2012高中物理 2.10 测定电源电动势和内阻同步练习 新人教版选修3-1

用心 爱心 专心1 测定电源电动势和内阻同步练习测定电源电动势和内阻同步练习 1 为了测出电源的电动势和内阻 除待测电源和开关 导体以外 配合下列哪组仪器 可 以达到实验目的 ABC A 一个电流表和一个电阻箱 B 一个电压表 一个电流表和一个滑动变阻器 C 一个电压表和一个电阻箱 D 一个电流表和一个滑动变阻器 2 在 测定电源电动势和内阻 的实验中 进行数据处理时的作图 正确做法是 D A 横坐标 I 的起点一定要是零 B 纵坐标 U 的起点一定要是零 C 使表示实验数据的点尽可能地集中在一边 A 使表示实验数据的点尽可能地布满整个图纸 3 下面给出的用伏安法测电池的电动势和内阻的数据处理方法中 既能减小偶然误差 又 直观简便的方法是 C A 测出两组 I 和 U 数据 代入 rIUE rIUE 22 11 方程组 求出 E 和 r B 测出多组 I 和 U 数据 代入方程求出几组 E 和 r 最后求出平均值 C 测出多组 I 和 U 数据 画 U I 图线 根据图线求出 E 和 r D 测出多组 I 和 U 数据 分别求出 I 和 U 的平均值 然后代入公式求出 E 和 r 4 如图所示是根据某次实验记录的数据画出的 U I 图线 关于此图线 下列的说法中正 确的是 AD A 纵轴的截距表示电源的电动势 即 E 3 0V B 横轴的截距表示电源的短路电流 即 I短 0 6A C 电源的内阻 r 5 D 电源的内阻 r 1 0 5 用电压表 电流表测定 a b 两节干电池的电动势 Ea Eb和内电阻 ra rb时 画出的图 线如图所示 则由此图线可知 A A Ea Eb ra rb B Ea Eb ra rb C Ea Eb ra rb D Ea Eb ra rb 用心 爱心 专心2 6 2009 年安徽卷 用右图所示的电路 测定一节干电池的电动势和内阻 电池的内阻较 小 为了防止在调节滑动变阻器时造成短路 电路中用一个定值电阻 R0起保护作用 除电 池 开关和导线外 可供使用的实验器材还有 伏安法 伏安法 a 电流表 量程 0 6A 3A b 电压表 量程 3V 15V c 定值电阻 阻值 1 额定功率 5W d 定值电阻 阻值 10 额定功率 10W e 滑动变阻器 阴值范围 0 10 额定电流 2A f 滑动变阻器 阻值范围 0 100 额定电流 1A 那么 1 要正确完成实验 电压表的量程应选择 V 电流表的量程应选择 A R0应 选择 的定值电阻 R 应选择阻值范围是 的滑动变阻器 2 引起该实验系统误差的主要原因是 答案 1 3 0 6 1 0 10 2 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实 际输出电流小 解析 由于电源是一节干电池 1 5V 所选量程为 3V 的电压表 估算电流时 考虑到 干电池的内阻一般几欧姆左右 加上保护电阻 最大电流在 0 5A 左右 所以选量程为 0 6A 的电流表 由于电池内阻很小 所以保护电阻不宜太大 否则会使得电流表 电压表 取值范围小 造成的误差大 滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了 取 0 10 能很好地控制电路中的电流和电压 若取 0 100 会出现开始几乎不变最后突然 变化的现象 关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的 一般具有倾向性 总是偏大或者 偏小 本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小 造成E测 E真 r 测U2 r测 r真 测量值偏小 误差分析解析二误差分析解析二 用大学学的等效电源定理 戴维南定理 把 E R0 电压表 RV 组成新的电源 电动势为EE RrR R E V V 0 内阻为 00 RrRrRr V 因而测得电动势和内阻都偏小 10 安培表 安培表 已知电阻法 已知电阻法 某同学设计了如图 2 39 所示的电路测电源电动势 E 及电阻 R1 和 R2的阻值 实验器材有 待测电源 E 不计内阻 待测电阻 R1 待测电阻 R2 电流表 A 量程为 0 6A 内阻不计 电阻箱 R 0 99 99 单刀单掷开关 S1 单刀双掷开关 S2 导线若干 先测电阻 R1的阻值 请将小明同学的操作补充完整 闭合 S1 将 S2切换到 a 调节电阻箱 读出其示数 r1和 对应的电流表示数 I 读出此时电阻箱的示数 r2 则电阻 R1的表达式为 R1 该同学已经测得电阻 R1 2 0 继续测电源电动势 E 和电阻 R2的阻值 该同学的做法是 闭合 S1 将 S2切换 到 b 多次调节电阻箱 读出多组电阻箱示数 R 和对应 的电流表示数 I 由测得的数据 绘出了如图 2 39 中所 示的 1 I R 图线 则电源电动势 E V 电阻 R2 结合电路原理有 将 S2换到 b 调节电阻箱 使电流表示数不变 R1 r1 r2 通过对图象截距和斜率的分析知 E 1 5V r 1 0 11 2009 年北京卷 某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池 该同学想测量一下这 个电池的电动势 E 和内电阻 但是从实验室只借到一个开关 一个电阻箱 最大阻值为 9 999 可科当标准电阻用 一只电流表 量程 R I 0 6A 内阻0 1 g r 和若干导线 请根据测定电动势 E 内电阻的要求 设计图 4 中器件的连接方式 画线把它们连接起来 接通开关 逐次改变电阻箱的阻值R 读取与R对应的电流表的示数 I 并作记录当电阻 箱的阻值2 6R 时 其对应的电流表的示数如图 5 所示 处理实验数据时首先计算出 图 2 39 用心 爱心 专心6 每个电流值 I 的倒数 1 I 再制作 R 1 I 坐标图 如图 6 所示 图中已标注出了 1 R I 的几 个与测量对应的坐标点 请你将与图 5 实验数据对应的坐标点也标注在图 6 中上 在图 6 上把描绘出的坐标点练成图线 根据图 6 描绘出的图线可得出这个 电池的电动势 E V 内电阻r 答案 见答图 4 见答图 6 见答图 6 1 5 1 46 1 54 0 3 0 25 0 35 解析 2 根据闭合电路欧姆定律 测量电源的电动势和内电阻 需要得到电源的路端 电压和通过电源的电流 在本实验中没有电压表 但是可以用电阻箱和电流表串联充当电 压表 测量电源的路端电压 通过电流表的电流也是通过电源的电流 所以只需要将电流 表和电阻箱串联接在电源两端即可 实物图的连接如答图 4 所示 由闭合电路欧姆定律有 E I R r rg 解得 1 g RErr I 根据 R 1 I 图线可知 电源的电动势等于图 线的斜率 内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻 12 2009 年海南卷 图 1 是利用两 个电流表和 测量干电池电动 势 E 和内阻 r 的电路 原理图 图中 S 为开关 R 为滑动变阻器 固定电阻 1 R和内阻 之和为 10000 比 r 和滑动变阻器的总电阻都大得多 为理想电流表 两表法 两 两表法 两 安培表或两伏特表 安培表或两伏特表 按电路原理图在图 2 虚线框内各实物图之间画出连线 在闭合开关 S 前 将滑动变阻器的滑动端 c 移动至 填 a端 中央 或 b 端 用心 爱心 专心7 闭合开关 S 移动滑动变阻器的滑动端 c 至某一位置 读出电流表和的示数 1 I和 2 I 多次改变滑动端 c 的位置 得到的数据为 I1 mA 0 12 0 0 12 5 0 13 0 0 13 5 0 14 0 0 14 5 I2 mA 48040032023214068 在图 3 所示的坐标纸上以 I1为纵坐标 I2为横坐标画出所对应的 I1 I2曲线 利用所得曲线求的电源的电动势 E V 内阻 r 保留两位小数 该电路中电源输出的短路电流 Im A 答案答案 连线如图 1 所示 b 端 如图 2 所示 1 49 1 48 1 50 0 60 0 55 0 65 2 4 2 3 2 7 解析解析 实验前滑动变阻器接入电路电阻值最大 由图线上读出两组数值 代入 E I1R1 I1 I2 r 构成方程组联立求解 E 和 r 短路电流 m I E r 1313 0707 四川卷 四川卷 甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势 E 及电阻 R1和 R2 的阻值 实验器材有 待测电源 E 不计内阻 待测电阻 R1 待测电阻 R2 电 压表 V 量程为 1 5V 内阻很大 电阻箱 R 0 99 99 单刀单掷开关 S1 单 刀双掷开关 S2 导线若干 先测电阻 R1的阻值 请将甲同学的操作补充完整 闭合 S1 将 S2切换到 a 调节电阻箱 读出其示数 r 和对应的电压表示数 U1 保持电阻箱示数不变 将 S2切换到 b 读出电压表的示数 U2 则电阻 R1的表达式为 R1 r U UU 2 12 甲同学已经测得电阻 R1 4 8 继续测电源电动势 E 和电阻 R2的阻值 该同学的做法 是 闭合 S1 将 S2切换到 a 多次调节电阻箱 读出多组电阻箱示数 R 和对应的电压表示 数 U 由测得的数据 绘出了如图所示的 R 1 U 1 图线 则电源 电动势 E 1 43 或 10 7V 电阻 R2 1 2 利用甲同学设计的电路和测得的电阻