2021年高考物理實(shí)驗(yàn)題型訓(xùn)練 《測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》

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1、 免費(fèi)學(xué)習(xí)資料 囊括小初高九大學(xué)科(知識(shí)點(diǎn)/練習(xí)題/模擬卷/真題卷/學(xué)霸筆記)實(shí)驗(yàn):測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻針對(duì)訓(xùn)練 1某實(shí)驗(yàn)小組利用電壓表和電阻箱測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(1)請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖。(2)實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下:檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零,將開關(guān)S斷開,按照電路圖連線。調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值至_。將開關(guān)S閉合,逐漸調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電壓表指針有足夠的偏轉(zhuǎn),記下此時(shí)電阻箱的阻值R和電壓表的示數(shù)U。改變電阻箱的阻值,測(cè)出幾組U及R的數(shù)據(jù),作出的圖線如圖所示(單位為國際單位制單位)。(3)由作出的圖線可求得電動(dòng)勢(shì)E_V,內(nèi)阻r_。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1)見解析(2)最大值(

2、3)3.3 V【解析】(1)(2)為了保護(hù)電路,電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為最大值。(3)由閉合電路歐姆定律EUr,得到,由圖象在縱軸上截距的絕對(duì)值得內(nèi)阻r1.0 ,由圖象斜率可得電動(dòng)勢(shì)E3.3 V。2用圖所示的電路測(cè)定一種特殊電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,它的電動(dòng)勢(shì)E約為8 V,內(nèi)阻r約為30 ,已知該電池允許輸出的最大電流為40 mA。為防止調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路,電路中用了一個(gè)定值電阻充當(dāng)保護(hù)電阻,除待測(cè)電池外,可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有:A電流表A 0 、額定電流為1 A);G導(dǎo)線和單刀單擲開關(guān)若干。(1)為了電路安全及便于操作,定值電阻應(yīng)該選_;滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選_。(填寫器材名稱)(2)接入符合要求的用電

3、器后,閉合開關(guān)S,調(diào)滑動(dòng)變阻器的阻值,讀取電壓表和電流表的示數(shù)。取得多組數(shù)據(jù),作出了如圖所示的圖線。根據(jù)圖線得出該電池的電動(dòng)勢(shì)E為_V,內(nèi)阻r為_。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)若所給電壓表已被損壞,其他器材均可使用。重新選擇器材,設(shè)計(jì)電路測(cè)定該電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出設(shè)計(jì)的電路圖并在上面標(biāo)明選定器材的名稱。【答案】(1)R2 R4(2)7.8 V 29 (3)見解析【解析】(1)電壓表量程為6 V,電池允許輸出的最大電流為40 mA,故滑動(dòng)變阻器接入電路電阻必大于150 ,所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R4,保護(hù)電阻至少要分壓2 V,當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí),保護(hù)電阻要分壓8 V,所以保護(hù)電阻應(yīng)選

4、阻值為200 的R2。(2)圖線縱軸截距為電池電動(dòng)勢(shì),可得E7.8 V。圖線的斜率kR2r 229 ,得r29 。(3)電壓表損壞,至少要測(cè)量2次,根據(jù)所提供器材,可以考慮用2個(gè)單刀單擲開關(guān)改變電路總電阻,測(cè)出對(duì)應(yīng)電流,得出電池內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì),所以設(shè)計(jì)如圖所示電路。3甲同學(xué)采用如圖所示的電路測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。提供的器材:電壓表(03 V)、電流表(00.6 A)及滑動(dòng)變阻器R、電鍵S、導(dǎo)線。(1)連好電路后,當(dāng)該同學(xué)閉合電鍵S,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)不為0.檢查各接線柱均未接錯(cuò),接觸良好,且電路未發(fā)生短路;他用多用電表的電壓擋檢查電路,把兩表筆分別接ab、bc和de時(shí),示數(shù)均為0

5、,把兩表筆接cd時(shí),示數(shù)與電壓表示數(shù)相同,由此可推斷故障是_。(2)排除故障后,該同學(xué)順利完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量,如下表所示。并根據(jù)數(shù)據(jù)在空白的坐標(biāo)紙上作出如圖所示的UI圖線,該圖存在多處不妥之處,請(qǐng)指出。(指出兩處不妥之處)I/A0.100.200.300.400.500.60U/V2.932.872.852.772.752.70_;_。該同學(xué)根據(jù)上表數(shù)據(jù)可測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)E_ V,內(nèi)電阻r_ 。(3)為了在實(shí)驗(yàn)中保護(hù)電流表和調(diào)節(jié)電阻時(shí)使電壓表、電流表的示數(shù)變化均明顯,乙同學(xué)對(duì)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)了如圖所示的電路,電路中電阻R0應(yīng)該選取下列備選電阻中的哪一個(gè)?_。A1 B5 C10 D20

6、 【答案】(1)斷路(2)U軸坐標(biāo)起點(diǎn)的選取從0開始顯然不妥;建立坐標(biāo)系時(shí)沒有標(biāo)明單位也是不妥 2.98 V,0.50 (3)B【解析】(1)發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)不為0,電流表或R處斷路,用多用電表的電壓擋檢查電路,把兩表筆分別接a、b,b、c,d、e時(shí),示數(shù)均為0,把兩表筆接c、d時(shí),示數(shù)與電壓表示數(shù)相同,知滑動(dòng)變阻器R斷路。(2)由題圖可知,圖線幾乎分布在一個(gè)很小的區(qū)域內(nèi),原因是電壓U的取值范圍在2.703.00 V之間,而U軸坐標(biāo)起點(diǎn)的選取從0開始顯然不妥;此外該同學(xué)建立坐標(biāo)系時(shí)沒有標(biāo)明單位也是不妥;還有畫圖線時(shí)應(yīng)盡量使更多的點(diǎn)落在直線上,不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡量對(duì)稱分布在直線的兩

7、側(cè),偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)去掉,該同學(xué)作圖時(shí)沒有將不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)也是不妥。根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì),圖線的斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻,則可知E2.98 V,內(nèi)阻r 0.50 。(3)保護(hù)電阻R0應(yīng)大約為R0 5 ,所以B選項(xiàng)正確。4用電流表和電壓表測(cè)定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動(dòng)勢(shì)約4.5 V,內(nèi)電阻約1 )的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,除待測(cè)電池組、電鍵、導(dǎo)線外,還有下列器材供選用:A電流表:量程0.6 A,內(nèi)電阻約1 B電流表:量程3 A,內(nèi)電阻約0.2 C電壓表:量程3 V,內(nèi)電阻約30 k D電壓表:量程6 V,內(nèi)電阻約60 kE滑動(dòng)變阻器:01

8、000 ,額定電流0.5 A F滑動(dòng)變阻器:020 ,額定電流2 A(1)為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,電流表應(yīng)選用_,電壓表應(yīng)選用_,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_(均填儀器的字母代號(hào))。(2)圖為正確選擇儀器后,連好的部分電路為了使測(cè)量誤差盡可能小,還需在電路中用導(dǎo)線將_和_相連、_和_相連、_和_相連(均填儀器上接線柱的字母代號(hào))。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表壞了,于是不再使用電流表,剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動(dòng)變阻器,重新連接電路,仍能完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中讀出幾組電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)U。用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù),為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖象是一條直線,則可以_為縱坐標(biāo),以_為橫坐標(biāo)。【答案】(1)

9、ADF(2)adcgfh(3)(或U或R) 【解析】(1)因三節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)約為4.5 V,故電壓表應(yīng)選D;因干電池放電電流不宜超過0.5 A,故電流表應(yīng)選A;由電壓表和電流表的測(cè)量范圍可知滑動(dòng)變阻器選用F即可。(2)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)如圖所示。為了連接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,還需要用導(dǎo)線將a與d、c與g、f與h相連。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),電流表不再使用,電阻箱代替滑動(dòng)變阻器,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。根據(jù)閉合電路歐姆定律得UrE,整理可得三種情況:a,以為縱坐標(biāo),為橫坐標(biāo),在直角坐標(biāo)系中圖象為一條直線;bUEr,以U為縱坐標(biāo),為橫坐標(biāo),在直角坐標(biāo)系中圖象為一條直線;cR,以為縱坐標(biāo),R為橫坐標(biāo),在直角坐標(biāo)

10、系中圖象為一條直線。5在測(cè)量一節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r實(shí)驗(yàn)中,小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路。(1)根據(jù)圖甲實(shí)驗(yàn)電路,請(qǐng)?jiān)趫D乙中用筆畫線代替導(dǎo)線,完成實(shí)物電路的連接。(2)實(shí)驗(yàn)開始前,應(yīng)先將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至_(選填“a”或“b”)端。(3)合上開關(guān)S1,S2接圖甲中的1位置,改變滑動(dòng)變阻器的阻值,記錄下幾組電壓表示數(shù)和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù);S2改接圖甲中的2位置,改變滑動(dòng)變阻器阻值,再記錄下幾組電壓表示數(shù)和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)。在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點(diǎn)作出電壓表示數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I的圖象,如圖丙所示,兩直線與縱軸的截距分別為UA、UB,與橫軸的截距分別為IA、IB。S2接1位置時(shí),作出的UI

11、圖線是圖丙中的_(選填“A”或“B”)線;S2接1位置時(shí),測(cè)出的電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差,原因是_表(選填“電壓”或“電流”)的示數(shù)偏_(選填“大”或“小”)。【答案】(1)見解析圖(2)a(3)B電流偏小【解析】(1)實(shí)物連線圖如圖所示(2)為保護(hù)電流表,實(shí)驗(yàn)開始前,應(yīng)將滑片P移至電阻最大的a端。(3)當(dāng)S2接1位置時(shí),可把電壓表與電源看做一個(gè)等效電源,根據(jù)閉合電路歐姆定律EU斷可知,電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均小于真實(shí)值,所以作出的UI圖線應(yīng)是B線;測(cè)出的電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差,原因是電壓表的分流,結(jié)果使電流表的示數(shù)偏小。6小明利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量一干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

12、(1)圖中電流表的示數(shù)為_A。(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下:請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上作出UI圖線(如圖)。由圖線求得:電動(dòng)勢(shì)E_V;內(nèi)阻r_。U(V)1.451.361.271.161.06I(A)0.120.200.280.360.44(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),小明進(jìn)行了多次測(cè)量,花費(fèi)了較長時(shí)間,測(cè)量期間一直保持電路閉合。其實(shí),從實(shí)驗(yàn)誤差考慮,這樣的操作不妥,因?yàn)開?!敬鸢浮浚?)0.44(2)UI圖象見解析圖1.60(1.581.62都算對(duì))1.22(1.181.26都算對(duì))(3)干電池長時(shí)間使用后,電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大?!窘馕觥?(1)由實(shí)驗(yàn)裝置圖可知,

13、電流表使用0.6 A量程,所以讀數(shù)為0.44 A。(2)描點(diǎn)作圖,如圖所示。根據(jù)UIrE可得電動(dòng)勢(shì)為E1.60 V;圖線斜率的絕對(duì)值等于內(nèi)阻r1.22 ;(3)干電池長時(shí)間使用后,電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大。7根據(jù)閉合電路歐姆定律,用圖所示電路可以測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。圖中R0是定值電阻,通過改變R的阻值,測(cè)出R0兩端的對(duì)應(yīng)電壓U12,對(duì)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,就可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量目的,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在R坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點(diǎn),如圖所示。已知R0150 ,請(qǐng)完成以下數(shù)據(jù)分析和處理。 (1)圖中電阻為_的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)剔除;(2)在坐標(biāo)紙上畫出R的關(guān)系圖線;(3)圖線的斜率是_(V11),由此可

14、得電池電動(dòng)勢(shì)Ex_V。 【答案】(1)80.0(2)見解析圖(3)4.441031.50【解析】(1)由閉合電路歐姆定律可知:Ex(Rr)U12即R(1+)由此可知R關(guān)系圖線是一條直線。電阻R80.0 的點(diǎn)不落在直線上,應(yīng)剔除。(2)畫出R的關(guān)系圖線如圖所示。(3)斜率k V114.44103 V11。8某同學(xué)為了測(cè)量一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,從實(shí)驗(yàn)室找到以下器材:一個(gè)滿偏電流為100 A、內(nèi)阻為2 500 的表頭,一個(gè)開關(guān),兩個(gè)電阻箱(0999.9 )和若干導(dǎo)線。(1)由于表頭量程偏小,該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為50 mA的電流表,則應(yīng)將表頭與電阻箱_(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”),并將該電阻箱

15、阻值調(diào)為_。(2)接著該同學(xué)用改裝的電流表對(duì)電池的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)量,實(shí)驗(yàn)電路如圖所示,通過改變電阻R測(cè)相應(yīng)的電流I,且作相關(guān)計(jì)算后一并記錄如下表。123456R/95.075.055.045.035.025.0I/mA15.018.724.829.536.048.0IR/V1.421.401.361.331.261.20 根據(jù)表中數(shù)據(jù),圖中已描繪出四個(gè)點(diǎn),請(qǐng)將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖中,并畫出IRI圖線;根據(jù)圖線可得電池的電動(dòng)勢(shì)E是_V,內(nèi)阻r是_?!敬鸢浮浚?)并聯(lián)5.0(2)見解析圖1.532.0【解析】(1)要將電流表量程擴(kuò)大,需要并聯(lián)電阻,由并聯(lián)電路特點(diǎn):IIg,將I50 mA,

16、Ig100 A,Rg2 500 代入解得R5.0 。(2)作IRI圖線,如圖所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路知,IR表示電源的路端電壓,I表示電路的電流,故IRI圖線的縱軸截距即為電池的電動(dòng)勢(shì),則E1.53 V,圖線斜率的絕對(duì)值減去改裝后的電流表阻值即為電池的內(nèi)阻,則r2.0 。9某同學(xué)用如圖所示的電路測(cè)量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,R為電阻箱。干電池的工作電流不宜超過0.5 A。實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:電壓表(量程03 V,內(nèi)阻約3 k);電阻箱(阻值范圍0999.9 );開關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)請(qǐng)根據(jù)圖的電路圖在圖中畫出連線,將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),改變電阻箱R值,記錄電壓表的

17、示數(shù)U,得到若干組R、U的數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖線。由圖象得出電池組的電動(dòng)勢(shì)E_V,內(nèi)阻r_。(3)關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)中存在的誤差以及減小誤差的各種方法,下列說法正確的是A電壓表的分流作用引起的誤差屬于偶然誤差B該同學(xué)讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差C本實(shí)驗(yàn)用圖象法處理數(shù)據(jù)可以減小偶然誤差D如果將電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)就可以減小系統(tǒng)誤差【答案】(1)見解析(2)2.86(2.852.87均可)6.07(6.066.08均可)(3)CD【解析】(1)如圖所示(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得EU,變換為,結(jié)合圖象可得圖線斜率2.125,圖線在縱軸上截距0.35,解得電動(dòng)勢(shì)E2.86 V,內(nèi)阻r6

18、.07 。(3)電壓表的分流作用引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;該同學(xué)讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。10利用如圖所示電路,可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,所用的實(shí)驗(yàn)器材有:待測(cè)電源,電阻箱R(最大阻值為999.9 ),電阻R0(阻值為3.0 ),電阻R1(阻值為3.0 ),電流表(量程為200 mA,內(nèi)阻為RA6.0 ),開關(guān)S。實(shí)驗(yàn)步驟如下:將電阻箱阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S;多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R;以為縱坐標(biāo),R為橫坐標(biāo),作R圖線(用直線擬合);求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b?;卮鹣铝袉栴}:(1)分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,則與R

19、的關(guān)系式為_。(2)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示,其中電阻R3.0 時(shí)電流表的示數(shù)如圖所示,讀出數(shù)據(jù),完成下表。答:_,_。R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077/A16.998.0010.011.011.913.0(3)在圖的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖,根據(jù)圖線求得斜率k_ A11,截距b_ A1。(4)根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢(shì)E_ V,內(nèi)阻r_ ?!敬鸢浮浚?)R(2)0.1109.09(3)圖見解析1.0(0.961.04)6.0(5.96.1)(4)3.0(2.73.3)1.0(0.61.4)【解析】(1)

20、由閉合電路歐姆定律可知E3I(rR0R),所以(rR0R)R。(2)根據(jù)題圖得,電流表讀數(shù)I110 mA0.110 A,所以9.09 A1。(3)描點(diǎn)作圖,直線的斜率為k1.0 A11,截距為b6.0 A1。(4)根據(jù)函數(shù)關(guān)系R可得,截距6.0 A1,斜率1.0 A11,由此得E3.0 V,r1.0 .結(jié)合R(1)可知:4.44103所以Ex1.50 V。11用如圖所示電路,測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻較小,為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路,電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外,可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有:a、電流表,量程0.6 A、3 A;b、電壓表,量程3 V

21、、15 V;c、定值電阻,阻值1 、額定功率5 W;d、定值電阻,阻值10 、額定功率10 W;e、滑動(dòng)變阻器,阻值范圍010 、額定電流2 A;f、滑動(dòng)變阻器,阻值范圍0100 、額定電流1 A。那么(1)要正確完成實(shí)驗(yàn),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_ 的定值電阻,R應(yīng)選擇阻值范圍是_ 的滑動(dòng)變阻器。(2)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是_?!敬鸢浮浚?)30.61010(2)電壓表的分流【解析】(1)由于電源是一節(jié)干電池(約1.5 V),所以選量程為3 V的電壓表;估算電流時(shí),考慮到干電池的內(nèi)阻一般為幾歐,加上保護(hù)電阻,最大電流也在1.0 A以下,小于量程3

22、 A的,所以選量程為0.6 A的電流表;由于電池內(nèi)阻較小,保護(hù)電阻不宜太大,選1 的即可,否則會(huì)使電流表、電壓表讀數(shù)范圍較小,造成較大的誤差;滑動(dòng)變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就能很好地控制電路中的電流和電壓,因此取010 范圍。(2)由于電壓表的分流作用,使電流表讀數(shù)總是比干路電流小,造成E測(cè)E真,r測(cè)”“”或“”)。(3)為了減小系統(tǒng)誤差,同學(xué)們又根據(jù)圖(b)電路進(jìn)行測(cè)量。同樣作出UI圖象,如圖(c)所示。經(jīng)過討論發(fā)現(xiàn),利用圖(a)和圖(c)可以消除系統(tǒng)誤差得出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的真實(shí)值,則E真_,r真_。【答案】(1)見解析圖(2)(3)UB【解析】(1)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí),

23、電流表采用內(nèi)接法,滑動(dòng)變阻器采用限流式接法,實(shí)物連線如圖:(2)當(dāng)采用電流表內(nèi)接法時(shí),誤差原因?yàn)殡妷罕矸至鲗?dǎo)致電流表測(cè)量的總電流偏小,可把電壓表與電源看成一個(gè)等效電源,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知E測(cè)E真,r測(cè)r真,即電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均小于真實(shí)值。(3)當(dāng)采用電流表外接法時(shí),誤差原因?yàn)殡娏鞅矸謮簩?dǎo)致電壓表測(cè)量外電壓偏小,可把電流表與電源看成一個(gè)等效電源,E測(cè)E真,r測(cè)r真RAr真,綜合兩種接法的誤差可知電流表的外接法電動(dòng)勢(shì)是準(zhǔn)確的,E真UB,而電流表內(nèi)接法時(shí)若電壓表示數(shù)為零,代表外電路短路,由題圖(a)可知真實(shí)的短路電流為IA,可得r真。17為了測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r的大小并同時(shí)描繪出小燈

24、泡的伏安特性曲線,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,同時(shí)記錄電阻箱的阻值R,電壓表V1的示數(shù)U1,電壓表V2的示數(shù)U2。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)計(jì)算出流過電阻箱的電流I,分別描繪了a、b兩條UI圖線,如圖乙所示。請(qǐng)回答下列問題:(1)寫出流過電阻箱的電流I的表達(dá)式:_;(2)小燈泡兩端電壓隨電流變化的圖象是_(選填“a”或“b”);(3)根據(jù)圖乙可以求得電源的電動(dòng)勢(shì)E_V,內(nèi)電阻r_,該電路中小燈泡消耗的最大功率為_W。【答案】(1)I(2)b(3)3.02.01.0【解析】(1)首先要明白電路的組成:電源、開關(guān)、電阻箱、燈泡串聯(lián)成閉合回路,電壓表V1測(cè)燈泡兩端電壓,電壓表V2測(cè)路

25、端電壓電阻箱兩端電壓為UU2U1,電阻箱阻值為R,所以流過電阻箱的電流I;(2)小燈泡兩端電壓隨電流的增大而增大,所以選圖線b;圖線a為電源路端電壓隨電路中電流變化的關(guān)系圖線;(3)圖線a與縱軸的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)3.0 V,圖線a的斜率為電源的內(nèi)阻r2.0 ,圖線a、b的交點(diǎn)表示U1U2,即電阻箱的阻值為0,此時(shí)小燈泡消耗的功率最大,PUI1.0 W。18一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。(1)如圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處_;_。(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計(jì)算的數(shù)據(jù)見下表:R/8.07.06

26、.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.75.95.34.53.8根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖的方格紙上作出R關(guān)系圖象。由圖象可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢(shì)為_V;內(nèi)阻為_。(3)為了得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后,該同學(xué)將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時(shí),電壓表的指針位置如圖所示,則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為_V;內(nèi)阻應(yīng)為_?!敬鸢浮浚?)開關(guān)未斷開電阻箱阻值為零 (2)見解析圖1.34(1.301.44都算對(duì))1.2(1.01.4都算對(duì))(3)1.34結(jié)果與(2)問第一個(gè)空格一致1.0結(jié)果比(2)問第二個(gè)空格小0.

27、2【解析】(1)在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,連接電路時(shí)應(yīng)將開關(guān)斷開,電阻箱的阻值調(diào)為最大,確保實(shí)驗(yàn)儀器、儀表的安全。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律,得EI(Rr)即RrEr,即R圖象為直線。描點(diǎn)連線后圖象如圖所示。根據(jù)圖象可知r1.2 ,圖象的斜率為電動(dòng)勢(shì)E,在R圖象上取兩點(diǎn)(2,1.59)、(5,5.61)則E V1.34 V。(3)根據(jù)歐姆定律,得電流表的內(nèi)阻rA0.2 , 該干電池的內(nèi)阻應(yīng)為rrrA1.0 R圖象的斜率仍為電動(dòng)勢(shì)E,即E1.34 V。19現(xiàn)要測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。可利用的器材有:電流表,內(nèi)阻為1.00 ;電壓表;阻值未知的定值電阻R1、R2、R3、R4、R5;開關(guān)S;一端連有鱷魚夾P的

28、導(dǎo)線1,其他導(dǎo)線若干。某同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電路如圖所示。(1)按上圖在下圖中畫出連線,并標(biāo)出導(dǎo)線1和其P端。(2)測(cè)量時(shí),改變鱷魚夾P所夾的位置,使R1、R2、R3、R4、R5依次串入電路,記錄對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I。數(shù)據(jù)如下表所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù),在下圖中的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整,并畫出UI圖線。I(mA)1931531116930U(V)2.512.592.682.762.84(3)根據(jù)UI圖線求出電源的電動(dòng)勢(shì)E_V,內(nèi)阻r_。(保留2位小數(shù))【答案】(1)見解析(2)見解析(3)2.901.03【解析】(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖進(jìn)行實(shí)物圖連線,如圖所示。(2)根據(jù)所給數(shù)據(jù),描點(diǎn)連

29、線,如圖所示。(3)在UI圖象中,圖線與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)等于電源的電動(dòng)勢(shì),即E2.90 V;圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻之和,則r1.03 。20某課外小組在參觀工廠時(shí),看到一丟棄不用的電池,同學(xué)們想用物理上學(xué)到的知識(shí)來測(cè)定這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,已知這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)約為1113 V,內(nèi)阻小于3 ,由于直流電壓表量程只有3 V,需要將這只電壓表通過連接一固定電阻(用電阻箱代替),改裝為量程為15 V的電壓表,然后再用伏安法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,以下是他們的實(shí)驗(yàn)操作過程:(1)把電壓表量程擴(kuò)大,實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)步驟如下,完成填空。第一步:按電路圖連接實(shí)物第二步:把滑動(dòng)變阻器滑片

30、移到最右端,把電阻箱阻值調(diào)到零第三步:閉合開關(guān),把滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到適當(dāng)位置,使電壓表讀數(shù)為3 V第四步:把電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值,使電壓表讀數(shù)為_V第五步:不再改變電阻箱阻值,保持電壓表和電阻箱串聯(lián),撤去其他線路,即得量程為15 V的電壓表。(2)實(shí)驗(yàn)可供選擇的器材有:A電壓表(量程為3 V,內(nèi)阻約2 k) B電流表(量程為3 A,內(nèi)阻約0.1 )C電阻箱(阻值范圍09 999 ) D電阻箱(阻值范圍0999 )E滑動(dòng)變阻器(阻值為020 ,額定電流2 A) F滑動(dòng)變阻器(阻值為020 k,額定電流0.2 A)電阻箱應(yīng)選_,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_。(3)用該擴(kuò)大了量程的電壓表(電壓表的表盤沒變),測(cè)

31、電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示,得到多組電壓U和電流I的值,并作出UI圖線如圖丙所示,可知電池的電動(dòng)勢(shì)為_V,內(nèi)阻為_?!敬鸢浮浚?)0.6(2)CE(3)11.52.5【解析】(1)將3 V電壓表改裝成15 V電壓表,串聯(lián)電阻箱后的總內(nèi)阻為原來電壓表內(nèi)阻的5倍,由于滑動(dòng)變阻器位置不變,分壓部分的兩端電壓仍為3 V,此時(shí)電壓表兩端的電壓為0.6 V。(2)改裝電壓表需要串聯(lián)大電阻,電阻箱選C;由于用分壓電路,滑動(dòng)變阻器選E。(3)由于電壓表改裝后量程擴(kuò)大5倍,將圖丙的縱截距擴(kuò)大5倍,即可根據(jù)縱軸截距得電池的電動(dòng)勢(shì)為11.5 V,由圖線斜率的絕對(duì)值可求電池的內(nèi)阻為2.5 。21測(cè)定一節(jié)

32、電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,電路如圖甲所示,MN為一段粗細(xì)均勻、電阻率較大的電阻絲,定值電阻R01.0 .調(diào)節(jié)滑片P,記錄電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I及對(duì)應(yīng)的PN長度x,繪制了UI圖象如圖乙所示。(1)由圖乙求得電池的電動(dòng)勢(shì)E_ V,內(nèi)阻r_ 。(2)實(shí)驗(yàn)中由于電表內(nèi)阻的影響,電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值_其真實(shí)值(選填“大于”“等于”或“小于”)。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可繪出x圖象,如圖丙所示。圖象斜率為k,電阻絲橫截面積為S,可求得電阻絲的電阻率_,電源內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量_(選填“有”或“沒有”)影響。【答案】(1)1.50.5(2)小于(3)kS沒有【解析】(1)由閉合電路歐姆定律可知:UEI(rR0),則可知,題圖

33、乙中的圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì),故E1.5 V;圖象的斜率表示等效內(nèi)電阻,則rR0 1.5 ; 解得:r1.5 1.0 0.5 ; (2)由題圖乙可知,伏安法測(cè)電阻相對(duì)于電源來說采用電流表外接法,由于電壓表分流作用,電流表測(cè)量值偏小,當(dāng)外電路短路時(shí),電流測(cè)量值等于真實(shí)值,電源的UI圖象如圖所示,由圖象可知,電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值小于真實(shí)值,電源內(nèi)阻測(cè)量值小于真實(shí)值,(3)根據(jù)歐姆定律可知,電阻R,則可知k,解得:kS;若考慮電源內(nèi)阻,圖象的斜率不變,所以電源內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量沒有影響。22測(cè)量某電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,提供如下實(shí)驗(yàn)器材:A待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約12 V、內(nèi)阻約1 、最大允許電流2 A)B電流表

34、A(量程1 A)C電流表G(量程1 mA、內(nèi)阻約50 )D電阻箱(099 999.9 )E滑動(dòng)變阻器(020 k)F滑動(dòng)變阻器(01 k)H滑動(dòng)變阻器(050 )J定值電阻(阻值5 )K定值電阻(阻值100 )L開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)將電流表G改裝成電壓表,需要測(cè)量電流表內(nèi)阻Rg,實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的電路,實(shí)驗(yàn)步驟如下:連接好電路,閉合開關(guān)S1前,滑動(dòng)變阻器R1的滑片移到_(選填“最左端”或“最右端”)。閉合S1,斷開S2,調(diào)節(jié)R1使電流表G滿偏。閉合S2,保持R1阻值不變,調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值,使得電流表G半偏,讀出電阻箱示數(shù)R,則電流表G的內(nèi)阻Rg_。(2)將電流表G改裝成量程為15 V

35、的電壓表,已測(cè)得Rg52.0 ,則與電流表G串聯(lián)的電阻箱R2的取值應(yīng)為_ .(3)用圖乙電路測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,滑動(dòng)變阻器R3選用_,定值電阻R0選用_。(選填器材序號(hào))(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)作出電壓表讀數(shù)U與電流表A讀數(shù)I間的關(guān)系圖象(圖象未畫出),由圖象讀出I0時(shí)U12.1 V,圖線斜率絕對(duì)值為5.9 V/A,則電源電動(dòng)勢(shì)E_ V,電源內(nèi)阻r_ ?!敬鸢浮浚?)最左端R(2)14 948.0(3)HJ(4)12.10.9【解析】(1)滑動(dòng)變阻器R1的滑片移到最左端時(shí)接入電路的電阻最大,故閉合開關(guān)S1前,滑動(dòng)變阻器R1的滑片移到最左端,閉合S2,電阻箱R2與電流表G并聯(lián),當(dāng)電流表G半偏時(shí),即

36、電流表中電流為原來的一半,則另一半電流流過電阻箱R2,電阻箱R2與電流表G中電流相同,故電阻值也相等。(2)將電流表G改裝成量程為15 V的電壓表后,表的總電阻為 1.5104 ,與電流表G串聯(lián)的電阻箱R2RRg14 948.0 ;(3)滑動(dòng)變阻器的總阻值小,便于精細(xì)調(diào)節(jié),故選H,因電流表量程為1 A,定值電阻若選100 ,則測(cè)量電流的大小及大小變化范圍就非常小,故定值電阻應(yīng)選J。(4)由題圖乙,將定值電阻等效為電源內(nèi)阻,I0時(shí),路端電壓即為電動(dòng)勢(shì)EU12.1 V,圖線斜率絕對(duì)值為等效內(nèi)阻的大小,則電源實(shí)際內(nèi)阻為r5.9 5 0.9 。23利用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻要求盡

37、量減小實(shí)驗(yàn)誤差。(1)應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖中的_(選填“甲”或“乙”)。(2)現(xiàn)有電流表(00.6 A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及以下器材:A電壓表(015 V)B電壓表(03 V)C滑動(dòng)變阻器(050 )D滑動(dòng)變阻器(0500 )實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用_;滑動(dòng)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(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖的坐標(biāo)紙上,請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn),并畫出UI圖線。序號(hào)123456電壓U(V)1.451.401.301.251.201.10電流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480(4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得

38、出干電池的電動(dòng)勢(shì)E_V,內(nèi)電阻r_。(5)實(shí)驗(yàn)中,隨著滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng),電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會(huì)發(fā)生變化下圖的各示意圖中正確反映PU關(guān)系的是_?!敬鸢浮?)甲(2)BC(3)如圖所示(4)1.50(1.491.51)0.83(0.810.85)(5)C【解析】(1)干電池的內(nèi)阻很小,電流表應(yīng)該內(nèi)接;(2)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇:干電池的電動(dòng)勢(shì)大約為1.5 V,電壓表應(yīng)選擇量程為3 V的。滑動(dòng)變阻器的選擇要注意保證實(shí)驗(yàn)的安全性及方便調(diào)節(jié)的問題。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖如圖;(4)在電源的UI圖像中,若兩坐標(biāo)軸均從零開始的,則圖線與U軸的截距為電源電動(dòng)勢(shì),圖線與I軸的截距為電源的短路電流;

39、若U軸不以零開始,則U軸截距仍為電動(dòng)勢(shì),I軸不再是短路電流,則r=。因此,根據(jù)圖線算出的電源電動(dòng)勢(shì)個(gè)內(nèi)阻分別為1.50V和0.83。(5)根據(jù)電源最大輸出功率的條件,當(dāng)外電阻等于電源內(nèi)阻時(shí),電源輸出功率最大.此時(shí)電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)的一半,選項(xiàng)C正確。24在“測(cè)定某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示,R為電阻箱,阻值范圍09 999 ,R0是保護(hù)電阻,V為理想電壓表。該同學(xué)連接好電路后,閉合電鍵S,改變電阻箱的電阻值,讀取電壓表的示數(shù)。根據(jù)讀取的多組數(shù)據(jù),他畫出了圖丙所示的圖象。(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙中選擇合適的器材根據(jù)電路圖甲畫線連接實(shí)物圖。(2)在圖丙所示圖象中,當(dāng)0.10 V1,

40、外電路處于_狀態(tài)(選填“通路”“斷路”或“短路”)。(3)根據(jù)該圖象可求得該電池的電動(dòng)勢(shì)E_ V,內(nèi)阻r_ ?!敬鸢浮浚?)見解析(2)斷路(3)10 V 0.5【解析】(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖,如圖所示(注意電壓表量程的選取)。(2)在題圖丙所示圖象中,當(dāng)0.10 V1時(shí),外電阻的倒數(shù)為零,則外電阻趨向于無窮大,外電路處于斷路狀態(tài)。(3)因?yàn)镋Ur,解得,可知圖線的縱軸截距等于0.1 V1,則E10 V,圖線的斜率k0.5,r5 。25小華在測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中,利用了如下實(shí)驗(yàn)器材:一只滿偏電流為100 A的表頭,一只開關(guān),兩只電阻箱(0999.9 )和導(dǎo)線若干。(1)小華先將表

41、頭與圖中電阻箱1進(jìn)行連接,將電阻箱調(diào)節(jié)至圖所示阻值時(shí),就可把表頭改裝成量程為50 mA的電流表,電阻箱接入電路的阻值為_;(2)用筆畫線代替導(dǎo)線,請(qǐng)將圖所示實(shí)驗(yàn)電路連接圖補(bǔ)充完整;實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456R()95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.431.401.361.331.261.20(3)通過改變電阻箱2接入電路的阻值R,測(cè)得相應(yīng)的電流I,并且作相關(guān)計(jì)算后一并記錄在下表中。請(qǐng)?jiān)趫D中描繪出(IR)I圖線;根據(jù)圖線可求得電池的電動(dòng)勢(shì)E_V,內(nèi)阻是_。(計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)【答案】(1)5 (2)見解析(3

42、)見解析1.54 V(1.531.56均可),2.10 (1.802.30均可)【解析】(1)根據(jù)電阻箱的讀數(shù)方法可知,電阻箱示數(shù)R151 5 ;(2)由題意可知,本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用改裝后的電流表與電阻箱2串聯(lián)的方式進(jìn)行,要擴(kuò)大電流表量程應(yīng)將電阻箱1與表頭并聯(lián),再與電阻箱2串聯(lián),實(shí)物圖如圖所示。(3)根據(jù)描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的圖象如圖所示;根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,IREI(r),Ig100 A0.1 mA,IgRg(50 mAIg)R1則RgR1,R15 則可知,圖象與縱軸的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì),圖線斜率的絕對(duì)值為rR1,故E1.54 V(1.531.56均可),r2.10 (1.802.30均可)。三好網(wǎng)中高級(jí)教師1對(duì)1,在線輔導(dǎo),真師可靠!官方網(wǎng)站:資料來源于網(wǎng)絡(luò),版權(quán)歸原作者所有,不得商業(yè)轉(zhuǎn)載;如有疑義請(qǐng)?zhí)砑游⑿盘?hào):dd2247443566,感謝支持!

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