2019届高考物理一轮复习第8章恒定电流实验10测定电源的电动势和内阻习题新人教版.docx

第八章实验十 测定电源的电动势和内阻1(2017天津卷)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r11.0 k，电阻R19.0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个R03.0 的电阻。按图示电路进行连接后，发现aa、bb和cc三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b间电压，读数不为零，再测量a、a间电压，若读数不为零，则一定是_aa_导线断开；若读数为零，则一定是_bb_导线断开。排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如下图。由I1I2图象得到电池的电动势E_1.4(1.361.44均可)_V，内阻r_0.5(0.40.6均可)_。解析根据UIR，导线电阻R等于零，所以良好的同一根导线上任何两点都不会存在电势差，若一根导线两端有电势差，则导线断开。据此可推断出导线是完整的还是断开的。将电流表A1和R1串联当成电压表使用，电压测量值UI1(r1R1)，根据闭合电路欧姆定律有I1(r1R1)EI2(rR0)，整理得I1I2，由题图可知，纵轴截距b0.14103A，所以电动势E0.14103(11039103)V1.4V，斜率的绝对值表示，即|k|，解得r0.5。2(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_ka_，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。3(2017山东莱州质量检测)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A1(量程00.6A，内阻r0.3)C电流表A2(量程00.6A，内阻约为0.1)D电压表V(量程03V，内阻未知)E滑动变阻器R1(010，2A)P滑动变阻器R2(0100，1A)G开关、导线若干用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，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_B_，滑动变阻器选择_E_。(2)实验电路图应选择下图中的_甲_(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，在修正了实验中的系统误差后，干电池的电动势E_1.5_V，内阻r_0.70_(结果保留两位有效数字)。解析(1)测一节干电池的电动势和内阻时，由于干电池的内阻较小，为了测量准确，故需要一个内阻已知的电流表B与干电池串联，干电池的内阻与电流表内阻之和等于图线斜率的绝对值；为方便调节，滑动变阻器选择最大阻值较小的E。(2)由(1)分析可知，实验电路图应选择甲。(3)由题图丙可知当I0时，图线与纵轴的交点对应的值为干电池的电动势，即E1.5V，由(1)分析可知rr|1，故干电池的内阻r0.70。4(2017湖北沙市中学月考)为了响应“地球一小时”的活动，某校学生组织了一次自制水果灯比赛，小明同学自制的橙子电池成功点亮了一个LED小灯泡(如图甲所示)。在实验成功前，小明为了测量橙子电池的电动势和内阻进行了多次实验，他设计的电路图如图乙所示。若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：A电流表A1(量程为00.6A，内阻及R11)B灵敏电流表A2(量程为00.6mA，内阻R2800)C灵敏电流表A3(量程为0600A，内阻未知)D电阻箱(09999)(1)为了能尽可能准确地测定“橙子电池”的电动势和内阻，实验中电流表应选择_B_(填器材前的字母代号)。(2)小明同学测出了多组数据并记录在下表中。R/(103)0.51.01.52.02.53.0I/mA0.530.410.330.280.240.21(103A1)1.892.443.033.574.174.76他应该作RI图象，还是作R图象？_R_。(3)请根据小明获得的数据在图丙中作出图象。(4)则由图线可得被测橙子电池的电动势E_0.84_V，内阻r_2.0102_。(结果均保留两位有效数字)答案：(3)如图甲所示(见解析)解析(1)橙子电池的内阻很大，电路中电流较小，所以用量程较小且内阻已知的电流表A2，故选B。(2)根据闭合电路欧姆定律可知I，变形得RErR2，为了作出直线，应作R图象。(3)根据表中数据，采用描点法可得出对应图象如图甲所示。(4)根据闭合电路欧姆定律得EI(rR2R)，整理可得RErR2，图线的斜率的值表示电动势，故EkV0.84V，图线的纵截距大小表示rR2，如图乙所示，故r2.0102。5(2017湖南郴州第三次质检)某研究性学习小组用较粗的铜丝和铁丝相隔较近距离插入苹果中，制成了一个苹果电池，现用如图甲所示器材来测定苹果电池的电动势和内阻(约为几百欧姆)。设计好合适的电路后，调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，记录多组U、I的数据，填入事先设置的表格中，然后逐渐增大铜丝和铁丝插入的深度，重复上述步骤进行实验。按照插入深度逐渐增大的顺序，利用相应的实验数据，在UI坐标系中作出图象，依次得到如图乙所示的a、b、c图线。(1)实验器材有：电流表(量程1mA，内阻不计)；电压表(量程1V，内阻约1k)；滑动变阻器R1(阻值0200)；滑动变阻器R2(阻值02000)。该电路中应选用滑动变阻器_R2_(填“R1”或“R2”)。(2)某同学根据正确设计的电路将图甲中实物图连接好一部分，请将剩余部分连接起来。(3)在该实验中，随电极插入的深度增大，电池的电动势_不变_，电池的内阻_减小_(均填“增大”“减小”或“不变”)。(4)图线a对应的电路中，当外电路总电阻R1000时，该电池的输出功率P_2.69104_W(计算结果保留三位有效数字)。答案：(2)如图所示解析(1)由于电池的内阻较大，约为几百欧姆，为了使电表读数变化较大，故滑动变阻器应选择最大阻值较大的R2。(2)本实验中滑动变阻器采用限流接法，实物电路图如图所