2019-2020年高中物理 第2章 第10節(jié) 實驗 測定電源的電動勢和內阻練習 新人教版選修3-1.doc
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2019-2020年高中物理 第2章 第10節(jié) 實驗 測定電源的電動勢和內阻練習 新人教版選修3-11利用電流表和電壓表測電池的電動勢和內阻所依據(jù)的公式是EUIr,需要測量的物理量有U、I2為了測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻,下圖給出的兩種實驗電路圖由于一般電池的內阻較小(比電壓表的內阻小得多,與電流表的內阻相差不多),所以為使測量結果比較準確,應選用圖(1)所示的電路3用作圖法求電池的電動勢和內阻,作UI圖象時,在坐標圖上以I為橫坐標,以U為縱坐標,作出圖象后,把這條直線用虛線延長,這條直線與縱軸交點的物理意義是電源的電動勢E,與橫軸交點的物理意義是短路電流I,直線的斜率的物理意義是斜率的大小等于電源內阻,由此可以看出,用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的優(yōu)點是減小實驗中的偶然誤差,但要求在測量數(shù)據(jù)準確的基礎上,作圖象時必須嚴格認真,且使大多數(shù)的點在這一直線上,不在這一直線上的點大致均勻地分布在直線的兩側,才能從圖象中找出正確的結論和準確的答案4測電源電動勢和內阻的其他方法(1) 依據(jù)EIRIr(2) 依據(jù)EUr基礎鞏固1如圖是測量電源內電阻的電路,下列的說法中正確的是(CF)A由于電流表的分壓作用,使內電阻的測量值小于真實值B由于電流表的分壓作用,使內電阻的測量值大于真實值C由于電壓表的分流作用,使內電阻的測量值小于真實值D由于電壓表的分流作用,使內電阻的測量值大于真實值 E測出的電動勢與真實值相同F(xiàn)測出的電動勢比真實值小解析:EUIR,IIA,由于電壓表的分流作用,對于每個電壓值U1,測得的電流IA小于總電流I1,U越大,IA跟I1相差越大,電源的UI圖象如圖所示:由圖示可知,電源電動勢的測量值小于真實值,電源內阻的測量值小于真實值,故ABDE錯誤,CF正確;故選CF.2如圖是測量電源電動勢和內電阻的電路,關于誤差的說法正確的是(BE) A由于電流表的分壓作用,使內電阻的測量值小于真實值B由于電流表的分壓作用,使內電阻的測量值大于真實值C由于電壓表的分流作用,使內電阻的測量值小于真實值D由于電壓表的分流作用,使內電阻的測量值大于真實值E測出的電動勢與真實值相同F(xiàn)測出的電動勢比真實值小解析:由圖示可得,電流表測電路電流,由于電流表的分壓作用,電壓表測量值小于路端電壓,實驗誤差是由于電流表分壓造成的;當外電路斷路時,電壓表示數(shù)等于路端電壓,電源的UI圖象如圖所示:由圖示可知,電源電動勢的測量值與真實值相等,電源內阻的測量值大于真實值,故ACDF錯誤,BE正確;故選BE.3(多選)用伏安法測電池的電動勢和內阻的實驗中,下列說法中錯誤的是(BD)A應選用舊的干電池作為被測電源,以使電壓表讀數(shù)變化明顯B應選用內阻較小的電壓表和電流表C移動滑動變阻器的滑片時,不能使滑動變阻器短路造成電流表過載D使滑動變阻器阻值盡量大一些,測量誤差才小解析:伏安法測電池的電動勢和內阻實驗中,應選用內阻較大的電壓表和內阻較小的電流表,滑動變阻器阻值不能太大,如果太大不便于調節(jié)4在測定一節(jié)干電池(電動勢約為1.5 V,內阻約為2 )的電動勢和內阻的實驗中,滑動變阻器和電壓表各有兩個供選擇:A電壓表量程為15 V;B電壓表量程為3 V;C滑動變阻器為(20 ,3 A);D滑動變阻器為(500 ,0.2 A)(1)電壓表應該選_(選填“A”或“B”),這是因為_.(2)變阻器應選_(選填“C”或“D”),這是因為_.解析:本題主要考查對電學儀器的選擇電學儀器的選擇最主要的有兩條原則:(1)安全,即不能超量程; (2)方便,即便于讀數(shù)和調節(jié)由于電源電動勢約為1.5 V,故選量程為03 V的電壓表,讀數(shù)既準確,又方便,D滑動變阻器的額定電流太小,阻值大,調節(jié)不方便,故選C滑動變阻器答案:(1)B讀數(shù)既準確、又方便(2)C滑動變阻器D的額定電流太小,最大阻值太大,調節(jié)不方便5某同學用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢和內阻,現(xiàn)備有下列器材:A被測干電池一節(jié)B電流表:量程00.6 A,內阻rA0.3 C電流表:量程00.6 A,內阻約為0.1 D電壓表:量程03 V,內阻未知E電壓表:量程015 V,內阻未知F滑動變阻器:010 ,2 AG滑動變阻器:0100 ,1 AH開關、導線若干伏安法測電池電動勢和內阻的實驗中,由于電流表和電壓表內阻的影響,測量結果存在系統(tǒng)誤差在現(xiàn)有器材的條件下,要盡可能準確地測量電池的電動勢和內阻(1)在上述器材中請選擇適當?shù)钠鞑模篲(填寫選項前的字母);(2)實驗電路圖應選擇下圖中的 _(填“甲”或 “乙”)(3)根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的UI圖象,則在修正了實驗系統(tǒng)誤差后,干電池的電動勢E_V,內電阻r_.解析:(1)在上述器材中請選擇適當?shù)钠鞑模篈.被測干電池一節(jié);為了讀數(shù)準確,所以選擇B電流表,量程:00.6 A;D.電壓表:量程03 V;滑動變阻器阻值較小有利于電表的數(shù)值變化,減小誤差,故選F;H.開關、導線若干(2)測量電動勢和內阻的時候,由于電源的內阻是很小的,若采用甲圖的接法,由于電流表內阻的影響,會使測量電阻偏大,為了減小內阻的測量誤差,實驗時應選用電路圖乙(3)由UI圖象可知,電池的電動勢為:E1.50 V; 內電阻為:r 1.0 .答案:(1)ABDFH(2)乙(3)1.51.0能力提升6給你一個電壓表、一個電阻箱、電鍵及導線等器材:(1)在虛線框內畫出根據(jù)閉合電路歐姆定律測定一節(jié)舊的干電池的電動勢和內阻的實驗電路圖(2)在實驗過程中,將電阻箱撥到45 時,電壓表讀數(shù)為0.90 V;若將電阻箱撥到如圖甲所示的位置時,電壓表讀數(shù)如圖乙表盤所示根據(jù)以上數(shù)據(jù),可以算出該節(jié)電池的電動勢E_V,內電阻r_.解析:(2)由E0.9r,E1r,得E1.3 V,r20 .答案:(1)電路圖如圖所示 (2)1.3207某同學在用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內阻的實驗中,串聯(lián)了一只2.5 的保護電阻R0,實驗電路如圖甲所示(1)按圖甲電路原理圖將圖乙實物連接起來;(2)該同學按上述電路原理圖正確連接好實驗電路,合上開關S后,當滑動變阻器的滑動觸頭P由A端向B端逐漸滑動時,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)逐漸增大,而電壓表的示數(shù)幾乎不變,直到當滑動觸頭P滑至鄰近B端時,電壓表的示數(shù)急劇變化,出現(xiàn)上述情況的原因是: _.(3)該同學順利完成實驗,測出的數(shù)據(jù)如下表所示請你根據(jù)這些數(shù)據(jù)幫他在圖中畫出UI圖象,并由圖得出電池的電動勢E_V,內阻r_.I/A0.100.170.230.30U/V1.201.000.800.60答案:(1)如圖所示(2)滑動變阻器的總電阻太大(3)1.483.0(如圖所示)8在測量電源的電動勢和內阻的實驗中,由于所用電壓表(視為理想電壓表)的量程較小,某同學設計了如圖所示的實物電路(1)實驗時,應先將電阻箱的電阻調到_(選填“最大值”“最小值”或“任意值”)(2)改變電阻箱的阻值R,分別測出阻值R010 的定值電阻兩端的電壓U.下列兩組R的取值方案中,比較合理的方案是_(選填“1”或“2”).方案編號電阻箱的阻值R/1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點,繪出的R圖象是一條直線若直線的斜率為k,在坐標軸上的截距為b,則該電源的電動勢E_,內阻r_(用k、b和R0表示)解析:(1)實驗中電阻箱起到改變電路的總電阻和分壓作用,為了確保儀器的安全,一般將電阻箱的電阻先調到最大值(2)由于定值電阻R010 ,若選用方案1,則電壓表的示數(shù)較小,示數(shù)變化范圍也很小,所以選用方案2.(3)由題意可得E(R0Rr),變形為R,由題意得斜率k,截距b,解得E,rR0.答案:(1)最大值(2)2(3)R0- 配套講稿:
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