【優(yōu)化探究】2022屆高三物理一輪復習知能檢測：8-3-4測定電源的電動勢和內阻-

[命題報告·老師用書獨具]學問點題號試驗誤差分析1、2試驗數(shù)據(jù)的處理3、5、6儀器選擇及實物連圖4創(chuàng)新試驗71.下面給出多種用伏安法測電池電動勢和內阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是()A．測出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E、rB．多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組E、r，最終分別求出其平均值C．測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出U-I圖象，再依據(jù)圖象求出E、rD．測出多組I、U的數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出斷路時的路端電壓即為電動勢E，再用閉合電路歐姆定律求出內阻r解析：測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出U-I圖象可消退某次測量不準造成的偶然誤差，選C.答案：C2．某同學在“用電流表和電壓表測電池的電動勢和內阻”的試驗中，串聯(lián)了一只2.5Ω的疼惜電阻R0，試驗電路如圖所示．(1)連好電路后，當該同學閉合電鍵時，發(fā)覺電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)不為0.檢查各接線柱均未接錯，接觸良好且未發(fā)生短路；他用多用電表的電壓擋檢查電路，把兩表筆分別接a、b，b、c，d、e時，示數(shù)均為0，把兩表筆接c、d時，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，由此可推斷故障是________________________________________________________________________．(2)按電路原理圖及用多用電表的電壓擋檢查電路，把兩表筆分別接c、d時的實物電路圖如下圖所示，請以筆畫線代替導線連接起來．解析：(1)依據(jù)電流表示數(shù)為零，可以確定是斷路故障，依據(jù)電壓檢測狀況，可以確定故障是滑動變阻器R斷路．(2)如圖所示答案：見解析3．(2021年高考安徽理綜)依據(jù)閉合電路歐姆定律，用圖1所示電路可以測定電池的電動勢和內電阻．圖中R0是定值電阻，通過轉變R的阻值，測出R0兩端的對應電壓U12，對所得的試驗數(shù)據(jù)進行處理，就可以實現(xiàn)測量目的．依據(jù)試驗數(shù)據(jù)在eq\f(1,U12)-R坐標系中描出坐標點，如圖2所示．已知R0＝150Ω，請完成以下數(shù)據(jù)分析和處理．(1)圖2中電阻為____________Ω的數(shù)據(jù)點應剔除；(2)在坐標紙上畫出eq\f(1,U12)-R的關系圖線；(3)圖線的斜率是____________(V－1·Ω－1)，由此可得電池電動勢Ex＝____________V.解析：由閉合電路歐姆定律得Ex＝U12＋I(R＋rx)把I＝eq\f(U12,R0)代入上式得Ex＝U12＋eq\f(U12,R0)(R＋rx)變形得eq\f(1,U12)＝eq\f(1,Ex)＋eq\f(rx,R0Ex)＋eq\f(1,R0Ex)R從上式看出eq\f(1,U12)和R是線性關系，圖象是直線，應剔除R＝80.0Ω的數(shù)據(jù)點．依據(jù)所描點畫出的eq\f(1,U12)-R圖線是直線(大多數(shù)點落在直線上)，如圖所示，圖線的斜率k＝eq\f(1,R0Ex).由圖象取兩點(0,0.71)和(180,1.51)得出k＝eq\f(1.51－0.71,180－0)V－1·Ω－1≈4.44×10－3V－1·Ω－1，Ex＝eq\f(1,kR0)＝eq\f(1,4.44×10－3×150)V≈1.50V.答案：(1)80.0(2)見解析(3)4.44×10－31.504．某試驗小組利用如圖所示電路測定一節(jié)電池的電動勢和內阻，備有下列器材：①待測電池，電動勢約為1.5V(小于1.5V)②電流表，量程3mA③電流表，量程0.6A④電壓表，量程1.5V⑤電壓表，量程3V⑥滑動變阻器，0～20Ω⑦開關一個，導線若干(1)請選擇試驗中需要的器材________(填標號)．(2)按電路圖將如圖甲中的實物連接起來．(3)小組由試驗數(shù)據(jù)作出的U-I圖象如圖乙所示，由圖象可求得電源電動勢為________V，內阻為________Ω.甲乙解析：(1)依據(jù)本試驗的原理以及特點，所選器材是①③④⑥⑦；(2)依據(jù)電路圖連接實物圖時，確定要看清電路的結構，滑動變阻器的接線柱所在的位置，留意導線不能交叉；(3)電源的電動勢是縱軸截距1.45V，內電阻r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(1.45－0,0.5－0)Ω＝2.9Ω.答案：(1)①③④⑥⑦(2)如圖所示(3)1.452.95．某同學在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內阻的試驗中，串聯(lián)了一只2Ω的疼惜電阻R0，試驗電路如圖甲所示．(1)按電路原理圖甲連接實物圖乙．(2)該同學連好電路后，順當完成試驗，測得下列五組數(shù)據(jù)：12345U/V1.601.401.201.000.80I/A0.110.190.260.330.40依據(jù)數(shù)據(jù)在圖丙坐標系上畫出U-I圖象，并求出該電池的電動勢E＝________V，內阻r＝________Ω.丙(3)考慮電表本身電阻對測量結果的影響，分析造成本試驗系統(tǒng)誤差的緣由是：________________.解析：(1)實物連線圖如圖1所示．(2)電池的U-I圖象如圖2所示圖象與縱軸截距表示電動勢E＝1.92V從圖象上取兩點如U1＝1.80V，I1＝0.04A，U2＝1.08V，I2＝0.30A，求出r′＝eq\f(U1－U2,I2－I1)＝eq\f(1.80－1.08,0.30－0.04)Ω≈2.77Ω因r′＝R0＋r＝2.77Ω故內阻r＝(2.77－2)Ω＝0.77Ω.(3)在本試驗中，由于電壓表的分流作用，使通過電源的電流大于電流表的示數(shù)，所以產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的緣由是電壓表的分流作用．答案：(1)見解析(2)圖見解析1.920.77(3)見解析6．某同學在用右圖所示電路測定兩節(jié)干電池的電動勢和內電阻的試驗中，共測出了五組數(shù)據(jù)，如下表所示：次數(shù)物理量12345U/V2.802.602.502.202.00I/A0.480.801.001.601.96(1)適當選擇標度，在下圖坐標紙上作出U-I圖線．(2)依據(jù)圖線可得被測電池的電動勢E＝________，內電阻r＝____________.(3)利用所給電路圖測得的干電池的電動勢E和內電阻r與真實值相比應有：E測____________E真，r測__________________r真．(填“>”、“<”或“＝”)解析：由所給表格中的數(shù)據(jù)，在坐標紙上選取標度，描點連線，作圖如圖所示，在U-I圖線中，圖線與縱軸的交點表示電池的電動勢，圖線斜率的大小表示電源內電阻的大小，所以由圖線可得電池的電動勢E為3.00V(2.98～3.02V均可)，電池的內電阻r為0.51Ω(0.50～0.52Ω均可)；因電壓表測量的是路端電壓，而電流表測量的不是干路電流(偏小)，且當U＝0時，電流表測量的是電路中的短路電流，為此可作出電源的伏安特性曲線的測量線和真實線，如右圖所示，由圖知E測<E真，r測<r真．答案：(1)見解析(2)3.00V(2.98～3.02V之間均可)；0.51Ω(0.50～0.52Ω之間均可)(3)<<7．(創(chuàng)新探究)在測量電源的電動勢和內阻的試驗中，由于所用電壓表(視為抱負電壓表)的量程較小，某同學設計了如圖所示的實物電路．(1)試驗時，應先將電阻箱的電阻調到________．(選填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)轉變電阻箱的阻值R，分別測出阻值R0＝10Ω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/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0(3)依據(jù)試驗數(shù)據(jù)描點，繪出的eq\f(1,U)R圖象是一條直線．若直線的斜率為k，在eq\f(1,U)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)試驗中電阻箱起到轉變電路的總電阻和分壓作用，為了確保儀器的平安，一般將電阻箱的電阻先調到最大值．(2)由于定值電阻R0＝10Ω，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＝e