2020-2021學(xué)年高中物理 第四章 閉合電路 第三節(jié) 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻檢測粵教版必修3

1、2020-2021學(xué)年高中物理 第四章 閉合電路 第三節(jié) 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻檢測粵教版必修32020-2021學(xué)年高中物理 第四章 閉合電路 第三節(jié) 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻檢測粵教版必修3年級：姓名：- 6 -測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻1.在“測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中,提供如下實(shí)驗(yàn)器材:一節(jié)干電池(電動(dòng)勢約為1.5 v,內(nèi)阻約為1 )電壓表v(量程02 v,內(nèi)阻約為3 k)電流表a(量程00.6 a,內(nèi)阻為0.2 )滑動(dòng)變阻器r1(阻值為010 )滑動(dòng)變阻器r2(阻值為050 )開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)若考慮電流表、電壓表內(nèi)阻的影響,現(xiàn)希望能準(zhǔn)確地測出這節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,則應(yīng)選

2、擇_(選填“甲”或“乙”)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn).為了調(diào)節(jié)方便,則滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇_(選填“r1”或“r2”)。(2)在進(jìn)行了正確的選擇和操作后,某同學(xué)通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片得到兩組電流表與電壓表的示數(shù),分別為u1=1.0 v,i1=0.3 a;u2=0.7 v,i2=0.5 a。由此可求得該干電池的電動(dòng)勢e=_v,內(nèi)阻r=_?！窘馕觥?1)題圖甲所示電路實(shí)驗(yàn)誤差來源是電壓表分流,題圖乙所示實(shí)驗(yàn)電路誤差來源是電流表分壓,由于電流表內(nèi)阻已知,為減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)選擇題圖乙所示實(shí)驗(yàn)電路;為方便實(shí)驗(yàn)操作,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇r1。(2)根據(jù)題圖乙所示電路圖,由閉合電路歐姆定律可知:e=u+i(r+ra)根據(jù)實(shí)驗(yàn)

3、數(shù)據(jù)得:e=1.0+0.3(r+ra),e=0.7+0.5(r+ra),解得:e=1.45 v,r=1.3 。答案:(1)乙r1(2)1.451.3【加固訓(xùn)練】1.在“測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中,已連接好部分實(shí)驗(yàn)電路。(1)按圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,把圖乙中剩余的電路連接起來。(2)在圖乙的電路中,為避免燒壞電表,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于_端(選填“a”或“b”)。(3)如圖是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的u-i圖像,由圖可知,電源的電動(dòng)勢e=_v,內(nèi)阻r=_。【解析】(1)電路連接如圖所示:(2)閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值應(yīng)該最大,故滑片應(yīng)置于a端。(3)由題圖圖像可知,電源電動(dòng)

4、勢為1.5 v,內(nèi)阻r= =1.0 。答案:(1)見解析圖(2)a(3)1.51.02.某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的電路測量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。其中電流表a1的內(nèi)阻r1=1.0 k,電阻r1=9.0 k,為了方便讀數(shù)和作圖,給電池串聯(lián)一個(gè)r0=3.0 的電阻。(1)按圖示電路進(jìn)行連接后,發(fā)現(xiàn)aa、bb和cc三條導(dǎo)線中,混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開的導(dǎo)線。為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開的,將電鍵s閉合,用多用電表的電壓擋先測量a、b間電壓,讀數(shù)不為零,再測量a、a間電壓,若讀數(shù)不為零,則一定是_導(dǎo)線斷開;若讀數(shù)為零,則一定是_導(dǎo)線斷開。(2)排除故障后,該小組順利完成實(shí)驗(yàn)。通過多次改變滑動(dòng)變阻器觸頭位置,

5、得到電流表a1和a2的多組i1、i2數(shù)據(jù),作出圖像如圖。由i1-i2圖像得到電池的電動(dòng)勢e=_v,內(nèi)阻r=_?！窘馕觥?1)將電鍵s閉合,用多用電表的電壓擋先測量ab間電壓,讀數(shù)不為零,可知cc不斷開,再測量aa間電壓,若讀數(shù)不為零,可知bb間不斷開,則一定是aa間斷開。若aa間電壓為零,則bb導(dǎo)線斷開。(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律得e=i1(r1+r1)+(i1+i2)(r0+r),i1i2,上式可簡化為e=i1(r1+r1)+i2(r0+r),進(jìn)一步處理可得:i1=-i2,由題圖可知,縱截距為,斜率絕對值為。解得:電動(dòng)勢e=1.41 v,內(nèi)阻r=0.5 。答案:(1)aabb(2)1.41

6、(1.361.44均可)0.5(0.40.6均可)2.甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路測電源電動(dòng)勢e及電阻r1和r2的阻值。實(shí)驗(yàn)器材有:待測電源e(不計(jì)內(nèi)阻),待測電阻r1,待測電阻r2,電壓表v(量程為01.5 v,內(nèi)阻很大),電阻箱r(099.99 ),單刀單擲開關(guān)s1,單刀雙擲開關(guān)s2,導(dǎo)線若干。(1)先測電阻r1的阻值。請將甲同學(xué)的操作補(bǔ)充完整:閉合s1,將s2切換到a,調(diào)節(jié)電阻箱,讀出其示數(shù)r和對應(yīng)的電壓表示數(shù)u1;保持電阻箱示數(shù)不變,_,讀出電壓表的示數(shù)u2,則電阻r1的表達(dá)式為r1=_。(2)甲同學(xué)已經(jīng)測得電阻r1=4.8 ,繼續(xù)測電源電動(dòng)勢e和電阻r2的阻值。該同學(xué)的做法是:閉合s

7、1,將s2切換到a,多次調(diào)節(jié)電阻箱,讀出多組電阻箱示數(shù)r和對應(yīng)的電壓表示數(shù)u,由測得的數(shù)據(jù),繪出了如圖乙所示的-圖線,則電源電動(dòng)勢e=_v,電阻r2=_。(3)利用甲同學(xué)設(shè)計(jì)的電路和測得的電阻r1,乙同學(xué)測電源電動(dòng)勢e和電阻r2阻值的做法是:閉合s1,將s2切換到b,多次調(diào)節(jié)電阻箱,讀出多組電阻箱示數(shù)r和對應(yīng)的電壓表示數(shù)u,由測得的數(shù)據(jù),繪出了相應(yīng)的-圖線,根據(jù)圖線得到電源電動(dòng)勢e和電阻r2。這種做法與甲同學(xué)的做法比較,由于電壓表測得的數(shù)據(jù)范圍_(選填“較大”“較小”或“相同”),所以_同學(xué)的做法更恰當(dāng)些。【解析】(1)將s2切換到a時(shí),電壓表示數(shù)為u1,電阻箱電阻為r,則電路中電流i1=;將s2切換到b時(shí),電壓表示數(shù)為u2,則電路中電流為i2=,由于i1=i2,解得r1=r。(2)由閉合電路歐姆定律得e=u+(r1+r2),整理得=+,由圖乙