高三物理一轮复习 跟踪演练 强化提升 实验十 测定电源的电动势和内阻.doc

实验十 测定电源的电动势和内阻跟踪演练强化提升【基础题组】1.(多选)用如图所示的电路测量电池电动势和内电阻时,若有两只电压表v1、v2量程相同,内阻分别为rv1、rv2,且rv1rv2;两只电流表a1、a2量程相同,内阻分别为ra1、ra2,且ra1ra2,在实验中,为了使e、r的测量值更精确一些,选择的电表应该是()a.v1与a1b.v1与a2c.v2与a1d.v2与a2【解析】选a、b。由于电压表有分流作用,所以电阻越大分流作用越小,测量结果越精确一些,故选项a、b正确。2.下面给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法,其中既能减小偶然误差,又直观、简便的方法是()a.测出两组i、u的数据,代入方程组e=u1+i1r和e=u2+i2r,求出e、rb.多测几组i、u的数据,求出几组e、r,最后求出平均值c.测出多组i、u的数据,画出u-i图象,再根据图象求出e、rd.用电压表测出断路时的路端电压即为电动势e,再用闭合电路欧姆定律求出内阻r【解析】选c。测出多组i、u的数据,画出u-i图象可消除某次测量不准造成的偶然误差,而且直观、简便。3.(2017洛阳模拟)用如图所示电路,测量1节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用1个定值电阻r0起保护作用。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有a.电流表(量程0.6a、3a);b.电压表(量程3v、15v);c.定值电阻(阻值1,额定功率5w);d.定值电阻(阻值10,额定功率10w);e.滑动变阻器(阻值范围010,额定电流2a);f.滑动变阻器(阻值范围0100,额定电流1a)。那么:导学号42722192(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择_v,电流表的量程应选择_a;r0应选择_的定值电阻,r应选择阻值范围是_的滑动变阻器。(2)引起该实验系统误差的主要原因是_。【解析】(1)由于一节干电池的电动势为1.5v,故选量程为3v的电压表;估算电流时,考虑到干电池电阻一般为几欧左右,加上保护电阻,最大电流在0.5a左右,所以选量程为0.6a的电流表;由于电池内阻很小,所以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取值范围小,造成的误差大;滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了,取010能很好地控制电路中的电流和电压,若取0100会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。(2)系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的,一般具有倾向性,总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小,造成e测e真,r测r真。答案:(1)30.61010(2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小【能力题组】4.利用如图所示的实验电路可以测量电源的电动势和内阻,其中r0是一个定值电阻,r是一个电阻箱,在闭合开关s前应使电阻箱的阻值达到最大值,闭合开关s,改变电阻箱的阻值r,测出r两端的电压u。(1)某同学根据实验数据在建立好的坐标系中画出1u-1r图象,测得的图象是一条斜率为k,与纵轴的截距为b的直线,则电源的电动势e=_,内电阻r=_。(用k、b、r0表示)。(2)用此电路测得的电动势与实际值相比_,测得的内电阻与实际值相比_。(均选填“偏大”“偏小”或“不变”)。【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可得:e=u+ur(r0+r),即1u=1e+r0+re1r,故k=r0+re,b=1e,解得e=1b,r=kb-r0。(2)由于电压表存在内阻,并联在r两端,相当于使得r减小,使得r两端的电压比实际要小,即电压表的示数偏小,所以用此电路测得的电动势与实际值相比偏小,e偏小,根据e=1b,可得b偏大,根据r=kb-r0,可得测得的内电阻与实际值相比偏小。答案:(1)1bkb-r0(2)偏小偏小5.(2017韶关模拟)某同学要测定一电源的电动势e和内阻r,实验器材有:一只dis电流传感器(可视为理想电流表,测得的电流用i表示),一只电阻箱(阻值用r表示),一只开关和导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据。导学号42722193(1)该同学设计实验的原理表达式是e=_(用r、i、r表示)。(2)该同学在闭合开关之前,应先将电阻箱调到_(选填“最大值”“最小值”或“任意值”),实验过程中,将电阻箱调至如图乙所示位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为_。(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的1i-r图象,则由图象可求得,该电源的电动势e=_v,内阻r=_。(结果均保留两位有效数字)【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律,该同学设计实验的原理表达式是e=i(r+r)。(2)根据实验的安全性原则,在闭合开关之前,应先将电阻箱调到最大值。根据电阻箱读数规则,电阻箱接入电路的阻值为210+11=21。(3)由e=i(r+r)可得1i=1er+1er。1i-r图象斜率等于1e,e=6.3v,图象在纵轴上的截距等于1er,r=2.5。答案:(1)i(r+r)(2)最大值21(3)6.3(6.16.4)2.5(2.42.6)6.(2015四川高考)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值rx。已知电池的电动势约6v,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有:电流表a1(量程030ma);电流表a2(量程0100ma);电压表v(量程06v);滑动变阻器r1(阻值05);滑动变阻器r2(阻值0300);开关s一个,导线若干条。某同学的实验过程如下:.设计如图甲所示的电路图,正确连接电路。.将r的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小r的阻值,测出多组u和i的值,并记录。以u为纵轴,i为横轴,得到如图乙所示的图线。.断开开关,将rx改接在b、c之间,a与b直接相连,其他部分保持不变。重复的步骤,得到另一条u-i图线,图线与横轴i的交点坐标为(i0,0),与纵轴u的交点坐标为(0,u0)。回答下列问题:(1)电流表应选用_,滑动变阻器应选用_。(2)由图乙的图线,得电源内阻r=_。(3)用i0、u0和r表示待测电阻的关系式rx=_,代入数值可得rx。(4)若电表为理想电表,rx接在b、c之间与接在a、b之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围_,电压表示数变化范围_。(选填“相同”或“不同”)【解析】(1)因为电源电动势约为6v,待测电阻和电池内阻都是数十欧,可估算出电路中的电流为数百毫安,因此电流表应选a2;为了电路正常工作以及方便调节,多测量几组数据,滑动变阻器应选r2。(2)根据图甲电路结构可知,电压表测量了电路的路端电压,电流表测量了电路的总电流,因此图乙中,图线斜率绝对值即为电池的内阻,有:r=|k|=|5.5-4.5(60-20)10-3|=25。(3)当改接电路后,将待测电阻与电源视为整体,即为一“等效电源”,此时图线的斜率绝对值为等效电源的内阻,因此有:r=r+rx=|k|=u0-0i0-0,解得:rx=u0i0-r。(4)若电表为理想电表,rx接在b、c之间与接在a、b之间,电路的总电阻可变范围不变,因此电流表的示数