（全國通用）2020年高考物理一輪題復習 第八章 恒定電流 微專題57 實驗-測定電源的電動勢和內阻

實驗：測定電源的電動勢和內阻 考點及要求：(1)實驗原理與操作；(2)數(shù)據處理與誤差分析1用圖1a的電路，可測量疊層電池“6F22”的電動勢E和內阻r，所用的實驗器材有：電阻箱R(最大阻值999.9 )，電阻R0(阻值為900.0 )，電流表(量程為10 mA，內阻為RA100.0 )，開關S.實驗中，閉合開關S后，多次調節(jié)電阻箱，記下電流表的示數(shù)I和電阻箱對應的阻值R，算出與的值見表：R/17.523.126.736.958.1139.0/(×102 1)5.714.333.752.711.720.72I/mA2.503.003.304.005.006.67(×102 A1)4.003.333.032.502.001.50回答下列問題：(1)根據圖a用筆畫線代替導線將圖b中的實驗器材連成實驗電路圖1(2)與的關系式為_(3)在圖2的坐標紙上將數(shù)據點描出并作圖圖2(4)根據圖線求得電源電動勢E_V，內阻r_.(保留2位有效數(shù)字)2某實驗小組的同學，設計了圖3甲所示的電路圖，既可以用來測量電壓表的內阻，也可以用來測量電源的電動勢和內阻實驗器材有：電源E，電壓表V，電阻箱R1(09 999 )，滑動變阻器R2，一個單刀雙擲開關S，導線若干(1)實驗首先測量電壓表內阻，實驗步驟如下：將滑動變阻器R2的滑片滑至最左端，同時將電阻箱R1阻值調至0將開關接向1，調節(jié)R2的滑片，直至電壓表滿偏圖3保持R2不變，調節(jié)R1阻值，使電壓表示數(shù)達滿偏刻度的，讀出此時電阻箱的阻值記為R，則電壓表的內阻RV_.通過上述方法得到電壓表的內阻測量值_真實值(選填“大于”或“小于”)(2)接下來測量電源的電動勢和內阻為了保護電路，該小組同學又在電路中加上了保護電阻R025 ，如圖乙所示，實驗步驟如下：將滑動變阻器R2的滑片滑至最左端，不再移動，同時將電阻箱R1阻值調至0將開關接向2，記下電壓表讀數(shù)為3 V改變電阻箱R1接入電路的電阻值，讀取電壓表對應的示數(shù)U根據讀取的多組數(shù)據，小組同學畫出了圖丙所示的圖象，圖中虛線是圖中曲線的漸近線根據該圖象及測得數(shù)據，可求得該電源的電動勢E_V，內阻r_.(保留兩位有效數(shù)字)3某同學準備利用下列器材測量干電池的電動勢和內電阻A待測干電池兩節(jié)，每節(jié)電池電動勢約為1.5 V，內阻約幾歐姆B直流電壓表V1、V2，量程均為3 V，內阻約為3 kC定值電阻R0，阻值未知D滑動變阻器R，最大阻值RmE導線和開關(1)根據如圖4甲所示的實物連接圖，在圖乙方框中畫出相應的電路圖圖4(2)實驗之前，需要利用該電路圖測出定值電阻R0，方法是先把滑動變阻器R調到最大阻值Rm，再閉合開關，電壓表V1和V2的讀數(shù)分別為U10、U20，則R0_(用U10、U20、Rm表示)(3)實驗中移動滑動變阻器觸頭，讀出電壓表V1和V2的多組數(shù)據U1、U2，描繪出U2U1圖象如圖丙所示，圖中直線斜率為k，與橫軸的截距為a，則兩節(jié)干電池的總電動勢E_，總內阻r_(用k、a、R0表示)4在測量一節(jié)干電池電動勢E和內阻r的實驗中，小明設計了如圖5甲所示的實驗電路甲乙丙圖5(1)根據圖甲實驗電路，請在圖乙中用筆畫線代替導線，完成實物電路的連接(2)實驗開始前，應先將滑動變阻器的滑片P調到_(選填“a”或“b”)端(3)合上開關S1，S2接圖甲中的1位置，改變滑動變阻器的阻值，記錄下幾組電壓表示數(shù)和對應的電流表示數(shù)；S2改接圖甲中的2位置，改變滑動變阻器的阻值，再記錄下幾組電壓表示數(shù)和對應的電流表示數(shù)在同一坐標系內分別描點作出電壓表示數(shù)U和對應的電流表示數(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，作出的UI圖線是圖丙中的_(選填“A”或“B”)線；S2接1位置時，測出的電池電動勢E和內阻r存在系統(tǒng)誤差，原因是_表(選填“電壓”、“電流”)的示數(shù)偏_(選填“大”、“小”)5研究表明：用納米硅粉和藻朊酸鹽制成的電極的電池，其容量是一般電池的8倍在測定一節(jié)該新型電池的電動勢和內阻的實驗中，所提供的器材有：待測該電池一節(jié)(電動勢約為2 V)電流表G(量程3.0 mA，內阻r1100 )電流表A(量程0.6 A，內阻r21.0 )定值電阻R1100 定值電阻R2900 滑動變阻器R(050 )開關、導線若干(1)為了更準確測出該電池的電動勢和內阻，采用圖6甲所示實驗電路圖，其中定值電阻R應選用_(選填“R1”或“R2”)請根據你選定的定值電阻完成圖乙中的實物連接(2)某同學在實驗中測出電流表A和電流表G的示數(shù)I和Ig，根據記錄數(shù)據作出IgI圖象如圖丙所示，根據圖象可求得，被測電池的電動勢E_V，內阻r_.(計算結果保留兩位小數(shù))甲乙丙圖6答案解析1(1)見解析圖(2)·(3)見解析圖(4)9.2(8.79.5均對)46(4348均對)解析(1)以筆畫線代替導線連接實物圖時，注意按電流從電源正極出發(fā)依次連接，連接電流表時，電流由正接線柱流入，負接線柱流出，先串聯(lián)再并聯(lián)，如圖所示(2)電流表與定值電阻串聯(lián)等效為電壓表使用，根據歐姆定律UI(RAR0)，由閉合電路歐姆定律EU(I)rI(RAR0rr)，所以·；(3)用直線擬合各數(shù)據點時，注意使直線盡量多地通過數(shù)據點，其他點均勻分布在直線兩側，離直線較遠的點大膽舍棄；(4)由(2)中所得解析式可知，圖象斜率k，截距b，根據圖象代入斜率和截距可計算出電源電動勢和內阻2(1)R大于(2)9.050解析(1)保持R2不變，調節(jié)R1阻值，使電壓表示數(shù)達滿偏刻度的，此時電阻箱兩端分得電壓為滿偏刻度的，由電路的連接方式可知電壓表的內阻RV.由于電阻箱的接入導致電壓偏大，所以電壓表的內阻測量值大于真實值(2)在測量電源的電動勢和內阻實驗中，由題圖乙電路圖可知調節(jié)R2的滑片滑至最左端不再移動，同時調節(jié)電阻箱R1阻值為0，將開關接向2，電壓表讀數(shù)為3 V即為保護電阻兩端的電壓由題圖丙可知，電源電動勢為9.0 V，所以電源內阻為2R050 .3(1)見解析圖(2)Rm(3)解析(1)電路圖如圖所示(2)由(1)圖可知，V2測量R0與R兩端的電壓，V1測量R兩端的電壓，則R0兩端的電壓為U20U10；由歐姆定律可知，R0Rm(3)由閉合電路歐姆定律可知：EU2r變形得：U2U1E，則有：a；k，解得：E，r4(1)見解析圖(2)a(3)B電流小解析(1)實物連線圖如圖所示(2)為保護電流表，實驗開始前，應將滑片P置于電阻最大的a端；(3)當S2接1位置時，可把電壓表與電源看做一個等效電源，根據閉合電路歐姆定律EU斷可知，電動勢和內阻的測量值均小于真實值，所以作出的UI圖線應是B線；測出的電池電動勢E和內阻r存在系統(tǒng)誤差，原因是電壓表的分流，結果使電流表的讀數(shù)偏小5見解析解析(1)電流表G的內阻r1100 ，串聯(lián)上定值電阻R2900 后，就將電流表G改裝成量程為3 V的電壓表實物連接如圖所示(2)表頭的示數(shù)與該支路電阻阻值乘積可作為路端電壓處理，路端電壓UIg(R2r1)，將題圖丙轉換成路端電壓與電流圖象，如圖所示由閉合電路歐姆定律可知：I0，UE1.90 V由圖象可知：krr2 1.5 ，電源內阻rkr21.5 1.0 0.50 .