________V，電池的內(nèi)阻r＝________Ω. 【解析】　本題考查用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)的能力．作圖線時應(yīng)使盡可能多的點落在直線上，個別偏離太遠(yuǎn)的點應(yīng)舍去，圖線如圖所示．由圖線與縱軸的交點可得電動勢E＝1.45 V，再讀出圖線與橫軸交點的坐標(biāo)(1.00，0.65)，由E＝U＋I(xiàn)r得r＝≈0.69 Ω. 【答案】　(1)見解析圖　(2)1.45　0.69 2．給你一個電壓表、一個電阻箱、開關(guān)及導(dǎo)線等，如何根據(jù)閉合電路歐姆定律測出一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)阻． (1)畫出電路圖． (2)實驗過程中，將電阻撥到45 Ω時，電壓表讀數(shù)為0.90 V；若把電阻值撥到如圖428甲所示的________Ω時，電壓表的讀數(shù)如圖乙所示，是________V. 甲　　　　　　　　乙　　 圖428 (3)根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)，可以算出該干電池的電動勢E＝________V. 【解析】　(1)電路如圖： (2)電阻箱電阻為110 Ω，電壓表示數(shù)為1.1 V. (3)根據(jù)閉合電路歐姆定律，有 E＝0.9＋ r E＝1.1＋r 解得：E＝1.3 V. 【答案】　見解析 3．現(xiàn)有器材：理想電流表一個，兩個定值電阻R1，R2，單刀單擲開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干，要求利用這些器材較精確地測量一節(jié)干電池的電動勢(電動勢約1.5 V)． (1)在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖． (2)用已知量和測得量表示待測電動勢的數(shù)學(xué)表達(dá)式E＝________. 【解析】　(1)由閉合電路的歐姆定律知：E＝I(R＋r)，當(dāng)外電阻發(fā)生改變時，電流就改變，由兩個定值電阻測得兩個對應(yīng)電流值，代入上式就可以解出電動勢和內(nèi)阻．故電路設(shè)計成如圖所示． (2)將對應(yīng)電壓值和電流值代入E＝I(R＋r)得兩個方程： E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)， 聯(lián)立解得：E＝. 【答案】　(1)電路圖見解析　(2) 4．利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻．要求盡量減小實驗誤差． (1)應(yīng)該選擇的實驗電路是圖429中的________(選填“甲”或“乙”)． 甲　　　　　　　　　乙 圖429 (2)現(xiàn)有電流表(0～0.6 A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材： A．電壓表(0～15 V) B．電壓表(0～3 V) C．滑動變阻器(0～50 Ω) D．滑動變阻器(0～500 Ω) 實驗中電壓表應(yīng)選用________；滑動變阻器應(yīng)選用________．(選填相應(yīng)器材前的字母) (3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標(biāo)在圖4210的坐標(biāo)紙上，請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點，并畫出UI圖線． 序號 1 2 3 4 5 6 電壓U(V) 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10 電流I(A) 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480 圖4210 (4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω. 【解析】　(1)干電池的內(nèi)阻較小，電壓表的分流作用可以忽略，可以用滑動變阻器的電流來代替干路的電流，所以選甲圖電路．(注意：兩種實驗電路都存在系統(tǒng)誤差，題圖甲實驗測量的電阻是電源內(nèi)阻與電壓表的并聯(lián)電阻，而圖乙測量的電阻是電池內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻之和) (2)一節(jié)干電池的電動勢為1.5 V，依據(jù)精確測量的原則，電壓表應(yīng)該選用B，電源的內(nèi)阻較小為了調(diào)節(jié)方便，滑動變阻器應(yīng)該選C. (3)畫線時第4個點的誤差較大，將其舍去，其他點連成直線，就得到電源的UI圖線． (4)在(3)中圖線中，U軸上的截距為該電源的電動勢1.5 V，圖線的斜率為該電源的內(nèi)阻r＝Ω＝0.83 Ω. 【答案】　(1)甲　(2)B　C　(3)如圖所示　(4)1.5　0.83 5．(2013浙江高考)采用如圖4211所示的電路“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”． 圖4211 (1)除了選用照片中的部分器材外，(　　) 圖4212 A．還需要電壓表　　　　 B．還需要電流表 C．還需要學(xué)生電源 D．不再需要其他器材 (2)測量所得數(shù)據(jù)如下： 　　測量次數(shù) 物理量　 1 2 3 4 5 6 R/Ω 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 I/A 0.60 0.70 0.80 0.89 1.00 1.20 U/V 0.90 0.78 0.74 0.67 0.62 0.43 用作圖法求得電池的內(nèi)阻r＝________； (3)根據(jù)第5次所測得的實驗數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻RA＝________. 【解析】　(1)從照片中的部分器材可以看出沒有電壓表，所以還需要有電壓表； (2)建立U－I坐標(biāo)系，并將所得數(shù)據(jù)描點，連線作出電池的U－I圖線如圖所示 圖線的斜率為k＝＝＝－0.75 Ω， 故電池內(nèi)阻r＝0.75 Ω. (3)由I＝可得， 電流表內(nèi)阻為 RA＝－R＝ Ω－0.4 Ω＝0.22 Ω. 【答案】　(1)A　(2)0.75 Ω　(3)0.22 Ω 6．用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，所用電流表和電壓表的內(nèi)電阻分別為0.1 Ω和1 kΩ，如圖4213所示為所需的器材． 圖4213 (1)請你把它們連成實驗電路，注意兩個電表要選用適當(dāng)量程，并要求變阻器的滑動片在左端時其電阻值最大． (2)一位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)見下表，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖7中畫出UI圖線，根據(jù)圖線求出電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω. I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 圖4214 【解析】　(1)按要求連實驗實物圖 (2)UI圖線如圖所示． 1．45　0.63 【答案】　見解析