專題：測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

1、測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 1、小明要測(cè)定一電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,實(shí)驗(yàn)器材有:一只電流傳感器(可視為理想電流表,測(cè)得的電流用表示),一只電阻箱(阻值用表示),一只開關(guān)和導(dǎo)線若干.該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和采集數(shù)據(jù).1.小明設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)的原理表達(dá)式是(用、表示);2.小明在閉合開關(guān)之前,應(yīng)先將電阻箱阻值調(diào)至(填“最大值”“最小值”或“任意值”),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,將電阻箱調(diào)至圖乙所示位置,則此時(shí)電阻箱接入電路的阻值為;3.小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)采集到的數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的圖像,則由圖像求得,該電源的電動(dòng)勢(shì),內(nèi)阻(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字). 2、在“用測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中:1.將待測(cè)電池組、滑動(dòng)變

2、阻器、電流傳感器、電壓傳感器、定值電阻、開關(guān)及若干導(dǎo)線連接成電路如圖甲所示.圖中未接導(dǎo)線的端應(yīng)接在(填“”“”“”“”)點(diǎn).2.實(shí)驗(yàn)得到的關(guān)系如圖乙中的直線所示,則電池組的電動(dòng)勢(shì)為,內(nèi)電阻阻值為.3.為了測(cè)量定值電阻的阻值,應(yīng)在圖甲中將“”端重新連接到(填“”“”“”或“”)點(diǎn),所得到的關(guān)系如圖乙中的直線所示,則定值電阻的阻值為. 3、用伏安法測(cè)量一電池的內(nèi)阻.已知該待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)約為9,內(nèi)阻數(shù)十歐,允許輸出的最大電流為50.可選用的實(shí)驗(yàn)器材有:電壓表(量程5);電壓表的(量程10);電流表(量程50);電流表(量程100);滑動(dòng)變阻器(最大電阻300);定值電阻(阻值為200,額定功率為)

3、;定值電阻(阻值為200,額定功率為1);開關(guān);導(dǎo)線若干.測(cè)量數(shù)據(jù)如坐標(biāo)紙上圖線所示.1.在虛線方框內(nèi)畫出合理的電路原理圖,并標(biāo)明所選器材的符號(hào).2.在設(shè)計(jì)的電路中,選擇定值電阻的根據(jù)是.3.由圖線求得待測(cè)電池的內(nèi)阻為.4.在你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路中,產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是. 4、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、;開關(guān);端連有鱷魚夾的導(dǎo)線1,其他導(dǎo)線若干.某同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電路如圖甲所示.1.按圖甲在實(shí)物圖乙中畫出連線,并標(biāo)出導(dǎo)線1和其端.2.測(cè)量時(shí),改變鱷魚夾所夾的位置,使、依次串入電路,記錄對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù)和電流表的示數(shù).數(shù)據(jù)如

4、下表所示,根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖丙中的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整,并畫出圖線.19315311169302.512.592.682.762.843.根據(jù)圖線求出電源的電動(dòng)勢(shì),內(nèi)阻.(保留兩位小數(shù)) 5、張明同學(xué)在一次測(cè)電源運(yùn)動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,用實(shí)驗(yàn)室僅有的實(shí)驗(yàn)器材:電流表一個(gè)、電阻箱一個(gè)、開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干,設(shè)計(jì)了如圖所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123454.010.016.022.028.01.000.500.340.250.201.利用測(cè)得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出適當(dāng)?shù)膱D像;2.由圖像可知,該電池的電動(dòng)勢(shì),內(nèi)阻;(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。3.利用該實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)

5、阻與真實(shí)值和相比,理論上,.(填“”“ 解析： 1.根據(jù)可得,即與呈線性關(guān)系,根據(jù)數(shù)據(jù)求出對(duì)應(yīng)的值,描點(diǎn)作圖,如圖所示.2.由知,圖象的縱軸截距為電源內(nèi)阻的負(fù)值,則圖象的斜率為電源的電動(dòng)勢(shì),3.由于電流表的分壓,“”并不是電源的路端電壓,可將電流表與電源等效為一個(gè)新電源.因此，=，=. 6.答案： 1.最大值; 2.2; 3. 解析： 1.本題主要考查測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的基礎(chǔ)知識(shí),意在考查考生的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理能力.實(shí)驗(yàn)中電阻箱起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(diào)到最大值.2.由于定值電阻,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

6、用方案2.3.由題意可得,變形為,由題意得斜率,截距,解得. 7.答案： 1.A; 2.圖見解析 0.753.0.22 解析： 1.由電路圖可知為伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn), 因此還需要電壓表,A正確.2.將所給的數(shù)據(jù)描點(diǎn)在圖象中,如答圖所示,根據(jù)閉合電路歐姆定律得,因此圖線的斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻,從圖象上取兩點(diǎn)代入得;3.由第5次所測(cè)數(shù)據(jù),得. 8.答案： 1.1.0; 2.圖見解析; 3.1.66; 充分利用已測(cè)得的數(shù)據(jù); 4.CD 解析： 1.根據(jù)改裝后電表的量程,代入解得.2.實(shí)物圖如圖所示3.根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得,故,或或或可得:。因充分利用測(cè)得的數(shù)據(jù),故減少一次測(cè)量

7、的偶然誤差。4.實(shí)驗(yàn)中,電壓表為標(biāo)準(zhǔn)電壓表,由于電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與已知值幾乎相同,說(shuō)明電壓表和滑動(dòng)變阻器對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響.電壓表的變化量和電流表的變化量比值的絕對(duì)值為電源內(nèi)阻和定值電阻之和,當(dāng)?shù)膶?shí)際阻值比計(jì)算值偏小時(shí),電流表的讀數(shù)比實(shí)際值偏小,則測(cè)得內(nèi)阻將偏大,C正確.當(dāng)?shù)膶?shí)際阻值比標(biāo)稱值偏大時(shí),算得的電源內(nèi)阻也偏大,D正確. 9.答案： D 解析： A、電動(dòng)勢(shì)表征電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小,電動(dòng)勢(shì)越大的電源,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大,故A正確.B、根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義式可知電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于將1正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移到正極時(shí)非靜電力做的功,故B正確.C、電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于不接用

8、電器時(shí)電源正負(fù)兩極間的電壓,故C正確.D、電動(dòng)勢(shì)表征電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小,不是表示移送電荷量的本領(lǐng);故D錯(cuò)誤.本題選錯(cuò)誤的,故選:D. 10.答案： D 解析： A、根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義式,可知電路中每通過(guò)1的電荷量,非靜電力做功為,則電源把2的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?故A正確;B、沒有接入電路時(shí),蓄電池的內(nèi)電壓為零,則由閉合電路歐姆定律可知電池兩極間的電壓為2,故B正確;C、電動(dòng)勢(shì)反映電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng),電動(dòng)勢(shì)越大,這種轉(zhuǎn)化本領(lǐng)越大;一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5,電路中每通過(guò)1的電荷量,電源把1.5的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?可知鉛蓄電池把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池

9、的強(qiáng);故C正確;D、蓄電池的電動(dòng)勢(shì)是2,只表示每通過(guò)1的電荷量,電源把2的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?而不表示在1內(nèi)將2的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?故D錯(cuò)誤.本題選錯(cuò)誤的,故選:D. 11.答案： 負(fù); 正; 正; 負(fù) 解析： 電源之所以能維持外電路中穩(wěn)定的電流,是因?yàn)樗心芰Π褋?lái)到負(fù)極的正電荷經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部不斷地搬運(yùn)到正極.從而使正極板帶正電,為電源的正極,負(fù)極板帶負(fù)電,為電源的負(fù)極 12.答案： B 13.答案： ABC 14.答案： 1.;2.25; 3.4.相同;不同 解析： 1.由題圖乙知,電流最大不超過(guò)100,電流表選. 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選.2.圖線斜率絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻,3.改接、之間,作出圖象,圖線斜

10、率絕對(duì)值為, 因此4.電流表測(cè)量干路電流,不論接在什么位置,電路中的總電阻是相同的,根據(jù),可判斷出電流表示數(shù)變化范圍相同.電壓表測(cè)量電路不同部分,根據(jù),可判斷出電壓表示數(shù)變化范圍不同 15.答案： 1.0.44; 2.圖見解析;1. 60 (1. 58 1. 62 都算對(duì));1.2(1.18 1.26 都算對(duì))3.干電池長(zhǎng)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. 解析： 1.由題圖可知,電流表的量程為0.6,精度為0.02, 因此電流表的示數(shù)為.2.作出的圖線如圖所示由圖象與縱軸的截距得電動(dòng)勢(shì)力為1.60,斜率為內(nèi)阻3.如果一直保持電路閉合,電池長(zhǎng)時(shí)間使用后,電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變

11、化,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大. 16.答案： 1.A; D; F; 2.;3. 或或 (橫縱坐標(biāo)互換亦可) 解析： 1.電池組總電動(dòng)勢(shì)為4.5,應(yīng)選擇量程為6的電壓表.滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇阻值接近電源內(nèi)阻的,以便調(diào)節(jié).電流表在選擇時(shí)注意量程與滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)范圍.2.按照所選電壓表和電流表,由于電源內(nèi)阻較小,為減小誤差應(yīng)把電壓表接在電源兩端.3.為得到直線,應(yīng)使縱、橫坐標(biāo)物理量呈一次函數(shù)關(guān)系.根據(jù)或,可得,即以為縱坐標(biāo),為橫坐標(biāo),可得到斜率為,截距為的直線。 17.答案： 1.60; 2.75 解析： 由電源的特征曲線知道:電動(dòng)勢(shì)為1.60,斜率表示電源的內(nèi)阻為: 18.答案： 1.甲; 2.B; C;

12、3.圖見解析; 4.1.50(1.491.51); 0.83(0.810.85)5.C 解析： 1.干電池內(nèi)阻相對(duì)一般電流表內(nèi)阻而言較小,為減小電流表分壓帶來(lái)的系統(tǒng)誤差,應(yīng)采用“外接法”(相對(duì)電源,因?yàn)樾枰獪y(cè)量的電池內(nèi)阻),故應(yīng)選甲.2.干電池電動(dòng)勢(shì)約為,電壓表選可減小讀數(shù)誤差.滑動(dòng)變阻器應(yīng)選,若選,則滑片滑動(dòng)時(shí)引起電流表讀數(shù)變化非常微小.3.圖線應(yīng)為直線,作圖時(shí)使盡量多的點(diǎn)在線上,不在線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在線的兩側(cè),誤差較大的點(diǎn)舍去.4.由可得圖象上的截距,斜率的絕對(duì)值.5.輸出功率,應(yīng)為開口向下的拋物線,正確. 19.答案： 1.3.6; 2.最大值 電源內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻之和(或) 6.0

13、 2.8 解析： 1.本小題就是替代法測(cè)電阻,電阻箱的讀數(shù)即是滑動(dòng)變阻器的電阻,即電阻為2.為保護(hù)電路,先要把可變電阻調(diào)到最大值;因?yàn)樽詈笠嫵鰣D象,所以必須要知道電阻的阻值,所以要用到電阻箱這個(gè)支路, 所以接下來(lái)要閉合調(diào)節(jié)電阻.由閉合電路歐姆定律,可得.所以縱截距表示內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻之和與電動(dòng)勢(shì)的比值,圖象斜率表示電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù),所以圖象縱軸截距與電源電動(dòng)勢(shì)的乘積代表電源內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻之和.圖象斜率為,所以電動(dòng)勢(shì)為6,縱截距為0. 60,則內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻之和為3. 6,所以電源內(nèi)阻為2.8. 20.答案： 1.并聯(lián); 5.0; 2.圖見解析1.53;2.0 解析： 1.小量程的電流表

14、改裝成大量程的電流表需并聯(lián)小電阻,由并聯(lián)的的特點(diǎn),電壓相等,得。2.描點(diǎn)、連線,作出的圖線如圖所示如圖所示,由得,縱截距為電源的電動(dòng)勢(shì).,得. 21.答案： 1.對(duì)物體受力分析可得:代入數(shù)據(jù)可得: 2.由題意可知,滑塊滑到木板上的初速度為當(dāng)變?yōu)樗较蛴抑?由牛頓第二定律可得:解得: 下滑的位移 解得:故下滑的高度3.由圖象可知,二者先發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),當(dāng)達(dá)到共速后一塊做勻減速運(yùn)動(dòng),設(shè)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,滑塊與木板間的摩擦因數(shù)為二者共同減速時(shí)的加速度大小,發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),木板的加速度,滑塊減速的加速度大小 對(duì)整體受力分析可得:可得: 在02內(nèi)分別對(duì)和做受力分析可得:對(duì):對(duì):帶入數(shù)據(jù)解方程可

15、得: 22.答案： 1.或?qū)懗?.0.110; 9.09; 3.1.0(或在0.961.04之間); 6.0(或在5.96.1之間)4.3.0(或在2.73.3之間); 1.0(或在0.61.4之間) 解析： 1.由閉合電路歐姆定律得變形化簡(jiǎn)得:2.電流表的讀數(shù)為,.3.用直尺作圖,使盡量多的點(diǎn)在線上,由圖可知,.4.由表達(dá)式,代入數(shù)據(jù)可得,. 23.答案： 1.9.40; 2.連線如圖甲所示 所作圖象如圖乙所示 10.0(9. 5011.1均可) 解析： 1.選擇開關(guān)置于直流電壓的位置,說(shuō)明最大量程為則示數(shù)為.2.完整電路圖如下圖所示.電壓表測(cè)電阻箱的分壓.電池組電動(dòng)勢(shì)約為,故電壓表選擇的量

16、程.作圖時(shí)要注意使盡量多的點(diǎn)在直線上,不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè).圖線如圖乙所示.閉合電路歐姆定律得,化簡(jiǎn)得,圖象的斜率為,圖象與縱軸的截距為,由圖象可得,解得. 24.答案： 1.圖見解析; 2.1.5; 6.0 解析： 1.根據(jù)要求作圖,注意圖線應(yīng)過(guò)(0, 14. 0)點(diǎn).2.由電路圖和閉合電路歐姆定律得，對(duì)該式變形可得：，因此該圖線的斜率，截距，聯(lián)立上述兩式得. 25.答案： 1.3V; 1.50; 2.1.0 解析： 1.考慮到實(shí)驗(yàn)的精確度,電壓表量程應(yīng)選3,由圖像可知:.2.由圖知,當(dāng)時(shí),不變,說(shuō)明斷點(diǎn)就在處,且電動(dòng)勢(shì);當(dāng)時(shí),.由知:,所以得. 26.答案： 9.0; 10 解析： 由實(shí)驗(yàn)電路,和串聯(lián)相當(dāng)于電壓表,根據(jù)閉合電路歐姆定律,解得:.延長(zhǎng)圖線,當(dāng)時(shí),讀出,解得.圖線斜率的絕對(duì)值,解得. 27.答案： 1.C; 2.10; 46 解析： 根據(jù)電源的參數(shù),電路總電阻最小值為,所以定值電阻應(yīng)選C項(xiàng);由題中所給圖線,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,縱截距為電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù),故電源電動(dòng)勢(shì)的值為10;電源的內(nèi)電阻為圖線的斜率的倍.即. 28.答案： 1.2.如圖所示.3.6.0(5.86.2都可以); 2.0(1.82.2都可以)4.=; 解析： 1.,由于與呈線性關(guān)系,應(yīng)作圖