云南省2011届高三物理一轮复习试题：测定电源的电动势和内阻实验.doc

第52讲实验：把电流表改装为电压表测定电源的电动势和内阻(一)把电流表改装为电压表体验成功1.在采用半偏法来测量电流表(Ig100 A，r约为100 )的内阻时，准备了6 V的蓄电池和一节干电池，还有最大阻值分别为4.7 k和470 k的滑动变阻器.为了减小实验误差，应选用下列各组器材中的()A.R1应选用最大阻值为4.7 k的滑动变阻器，而电源应选用6 V的蓄电池B.R1应选用最大阻值为470 k的滑动变阻器，而电源应选用干电池C.R1应选用最大阻值为4.7 k的滑动变阻器，而电源应选用干电池D.R1应选用最大阻值为470 k的滑动变阻器，而电源应选用6 V的蓄电池解析：电源的电动势越大，当电流表满偏时，电路的总电阻就越大，当闭合S2后，电路中的电流所受影响越小，误差越小.答案：D2.由两个相同的电流表改装成两个量程不同的电流表和，表的量程是表的2倍.下列说法正确的是()A.若串联起来，则两表的指针偏角12，两表的示数相等B.若串联起来，则两表的指针偏角相等，表的示数大于表的示数C.若并联起来，则两表的指针偏角相等，表的示数大于表的示数D.若并联起来，则两表的指针偏角12，两表的示数相等解析：两电表串联起来时，两表头的相对关系如图甲所示，两表的示数相等，由R1R2可知12；两电表并联起来时，两表头的相对关系如图乙所示，两表头的指针偏角相等，表的示数为表的2倍.甲乙答案：AC3.若用半偏法测得量程为100 A的电流表的内阻为600 ，那么要把此电流表改装成量程为5 V的电压表时，改装的方法是和电流表联一个阻值为 的电阻.请你在图甲所示的电流表的表盘上相应的刻度处标出1 V、3 V、5 V刻度，改装后电流表刻度盘上每小格表示 V.解析：UVIg(Rr)解得：需串联的电阻R49400 .答案：(1)串49400如图乙所示0.54.将满偏电流Ig300 A、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对.(1)利用如图甲所示的电路测量电流表的内阻(图甲中电源的电动势E4 V)：先闭合S1，调节R，使电流表的指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调节R，使电流表的指针偏转到满刻度的，读出此时R的阻值为200 ，则电流表内阻的测量值Rg .(2)将该表改装成量程为3 V的电压表，需(填“串联”或“并联”)阻值为R0 的电阻.(3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在虚线框中画出实验电路图并连接好图乙中的实物图.2005年高考江苏物理卷解析：(1)故Rg 100 .(2)根据IgRgIgR03 V解得：R09900 .(3)如图丙、丁所示.答案：(1)100(2)串联9900(3)如图丙、丁所示(二)测定电源的电动势和内阻体验成功1.在测定电池的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列仪器，不能达到实验目的的是()A.一只电流表和一个电阻箱B.一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器C.一只电压表和一个电阻箱D.一只电流表和一个滑动变阻器解析：根据EI(Rr)，一只电流表和一个电阻箱读出两组电流、电阻值，便可求E、r；一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器，改变变阻器的阻值读出两组电流、电压值，便可求E、r.根据EUr，一只电压表和一个电阻箱读出两组电压、电阻值，便可求E、r.选项A、B、C均可以达到实验目的.答案：D2.为了测量两节串联干电池的电动势，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中E是待测电池组，内阻不能忽略；、是两只量程合适的相同的电表，内阻不是很大，且未知；S1、S2是单刀单掷开关；导线若干.(1)请根据电路图甲，在图乙中将器材连成实物图.(2)实验需要测量的物理量是.(3)用测出的物理量，导出串联电池组电动势的表达式是：.甲乙解析：(2)先闭合S1、断开S2，记下、的示数U，由闭合电路的欧姆定律可得：E2Ur再闭合S2，记下的示数U，有：EUr联立解得：E.答案：(1)如图丙所示 (2)S1闭合，S2断开时、的示数U；S1、S2闭合后的示数U(3)E3.利用如图甲所示的电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出R图线如图乙所示，其中R为电阻箱的示数，I为电流表的示数，不计电流表的内阻，由此可以得到E V，r .甲乙解析：取图象上两个点(0,0.5)和(4,2.5)，代入I，得：E2r，E(4r)解得：r1 ，E2 V.答案：214.现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9 V，允许通过的最大电流约为50 mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图甲所示的电路进行实验.图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑；R为电阻箱，阻值范围为09999 ；R0是定值电阻，起保护电路的作用.(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：A.10 ， 2.5 WB.50 ， 1.0 WC.200 ， 1.0 W D.2000 ， 5.0 W本实验中应选用.(2)该同学将符合要求的R0接入电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数U，再改变电阻箱的阻值，取得多组数据，作出了如图乙所示的图象.根据该同学所作的图象，可求得该电池的电动势EV，内阻r.解析：(1)此电路中保护电阻的作用是保护电源，应使电路中的总电流不超过电池允许通过的最大电流.在电阻箱R的阻值取零时，计算可得需要的保护电阻的阻值最小为180 ，而此电阻允许通过的最大电流为71 mA，故C项满足要求.(2)利用图线的截距和斜率来解答.先写出实验电路中 和 的函数关系式，再作解答.过程如下：由闭合电路欧姆定律可得EUr，则有. 图象应为直线，它在纵轴上的截距是电源电动势的倒数，斜率即为内阻和电动势的比值.答案：(1)C(2)1046(4548均可)金典练习二十六实验：把电流表改装为电压表 测定电源的电动势和内阻 用多用电表探索黑箱内的电学元件 传感器的简单应用选择题部分共4小题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.1.将四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表、和两个电压表、.已知电流表的量程大于的量程，电压表的量程大于的量程，改装好后把它们按如图所示的方式接入电路，则下列说法正确的是()A.电流表的示数大于电流表的示数B.电流表的偏转角小于电流表的偏转角C.电压表的示数小于电压表的示数D.电压表的偏转角等于电压表的偏转角解析：本题考查电流表的改装原理及串、并联电路的特点.由于表头相同，不管是并联还是串联，流过表头的电流相同，故四个表的偏转角相同，所以选项B错误、D正确.又由于、的量程大，在相同偏转角的情况下示数大，故选项A正确、C错误.答案：AD2.有一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U的关系图象如图甲所示.将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，则它们之间的大小关系为()甲乙丙A.P14P2B.PDC.P14P2 D.PDP2解析：由图甲可知，电阻器D的阻值随电压的增大而减小，当D接入丙图所示电路时有：UDU，RDR2R1，故RD与R2并联后的阻值大于，U1U，UDU2U，可得选项A、B、D错误，C正确.答案：C3.氧化锡传感器主要用于检测汽车尾气中一氧化碳的浓度，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化.在图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器不同的电阻，这样，显示仪表的指针就与一氧化碳的浓度有了对应关系，观察仪表的指针就能判断一氧化碳的浓度是否超标.有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的电导(即电阻的倒数)浓度曲线如图乙所示.请判断丙图中，电压表的示数U0与一氧化碳浓度C之间的对应关系正确的是() 丙解析：由图乙可知，CO浓度增大时，R传变小I干变大U0增大.又由定量关系：R传，U0R0，可知U0与C不是线性关系，故选项B正确.答案：B4.图示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光敏电阻自动计数器的基本工作原理是()A.当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B.当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析：当光被挡住时，R1的阻值变大，分得的电压变大，R2两端的电压变小，控制系统的输入电压就减小.答案：AC非选择题部分共8小题，共76分.5.(8分)有一电流表，其内阻Rg100 ，满偏电流Ig100 A.今欲将其改装成量程为3 V的电压表.(1)应在电流表上串联一阻值为 的电阻.(2)若与标准的电压表比较，此改装的电压表每次的测量值均略偏小，则应.A.在R旁再串联一个适当的小电阻B.在R旁再串联一个适当的大电阻C.在R两端并联一个适当的小电阻D.在R两端并联一个适当的大电阻(3)校正成准确的电压表后，某次测量示数如图所示.此时所测量的电压为 V.解析：(1)由电压表的原理，得：UIg(RgR)解得：R29900 .(2)要使该电表变得准确，即要在某电压下通过表头的电流略为变大，故需在R两端并联一适当的大电阻.答案：(1)29900(2)D(3)2.046.(8分)利用如图所示的电路可以测出电源的电动势和内阻.当滑动变阻器的滑片在某一位置时，理想电流表和电压表的示数分别是2 mA和1.98 V；当滑片滑到另一位置时，电流表和电压表的示数分别是4 mA和1.96 V.则电源的电动势E V，内阻r .解析：由闭合电路的欧姆定律，列方程组：E1.980.002rE1.960.004r解得：E2.0 V，r10 .答案：2.0107.(10分)在用如图所示的电路测电流表的内阻的实验中，备用的器材有：A.电流表(量程为100 A)；B.标准电压表(量程为5 V)；C.电阻箱(阻值范围为09999 )；D.可变电阻(阻值范围为099999 )；E.电源(电动势为2 V，有内阻)；F.电源(电动势为6 V，有内阻)；G.滑动变阻器(阻值范围为050 ，额定电流为1.5 V)；H.若干开关和导线.如果想得到较高的精确度，在以上备用的器材中，可变电阻R应选用，可变电阻R应选用，电源应选用.(填器材前的字母序号)答案：DCF8.(10分)图示为一多用电表，S为选择开关，Q为欧姆挡调零旋钮.现在要用它先后测量阻值大约分别为R1170 和R22.2 k两个电阻的阻值，下面提出了测量过程中一系列可能的操作，请你选出能尽可能准确地测定各阻值和符合多用电表安全使用规则的各项操作，并且将它们按合理的顺序填写在后面的横线空白处.A.旋动S使其尖端对准OFF挡B.旋动S使其尖端对准欧姆挡1 kC.旋动S使其尖端对准欧姆挡100D.旋动S使其尖端对准欧姆挡10E.旋动S使其尖端对准欧姆挡1F.旋动S使其尖端对准V1000G.将两表笔分别接到R1的两端，读出R1的阻值H.将两表笔分别接到R2的两端，读出R2的阻值I.两表笔短接，调节Q使表针对准欧姆挡刻度盘上的0，随后即断开所选择操作及合理顺序为(用字母序号填写)：.答案：DIGCIHA9.(10分)电流电压两用电表的电路如图甲所示.已知图中S是双刀双掷开关，如图乙所示，a、b、c、d、e、f为接线柱，双刀双掷开关的触刀掷向a、b时，e与a接通，f与b接通；掷向c、d时，e与c接通，f与d接通.灵敏电流表的量程是0.001 A，内阻是100 ；电阻R1的阻值为9900 ，R2的阻值是1.01 .那么：甲乙(1)触刀掷向a、b时，此两用电表为表，量程为.(2)触刀掷向c、d时，此两用电表为表，量程为.解析：(1)触刀掷向a、b时，表与R1串联组成一电压表，其量程UV0.001(1009900) V10 V.(2)触刀掷向c、d时，与R2并联，组成一电流表，其量程IA0.001 A A0.1 A.答案：(1)电压10 V(2)电流0.1 A10.(10分)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求伏安特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热敏电阻的阻值约4050 .将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(电动势为3 V，内阻可忽略)、直流电流表(内阻约为1 )、直流电压表(内阻约为5 k)、滑动变阻器(阻值范围为010 )、开关、导线若干.(1)图甲所示的a、b、c三条图线中，能反映出热敏电阻的伏安特性的曲线是.(2)在图乙所示的虚线框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小.乙(3)根据电路图，在图丙所示的实物图上连线.答案：(1)c(2)电路图如图丁所示，其中Rx为热敏电阻，RP为滑动变阻器.丁 戊(3)实物图连线如图戊所示11.(10分)如图甲所示，数字多用电表是近年来发展起来的高科技数码产品，是传统机械式电表的更新换代产品.数字多用电表有测量精度高、读数方便等许多独特的优点.以型号“DF930”普通数字多用电表为例，其电压挡所用量程的内阻高达10 M，而机械指针式电压表的内阻一般为几千欧到几十千欧，内阻高出23个数量级.甲乙现有一个型号为“DF930”的数字多用电表，用它来测量一个电池的电动势和内阻.提供的测量器材还有：一个滑动变阻器R(阻值范围为030