（全国通用）2018年高考物理一轮复习 第9章 恒定电流 微专题49 实验：测定电源的电动势和内阻.doc

实验：测定电源的电动势和内阻 方法点拨(1)图象法处理数据是本实验重点根据闭合电路欧姆定律找出图象的函数关系式，从而确定图象斜率、截距等的意义(2)明确实验中需要测量的量与实际测量的量的关系，进行误差分析1某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：a被测干电池一节b电流表1：量程00.6 a，内阻r0.3 c电流表2：量程00.6 a，内阻约为0.1 d电压表1：量程03 v，内阻未知e电压表2：量程015 v，内阻未知f滑动变阻器1：010 ，2 ag滑动变阻器2：0100 ，1 ah开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母)：电流表选择_，电压表选择_，滑动变阻器选择_(2)实验电路图应选择图1中的_(填“甲”或“乙”)(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的ui图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势e_v，内电阻r_ .图12为了测量某电池的电动势e和内阻r，采用如图2甲所示的电路，其中定值电阻r05.0 ，电压表v1内阻约为5.0 k.实验中，移动滑动变阻器滑片，测出电压表v1和v2的多组u1、u2数据，记录的数据如下表所示：实验次数123456u1/v0.501.001.501.702.002.50u2/v8.457.907.607.136.806.27图2(1)根据表中的数据，在给定图乙的坐标纸上画出u2u1的图线；(2)根据(1)中所画图线可得出该电源的电动势e_v，内阻r_ (结果保留两位小数)；(3)为提高实验的精确度，下列做法可行的是_a适当减小r0可使内阻测量值更接近真实值b适当增大r0可使内阻测量值更接近真实值c将纵坐标改为u1u2可以使电动势测量值更接近真实值d将纵坐标改为u1u2不能使电动势测量值更接近真实值3用如图3所示的电路测量电源的电动势e和内阻r，其中电流表的内阻ra16.0 .图3(1)将电阻箱阻值调到最大，闭合开关，调节电阻箱，测出电阻箱阻值分别为r1、r2时对应的电流表示数为i1、i2，则此电源的电动势e_，内阻r_.(2)第(1)问中求出的电源电动势和内阻的误差较大，你认为这种误差属于系统误差还是偶然误差？_.(3)为了减小实验的误差，实验方法进行如下改进：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关；多次调节电阻箱，记下电阻箱的阻值r和对应的电流表的示数i，记录数据如下表所示；r()03.06.09.012.015.018.0(a1)6.07.08.09.09.910.911.8以为纵坐标，r为横坐标，在图4中作出r图线根据图线，可求出被测电源电动势e_v，内阻r_ .图44为测量某一电源的电动势和内阻，提供器材如下：待测电源：电动势约为4.5 v，内阻约为1.5 ；电压表：量程03 v，内阻rv3 k：电流表：量程00.6 a，内阻ra约为0.1 ；定值电阻r1：阻值为3 ；定值电阻r2：阻值为1.5 k；滑动变阻器r：最大阻值为10 ；开关、导线若干甲同学采用图5甲所示电路进行测量，乙同学采用图乙所示电路进行测量两同学通过实验获得电压表和电流表的多组读数，在ui坐标系中分别进行描点连线，得到直线后，将直线向两侧延长，得到在两坐标轴上的截距如图丙所示图5(1)甲同学实验获得数据为坐标系中的图线_(填写序号或)(2)用图线测得的电动势和内阻分别为_v和_.(3)按照乙同学的实验电路，用细线替代导线，在图6中完成实物连接图65用dis测电源的电动势和内电阻电路如图7a所示，r0为定值电阻(1)调节电阻箱r，记录电阻箱的阻值r和相应电流值i，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图b所示图线，由图线可得该电源电动势为_v.图7(2)现有三个标有“2.5 v,0.6 a”相同规格的小灯泡，其iu特性曲线如图c所示，将它们与图a中电源按图d所示电路连接，a灯恰好正常发光，则电源内阻r_，图a中定值电阻r0_.6某实验小组计划用实验室提供的下列器材较准确地测量某电源的电动势和内阻a待测电源(内阻约为几欧)b多用电表c电流表g(满偏电流10 ma，内阻10 )d电流表a(00.6 a，内阻2 )e滑动变阻器r1(020 ，1 a)f滑动变阻器r2(0200 ，1 a)g定值电阻r0(阻值990 )h开关和导线若干(1)实验小组成员首先用多用电表的直流10 v挡粗略地测量了电池组的电动势，电表指针如图8甲所示，则该电表读数为_v.图8(2)实验小组成员根据提供的器材设计了如图乙所示的实验电路，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选_(填写器材前的字母代号)(3)闭合开关后，移动滑动变阻器，读出多组电流表g的示数i1和电流表a的示数i2，在坐标纸上建立i1i2坐标系，并将测得的数据在坐标系上描点，如图9所示，则电源的电动势为e_v，电源的内阻为r_.(结果保留两位有效数字)图97小王和小李两同学分别用电阻箱、电压表测量不同电源的电动势和内阻(1)小王所测电源的内电阻r1较小，因此他在电路中接入了一个阻值为2.0 的定值电阻r0，所用电路如图10甲所示图10请用笔画线代替导线将图乙所示器材连接成完整的实验电路；闭合开关s，调整电阻箱的阻值r，读出电压表相应的示数u，得到了一组u、r数据为了比较准确地得出实验结论，小王同学准备用直线图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数u，则图象的横坐标表示的物理量应该是_图11(2)小李同学所测电源的电动势e2约为9 v，内阻r2为3555 ，允许通过的最大电流为50 ma.小李同学所用电路如图11所示，图中电阻箱r的阻值范围09 999 .电路中r0为保护电阻实验室中备有以下几种规格的定值电阻，本实验中应选用_；a20 ，125 ma b50 ，20 mac150 ，60 ma d1 500 ，5 ma实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值r及相应的电压表的示数u，根据测得的多组数据，作出图线，图线的纵轴截距为a，图线的斜率为b，则电源的电动势e2_，内阻r2_.8某同学利用如图12甲所示的电路测定一节电池的电动势与内阻图12(1)用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接图(2)试对此方案的测量误差进行分析：由于_的原因，电动势的测量值_(填“”“”“”或“”)真实值答案精析1(1)bdf(2)甲(3)1.50.7解析(1)因测干电池的电动势和内阻，为了读数准确，电流表选b，电压表选d；滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化，减小误差，选f.(2)因电流表内阻已知，故应采用相对电源的电流表内接法，故选甲(3)由ui图象可以知道，电源的电动势e1.50 v，内电阻rra0.7 .2(1)如图所示(2)9.00(8.959.05均可)0.50(3)ad解析(1)先描点，后连线，舍去偏离连线较远的点(2)对题图甲电路，由闭合电路欧姆定律得，eu1u2r，则u2e(1)u1，由u2u1图象在纵轴截距等于电源电动势，可得e9.00 v，由图象斜率大小k(1)1.1，解得内阻r0.50 .(3)适当减小r0，可减小电压表v1内阻的影响，可使电源内阻的测量值更接近真实值，选项a正确，b错误将纵坐标改为u1u2，不能使电动势测量值更接近真实值，选项d正确，c错误3(1)ra(2)偶然误差(3)如图所示3.02.0解析(1)由闭合电路欧姆定律可得ei1(r1rra)i2(r2rra)，联立解得e，rra.(2)由于只测得两组实验数据，有较大的偶然误差(3)根据闭合电路欧姆定律，ei(rrar)，变形可得r，根据图线及函数关系得，斜率k v1，解得e3.0 v，纵轴截距b6.0 a1，解得内阻r2.0 .4(1)(2)4.471.49(3)实物连线如图所示解析甲同学获得数据为坐标系中的图线.用图线测得的电动势e2.981.5 v4.47 v，内阻r1.49 .5(1)4.5 v(2)2.52解析由闭合电路欧姆定律可知i，要形成与电阻成一次函数关系，则纵坐标只能取，则有，则图象的斜率为k，则有e4.5 v，1，则有：r0r4.5.(2)a灯正常发光的电流为i0.6 a，则b、c两灯的电流为0.3 a，由图象可知，b、c两灯的电压为0.5 v，路端电压为u2.5 v0.5 v3 v，则内电压为u内(4.53) v1.5 v，则内阻为r 2.5 ，则定值电阻为r0(4.52.5) 2 .6(1)7.2(2)e(3)7.53.0解析(2)滑动变阻器限流接法，根据(1)中读数和电流表的量程判断选用最大值为20 的滑动变阻器(3)根据闭合电路欧姆定律得ei1(rgr0)i2(rra)，所以i1i2，对题图中的点连线，找出截距和斜率，其中图线与纵坐标的截距表示7.5 ma，内阻rra，解得e7.5 v，r3.0 .7(1)如图所示(2)c 解析(1)根据电路图，画出实物图连接图；根据欧姆定律