高考物理一轮复习 第7章 恒定电流 实验9 测定电源的电动势模拟 新人教版选修31.doc

实验9 测定电源的电动势1(2016四川卷)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源(电动势约3v，内阻约2)，保护电阻r1(阻值10)和r2(阻值5)，滑动变阻器r，电流表a，电压表v，开关s，导线若干。实验主要步骤：(1)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；(2)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数u和相应电流表的示数i；(3)以u为纵坐标，i为横坐标，作ui图线(u、i都用国际单位)；(4)求出ui图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。回答下列问题：电压表最好选用_a_；电流表最好选用_c_。a电压表(03 v，内阻约15 k)b电压表(03 v，内阻约3 k)c电流表(0200 ma，内阻约2 )d电流表(030 ma，内阻约2 )滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_c_。a两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱b两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱c一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱d一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱选用k、a、r1和r2表示待测电源的电动势e和内阻r的表达式e_ak_，r_kr2_，代入数值可得e和r的测量值。解析(1)测电源的电动势和内阻的原理为闭合电路的欧姆定律，即ueir，i是电路中的总电流，实际测量时电压表的分流作用会引起系统误差，为了减小系统误差，应选用内阻较大的电压表，即选a；由于电路中的最大电流约为ia0.176a176ma，故选c。(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，说明滑动过程中滑动变阻器接入电路的阻值增大，因此说明一根导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱，c项正确。(3)图象斜率绝对值krr2，图象与横轴的截距为电压表短路时的电流，即a，因此电源的内阻rkr2，电源的电动势eka。2(2015天津理综)用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5v，内电阻约1)的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：a电流表：量程0.6a，内电阻约1b电流表：量程3a，内电阻约0.2c电压表：量程3v，内电阻约30kd电压表：量程6v，内电阻约60ke滑动变阻器：01000，额定电流0.5af滑动变阻器：020，额定电流2a(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_a_，电压表应选用_d_，滑动变阻器应选用_f_(均填仪器的字母代号)。(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路。为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将_a_和_d_相连、_c_和_g_相连、_f_和_h_相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验。实验中读出几组电阻箱的阻值r和对应电压表的示数u。用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以_或u_为纵坐标，以_或_r(横纵坐标互换亦可)_为横坐标。解析(1)此次实验电流表内阻对实验没有影响，选择小量程电流表，减小读数误差；串联电池的电动势约为4.5 v，电压表应选择d项；接入电路中的电阻在满足要求的条件下不宜过大，容易调节。(2)电压表的内阻相对滑动变阻器的内阻较大，流经电压表的电流可以忽略不计，所以选择电流表内接法，以减小误差。(3)按照题意连接电路后，电动势的表达式为eur，电池的电动势和内阻为定值，故可以作出关于的图象，图象为一条直线。同理，将电动势表达式写成uer的形式则可以作出u关于的图象，该图象也为一条直线。3(2015江苏物理)小明利用如图1所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。(1)图中电流表的示数为_0.44_a。(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：u(v)1.451.361.271.161.06i(a)0.120.200.280.360.44请根据表中的数据，在图2所示的方格纸上作出ui图线。由图线求得：电动势e_1.60(1.581.62都算对)_v；内阻r_1.2(1.181.26都算对)_。(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大_。答案(2)ui图线如图所示解析电流表读数时注意量程和有效数字；画ui图线时注意所描各点要均匀分布在线的两侧，并且纵坐标要从1v开始。4(2015安徽理综)某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100 a、内阻为2500 的表头，一个开关，两个电阻箱(0999.9 )和若干导线。(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50 ma 的电流表，则应将表头与电阻箱_并联_(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为_5.0_。(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图1所示，通过改变电阻r测相应的电流i，且作相关计算后一并记录如下表。图1123456r()95.075.055.045.035.025.0i(ma)15.018.724.829.536.048.0ir(v)1.421.401.361.331.261.20根据表中数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画出iri图线；图2根据图线可得电池的电动势e是_1.53_v，内阻r是_2.0_。答案(2)如图所示解析将电流表量程扩大时，表头和电阻应该并联igrg(iig)r0，r05.0 图线与纵轴的交点表示电动势的大小，e1.53v，图象的斜率r7.0 ，而rrr，所以r2.0 5(2015四川理综)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6 v，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030 ma)；电流表a2(量程0100 ma)；电压表v(量程06 v)；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ui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_a2_，滑动变阻器应选用_r2_；(2)由图乙的图线，得电源内阻r_25_；(3)用i0、u0和r表示待测电阻的关系式rx_r_，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_相同_，电压表示数变化范围_不同_。(选填“相同”或“不同”)解析(1)由于电池的电动势为6 v，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧，所以电流的最大值可能会超过30 ma，因此电流表应该选择a2；要使滑动变阻器能够大范围调节电流的大小，滑动变阻器的最大阻值相对待测电阻的阻值不能太小，因此滑动变阻器应该选择r2。(2)由闭合电路的欧姆定律可知euir，所以ueir，则图乙中直线的斜率的大小即为电池的内阻大小，所以电池的内阻为25 。(3)由闭合电路的欧姆定律可知eui(rxr)，所以ui图中的斜率为rrx，即rxr。(4)改变待测电阻的位置后，电路中总电压不变，总电阻不变，所以电流不会改变，因此电流表变化范围相同，待测电阻在ab之间时，电压表测量的是rx和滑动变阻器两端的电压，而待测电阻在bc之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，因此电压表示数的变化范围不同。6(2016江西临川一中、九江一中、新余一中等九校协作体联考)将两个金属电极铜、锌插入一个水果中就可以做成一个水果电池。水果电池的电动势大约为1v，但由于内阻近千欧，日常生活中我们很少用水果电池，那么水果电池的电动势和内阻到底有多大呢？某学习小组的同学就此进行探究。(1)a同学把欧姆表直接接到水果电池的两极上，欧姆表的读数为190，其测得内阻是否准确，为什么？_不准确，因为水果电池本身有电动势，与欧姆表内的电源会相互影响，使测量不准确。_(2)b同学则利用伏安法测水果电池的电动势和内阻，实验室提供的器材如下：a电压表v1，量程01v，内阻为10kb电压表v2，量程03v，内阻约30kc电流表a，量程01ma，内阻约1d滑动变阻器r1，最大阻值100e滑动变阻器r2，最大阻值6kf开关s以及导线若干为了减小实验误差，电压表应选_a_，滑动变阻器应选_e_(只填实验器材前的序号)试将实验设计电路画在方框中。多次测量后，将所得的多组数据描绘在同一坐标图中，请在图中画出水果电池的伏安特性曲线。由图线可得被测水果电池的电动势e_1.1_v，电池内阻r_9.2102_。(均保