【备战】全国高考物理试题汇编（11月第一期）J7实验：测定电源的电动势和内阻（含解析）.doc

j7 实验：测定电源的电动势和内阻【题文】（物理卷2015届河南省开封市高三上学期定位模拟考试（2014.09）10.某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示. (1)利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图象; (2)由图象可知，该电池的电动势e= v，内阻r= ；(结果保留两位有效数字)【答案】【知识点】测定电源的电动势和内阻j7【答案解析】（1）坐标选取r与1/i （2）(2)6.0 (5. 86.2) 2.0 (1.82.2) 解析：由闭合电路欧姆定律可知：i= 则r=若画r-i图，则图象为曲线，不易得出结论；而画出r-图象为直线，故容易得出结论，故应该画出r-图象；利用图中的r、描点，再用直线将各点相连，如图所示；由公式及数学知识可得：图象中的k=e= =6.0v（5.86.2都给分）b=r=2.0；【思路点拨】 （1）本题由安阻法测量电动势和内电阻；由闭合电路欧姆定律可得出有关电流和电阻的关系式；由数学知识可知哪种图象更科学；由公式及表中的数据利用描点法可画出正确的图象；（2）由图象交点及斜率的意义可得出有关电动势和内电阻的表达式，则可求得电动势和内电阻；本题要注意利用闭合电路欧姆定律得出正确的表达式，再结合图象即可得出正确结论； 【题文】（物理卷2015届河南省开封高级中学等中原名校高三上学期第一次摸底考试（2014.09）10（9分）现有一电池，电动势e约为9v，内阻r在3555范围内，允许通过的最大电流为50ma.为测定该电池的电动势和内阻，某同学利用如图（a）所示的电路进行实验.图中r为电阻箱，阻值范围为09999；r0为保护电阻.（1）可备选用的定值电阻r0有以下几种规格，本实验应选用_a.20，2.5w b.50，1.0w c.150，1.0w d.1500，5.0w（2）按照图（a）所示的电路图，将图（b）所示的实物连接成实验电路.（3）接好电路，闭合电键后，调整电阻箱的阻值，记录阻值r和相应的电压表示数u，取得多组数据，然后通过做出有关物理量的线性关系图像，求得电源的电动势e和内阻r.请写出所作线性图像对应的函数表达式_图（c）是作线性图像的坐标系，若纵轴表示的物理量是，请在坐标系中定性地画出线性图像o【答案】【知识点】测定电源的电动势和内阻j7【答案解析】（1）c （2）如图（3） +，如图（斜率为正、截距在纵轴上的倾斜直线） 解析：（1）电路最小总电阻约为：r= =180，为保护电路安全，保护电阻应选c；（2）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：（3）由图a所示电路图可知，在闭合电路中，电源电动势：e=u+ir=u+，则，则图象是直线；则图象如图所示【思路点拨】（1）求出电路最小电阻阻值，然后选择电阻箱；（2）根据原理图正确连接实物图；（3）根据闭合电路欧姆定律电流与电压的关系进行变形得到图象对应的函数表达式；根据变形得到图象对应的函数表达式结合数学知识，明确两坐标轴的含义，即可正确解答熟练掌握物理规律运用数学方法将物理公式变形，将两个非线性关系的物理量，变成两个线性关系的物理量，是解答本题的关键【题文】（理综卷2015届河北省唐山市高三9月模拟考试（2014.09）23（7分）用伏特表、安培表测量电源的电动势和内电阻，有下列实验器材：a一=1 5i干电池（电动势约为15v，内阻约为12）b电压表v（量程2v，内阻约为2k）c电流表a（量程06a，内阻约为05）d滑动变阻器r（最大电阻10）e电键、导线若干（1）在下面的方框中画出实验电路图；（2）某同学将测出的数据标在下面的u-i图中，请你画出图线并求出电源的电动势为 v，内阻为 。【答案】【知识点】测定电源的电动势和内阻j7【答案解析】 (1)如图 (2) 图线略 1.47-1.52 0.95-1.1 解析： 1）本实验只需测量路端电压和电流即可，故直接将电源与滑动变阻器及电流表串联，电压表并联在电源两端即可；如图所示；（2）将各点用直线相连，让尽量多的点分布在直线上，或分布在直线两侧；如图所示；由图可知，电源的电动势e=1.49v；r=0.96；【思路点拨】（1）根据实验原理确定实验电路图，注意相对于电源来说，电流表采用外接法；（2）用直线将各点连接起来，图象与纵轴的交点为电源的电动势；图象的斜率表示电源的内阻本题考查测量电动势和内电阻的实验原理及数据的处理方法，要注意正确掌握图象的意义【题文】（理综卷2014届河南省实验中学高三第一次模拟考试（2014.05）23如图所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一阻值为2的电阻r0， 通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据：u（v）1.21.00.80.6i（a）0.100.170.230.30（1）r0的作用是 ；（2）用作图法在坐标系内作出u-i图线；（3）利用图线，测得电动势e= v，内阻r = 。（4）某同学测另一串联电池组的输出功率p随外电阻r变化的曲线如图所示。由所得图线可知，被测电池组电动势e_v，电池组的内阻r_。【答案】【知识点】测定电源的电动势和内阻j7【答案解析】 （1）保护电源、电表，防止短路（2） （3）1.5v 1.0 (4)30v 5解析： ：（1）一节干电池的电流不宜长时间超出0.6a，否则会损坏电池；电流表也有量程，不能超过；（2）先描点，然后用一条直线连接起来，如果不能通过所有点，使曲线两侧的点数大致相同，如图所示；（3）电源的u-i图象的纵轴截距表示电源的电动势，故e=1.5v；斜率表示内电阻，即r0+r，故r=3.0-2.0=1.0；（4）当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由图象可以看出，当电阻r=5时，电源的输出功率最大，为45w，故电源内阻为5；再根据pi2r()2r，有：45=（）25，解得：e=30v 【思路点拨】 （1）通过电源、电表的电流不宜太大，故需串接定值电阻，以减小最大电流；（2）先描点，然后用一条直线连接起来，如果不能通过所有点，使曲线两侧的点数大致相同；（3）电源的u-i图象的纵轴截距表示电源的电动势；斜率表示内电阻；（4）当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，利用这个结论求解即可本题关键是要明确保护电阻的作用，电源的u-i图象的物理意义，同时明确“当内外电阻相等时，电源的输出功率最大”的结论【题文】（理综卷2014届河南省实验中学高三第三次模拟考试（2014.05）23、（8分）某学生实验小组利用图（a）所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“lk”挡内部电路的总电阻使用的器材有：多用电表；电压表：量程5v，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5k；导线若干回答下列问题：（1）将多用电表挡位调到电阻“lk”挡，再将红表笔和黑表笔 短接，进行电阻调零（2）将图（a）中多用电表的红表笔和 （填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多角电表的示数如图（b）所示，这时电压表的示数如图（c）所示多用电表和电压表的读数分别为 15.0k和 3.60v（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为12.0k和4.00v从测量数据可知，电压表的内阻为 12.0k（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图（d）所示根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为 9.0v，电阻“lk”挡内部电路的总电阻为 15.0k【答案】【知识点】测定电源的电动势和内阻j7【答案解析】 （1）短接 （2）1 （3）15.0 3.60 （4）12.0 （5）9.00 15.0 解析：（1）欧姆表使用前一定要欧姆调零，即红黑表笔短接后，调节调零旋钮，是电流表满偏；（2）红正黑负，电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从电压表正接线柱流入，故红表笔接触1；（3）欧姆表读数=倍率表盘读数=1k15.0=15.0k；电压表读数为3.60v；（4）由于滑动变阻器被短路，故欧姆表读数即为电压表阻值，为12.0k；（5）欧姆表的中值电阻等于内电阻，故欧姆表1k档位的内电阻为15.0k；根据闭合电路欧姆定律，电动势为：e=u+ r=4v+15k9v【思路点拨】 （1）欧姆表使用前一定要欧姆调零；（2）红正黑负，电流从红表笔流入电表，