高考物理總復(fù)習實驗創(chuàng)新增分專題十測定電源的電動勢和內(nèi)阻能力訓(xùn)練

1、 實驗十 測定電源的電動勢和內(nèi)阻2能力訓(xùn)練*緊跟高考1 . (2017 江西重點中學聯(lián)考)利用如圖甲所示電路， 可用伏安法測定某一電源的電動勢和內(nèi)阻，其中虛線框為用靈敏電流計G改裝的電壓表 V, A為標準電流表，Ei為待測電源，S為開關(guān)，R為滑動變阻器。(1)已知靈敏電流計 G的滿偏電流Ig=200 A,按圖乙所示電路，用半偏法測定靈敏電 流計G的內(nèi)阻rg,其中電阻 R約為1 k Qo為使測量值盡量準確，在以下器材中，電源 E應(yīng) 選用,電阻R應(yīng)選用,電阻R應(yīng)選用 。(填器材前的字母)A.電源(電動勢1.5 V)B.電源(電動勢6 V)C.電阻箱(0999.9 Q)D.滑動變阻器(0500 Q

2、)E.電位器(一種可變電阻，與滑動變阻器相當)(05.1 k Q)F.電位器(一種可變電阻，與滑動變阻器相當)(051 k Q)(2)如果所得 R的阻值為300則圖中被測電流計 G的內(nèi)阻的測量值為 該測量值 實際值(填“大于” “小于”或“等于”)。(3)給靈敏電流計G串聯(lián)一個阻值為 kQ的電阻就可以將該電流計 G改裝為量程6 V的電壓表。(4)由(2)確定靈敏電流計的內(nèi)阻測量值與實際值差異后，將其改裝成另一電壓表 V(甲圖虛線框所示)接入甲圖電路進而完成甲圖實驗測量時，電壓表 V測量值 實際值；電源E1電動勢測量值 實際值。(均填“大于” “小于”或“等于”)答案 (1)B C F (2)3

3、00 小于(3)29.7(4)小于 小于解析 (1)半偏法測電阻要求保持干路電流幾乎不變，因此為了減小實驗誤差，R應(yīng)選阻值大的F,電源應(yīng)選電動勢大的 B;由實驗原理知靈敏電流計的內(nèi)阻 rg=R,故電阻 R應(yīng)選 電阻箱Co(2)靈敏電流計的內(nèi)阻 rg=R = 300 Q o閉合開關(guān)S2,保持R不變，調(diào)節(jié) R3的阻值，電 流計的指針半偏時，電路中的總電阻減小，干路電流增大，由并聯(lián)電路的電流關(guān)系知，通過 R的電流大于滿偏電流的一半，由歐姆定律知，R小于R,故測量值小于實際值。（3）由歐姆定律得，靈敏電流計G串聯(lián)電阻阻值 R=U, 6人300 Q = 29.7I g200X 10 AkQ。（4）靈敏電

4、流計的內(nèi)阻測量值小于實際值，改裝后電壓表 V的實際內(nèi)阻大于理論值，故電壓表V的測量值小于實際值；由 E= U- Ir知，U-I圖象中，圖象在縱軸的截距表示電源電動 勢，所以電源電動勢的測量值小于實際值。2.某同學設(shè)想運用如圖甲所示的實驗電路，測量未知電阻R的阻值、電流表 A的內(nèi)阻和電源（內(nèi)阻忽略不計）的電動勢，實驗過程中電流表的讀數(shù)始終符合實驗要求。（1）為了測量未知電阻R的阻值，他在閉合開關(guān)之前應(yīng)該將兩個電阻箱的阻值調(diào)至（填“最大”或“最小”），然后閉合開關(guān) K1,將開關(guān)K2撥至1位置，調(diào)節(jié)R使電流 表A有明顯讀數(shù)Io;接著將開關(guān)K2撥至2位置，保持 R不變，調(diào)節(jié)R,當調(diào)節(jié)R=34.2 Q

5、時，電流表A讀數(shù)仍為Io,則該未知電阻的阻值 R=Q o（2）為了測量電流表 A的內(nèi)阻 R和電源（內(nèi)阻忽略不計）的電動勢E,他將R的阻值調(diào)到 R=1.5R2調(diào)到最大，將開關(guān) E撥至2位置，閉合開關(guān) Ki；然后多次調(diào)節(jié) R,并在表格中記錄下了各次 R的阻值和對應(yīng)電流表 A的讀數(shù)I;最后根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，他畫出了如圖乙 所示的圖象，根據(jù)你所學知識和題中所給字母寫出該圖象對應(yīng)的函數(shù)表達式為：;利用圖象中的數(shù)據(jù)可求得，電流表A的內(nèi)阻R=電源（內(nèi)阻忽略不計）的電動勢E=V。、 一，1R2 R+R答案(1)最大 34.2(2) _ = -E + E-0.5 4因為兩種情況下電流表示數(shù)解析 （1）為了保護電路

6、，需要將電阻箱的阻值都調(diào)至最大。相同，R和R等效，所以 R=R = 34.20。 .一1 1 R + R . 1（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=I（R + R+R）,解得=eR+E,故j-R圖象的斜1. R+R .一 一 1 1-0.5 R+R . 一率為E，則縱截距為 E,代入數(shù)據(jù)可得：E= 2, E=0.5 ,解得E= 4 V, R= 0.5Q。.某研究小組同學要測量一個未知電源的電動勢E及內(nèi)阻r。手邊的實驗器材有：待測電源（電動勢E約為4 V ,內(nèi)阻r約為0.8 Q）,電壓表V（量程為1 V ,內(nèi)阻R約為1 k Q ）, 滑動變阻器 R(010.0 ),滑動變阻器 R(0100.0 )

7、,電阻箱 R(099.99 ),電阻 箱R4(02.999 k ),定值電阻R0(阻值為10 ),開關(guān)S,導(dǎo)線若干。(1)由于電壓表V的量程太小，需將電壓表量程擴大為3 V,則應(yīng)測量此電壓表的內(nèi)阻 RV,該小組同學依據(jù)圖甲電路進行測量，步驟如下：S斷開，使滑動變阻器的滑動片P處于最左端a,并將電阻箱的阻值調(diào)為零；閉合S,將滑動變阻器的滑動片 P由左端緩慢向右滑動，當電壓表的讀數(shù)為滿偏值時，滑動片P停止滑動；保持滑動變阻器的滑動片P位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電壓表的讀數(shù)為滿偏值的一半時，記下電阻箱的阻值R=9950。該實驗中電阻箱應(yīng)選用 ，滑動變阻器應(yīng)選用 式填入器材所應(yīng)的符號) 從以上步驟測

8、得的數(shù)據(jù)可得，要改裝成量程為3 V的電壓表，該電壓表應(yīng)串聯(lián)的分壓電阻 R?=Q 。(2)研究小組的同學利用題給的電壓表 (表盤未改動)串聯(lián)分壓電阻Rb構(gòu)成量程為3 V的 電壓表后，設(shè)計了圖乙的電路測量電源電動勢E及內(nèi)阻r。為了使電壓表的讀數(shù)隨電阻箱的阻值改變而有較大的變化，在干路上連接了一個阻值為R的定值電阻，實驗過程中通過改變電阻箱的阻值 R得到多組對應(yīng)電壓表的讀數(shù)值U。導(dǎo)出的U與R的函數(shù)關(guān)系式為 ;由此作出U-R勺圖象如圖丙所示，得到圖線的截距為b,斜率為ko則電源電動勢的表達式為;內(nèi)阻的表達式為。答案(1) R R 19901 j r+R-=()U E3E= br =k-Rb解析 （1）

9、該實驗中電阻箱應(yīng)選用R,滑動變阻器分壓接法應(yīng)選用R,由半偏法原理可3 V - 1 VR)=R1 V知電壓表內(nèi)阻FV= R=995 Q ,由電表的改裝可知該電壓表應(yīng)串聯(lián)的分壓電阻 =1990 Q 。（2）由閉合電路歐姆定律E= 3U+警r + R）,整理得7 = -一截距b = -|,RU E REE斜率 k= -一, 解得 E= I， r=JR。Eb b. （2016 四川高考）用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻。實驗器材：待測電源（電動勢約3 V,內(nèi)阻約2 ）,保護電阻R（阻值10 ）和R（阻值 5 Q）,滑動變阻器 R電流表A,電壓表V,開關(guān)S,導(dǎo)線若干。待測電源實驗主要步驟：將滑動變阻

10、器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)；逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)u和相應(yīng)電流表的示數(shù)I ；以U為縱坐標，I為橫坐標，作 U-I圖線（U、I都用國際單位）；求出U-I圖線斜率的絕對值 k和在橫軸上的截距 a?；卮鹣铝袉栴}：(1)電壓表最好選用 ;電流表最好選用 。A.電壓表(03 V ,內(nèi)阻約15 k Q)B.電壓表(03 V ,內(nèi)阻約3 k Q)C.電流表(0200 mA,內(nèi)阻約 2 Q)D.電流表(030 mA,內(nèi)阻約 2 Q)(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大。兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是。A.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱B.兩導(dǎo)線

11、接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱(3)選用k、a、R和R2表不待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達式E=, r =，代入數(shù)值可得 E和r的測量值。答案 (1)A C (2)C (3) ak kR解析 (1)電壓表測量路端電壓，測量中為了減小誤差，通過電壓表的電流越小越好，在量程一樣(03 V)的情況下，其內(nèi)阻越大越好，電壓表選A;電路中的電流最大值大約為3 V用 -=200 mA,電流表選Co山十1 Q(2)滑片從左向右滑動時，電壓表示數(shù)增大，說明滑片滑動時滑

12、動變阻器接入電路的電阻 變大，只有C項的接法符合上述情形。(3)因為U EI(r + R),所以U-I圖線如圖所示，斜率的絕對值k=r + R,故r = k R。橫軸截距a = 則E= ak。 r.(安徽高考)根據(jù)閉合電路歐姆定律，用圖甲所示電路可以測定電池的電動勢和內(nèi)電阻。圖中R是定值電阻，通過改變 R的阻值，測出 R兩端的對應(yīng)電壓 U2,對所得的實驗數(shù)1,1 據(jù)進行處理，就可以實現(xiàn)測量目的。 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在77-R坐標系中描出坐標點， 如圖乙所不。U2已知R=150請完成以下數(shù)據(jù)分析和處理。(1)圖乙中電阻為 Q的數(shù)據(jù)點應(yīng)剔除。(2)在坐標紙上畫出；-R關(guān)系圖線。U12(3)圖線的斜率是

13、V 1 -由此可得電池電動勢日=V。答案 (1)80.0 (2) 圖見解析(3)4.44 X 10 3(4.42 X 10 34.46 X 10 3均正確)1.50(1.491.51 均正確)解析 (1)圖中偏離圖線較遠的點要舍去，所以電阻為80.0 Q的數(shù)據(jù)點應(yīng)剔除。(2)在坐標紙畫一條平滑曲線，如圖所示。A一，1.410.70113 i i 一，(3)圖線的斜率 k=-V Q =4.44X10 V - Q ,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得 O. , EX,- =U12，整理得7T= RKF: +2 , R 即 2 = 4.44X10 一3,則電池電動勢 R + rvr r x RU2RHRExR

14、H曰1.50 V。. （2015 四川高考）用實驗測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值 R。已知電池的電動勢約6 V,電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐?？蛇x用的實驗器材有：電流表 A1（量程030 mA）;電流表 A2（量程0100 mA）;電壓表 V（量程06 V）;滑動變阻器R（阻值05 ）;滑動變阻器R2（阻值0300 ）;開關(guān)S 一個，導(dǎo)線若干條。某同學的實驗過程如下：I .設(shè)計如圖1所示的電路圖，正確連接電路。n.將R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小R的阻值，測出多組U和I的值，并記錄。 以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖2所示的圖線。出.斷開開關(guān)，將 R改接在B、C之間，A與B直接相連

15、，其他部分保持不變。重復(fù)n的 步驟，得到另一條 U-I圖線，圖線與橫軸I的交點坐標為（10,0）,與縱軸U的交點坐標為（0, U0）oI R回答下列問題：(1)電流表應(yīng)選用 ,滑動變阻器應(yīng)選用 。(2)由圖2的圖線，得電源內(nèi)阻 r=Q o(3)用10、U0和r表示待測電阻的關(guān)系式R=，代入數(shù)值可得 R。(4)若電表為理想電表，R接在B C之間與接在 A B之間，滑動變阻器滑片都從最大阻 值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍 ,電壓表示數(shù)變化范 圍。(填“相同”或“不同”)答案 (1)A2 R (2)25(3) U0-r (4)相同 不同解析 (1)電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐，滑動變阻器要達到限流效果，應(yīng)選 R; 電池電動勢為 6V,調(diào)節(jié)滑動變阻器，電路中最小電阻為幾十歐姆，最大電流在一百毫安左 右，電流表選Aao，一 AU(2)由題圖