高考物理总复习 实验创新增分 专题十 测定电源的电动势和内阻能力训练.doc

实验十测定电源的电动势和内阻1(2017江西重点中学联考)利用如图甲所示电路，可用伏安法测定某一电源的电动势和内阻，其中虚线框为用灵敏电流计g改装的电压表v，a为标准电流表，e1为待测电源，s为开关，r为滑动变阻器。(1)已知灵敏电流计g的满偏电流ig200 a，按图乙所示电路，用半偏法测定灵敏电流计g的内阻rg，其中电阻r4约为1 k。为使测量值尽量准确，在以下器材中，电源e2应选用_，电阻r3应选用_，电阻r2应选用_。(填器材前的字母)a电源(电动势1.5 v)b电源(电动势6 v)c电阻箱(0999.9 )d滑动变阻器(0500 )e电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(05.1 k)f电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(051 k)(2)如果所得r3的阻值为300 ，则图中被测电流计g的内阻的测量值为_，该测量值_实际值(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)给灵敏电流计g串联一个阻值为_k的电阻就可以将该电流计g改装为量程6 v的电压表。(4)由(2)确定灵敏电流计的内阻测量值与实际值差异后，将其改装成另一电压表v(甲图虚线框所示)接入甲图电路进而完成甲图实验测量时，电压表v测量值_实际值；电源e1电动势测量值_实际值。(均填“大于”“小于”或“等于”)答案(1)b c f (2)300 小于 (3)29.7(4)小于 小于解析(1)半偏法测电阻要求保持干路电流几乎不变，因此为了减小实验误差，r2应选阻值大的f，电源应选电动势大的b；由实验原理知灵敏电流计的内阻 rgr3，故电阻r3应选电阻箱c。(2)灵敏电流计的内阻rgr3300 。闭合开关s2，保持r2不变，调节r3的阻值，电流计的指针半偏时，电路中的总电阻减小，干路电流增大，由并联电路的电流关系知，通过r3的电流大于满偏电流的一半，由欧姆定律知，r3小于rg，故测量值小于实际值。(3)由欧姆定律得，灵敏电流计g串联电阻阻值r1rg300 29.7 k。(4)灵敏电流计的内阻测量值小于实际值，改装后电压表v的实际内阻大于理论值，故电压表v的测量值小于实际值；由euir知，ui图象中，图象在纵轴的截距表示电源电动势，所以电源电动势的测量值小于实际值。2某同学设想运用如图甲所示的实验电路，测量未知电阻rx的阻值、电流表a的内阻和电源(内阻忽略不计)的电动势，实验过程中电流表的读数始终符合实验要求。(1)为了测量未知电阻rx的阻值，他在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至_(填“最大”或“最小”)，然后闭合开关k1，将开关k2拨至1位置，调节r2使电流表a有明显读数i0；接着将开关k2拨至2位置，保持r2不变，调节r1，当调节r134.2 时，电流表a读数仍为i0，则该未知电阻的阻值rx_。(2)为了测量电流表a的内阻ra和电源(内阻忽略不计)的电动势e，他将r1的阻值调到r11.5 ，r2调到最大，将开关k2拨至2位置，闭合开关k1；然后多次调节r2，并在表格中记录下了各次r2的阻值和对应电流表a的读数i；最后根据记录的数据，他画出了如图乙所示的图象，根据你所学知识和题中所给字母写出该图象对应的函数表达式为：_；利用图象中的数据可求得，电流表a的内阻ra_，电源(内阻忽略不计)的电动势e_v。答案(1)最大34.2(2)0.54解析(1)为了保护电路，需要将电阻箱的阻值都调至最大。因为两种情况下电流表示数相同，rx和r1等效，所以rxr134.2 。(2)根据闭合电路欧姆定律得：ei(r1r2ra)，解得r2，故r2图象的斜率为，则纵截距为，代入数据可得：，0.5，解得e4 v，ra0.5 。3某研究小组同学要测量一个未知电源的电动势e及内阻r。手边的实验器材有：待测电源(电动势e约为4 v，内阻r约为0.8 )，电压表v(量程为1 v，内阻rv约为1 k)，滑动变阻器r1(010.0 )，滑动变阻器r2(0100.0 )，电阻箱r3(099.99 )，电阻箱r4(02.999 k)，定值电阻r0(阻值为10 )，开关s，导线若干。(1)由于电压表v的量程太小，需将电压表量程扩大为3 v，则应测量此电压表的内阻rv，该小组同学依据图甲电路进行测量，步骤如下：s断开，使滑动变阻器的滑动片p处于最左端a，并将电阻箱的阻值调为零；闭合s，将滑动变阻器的滑动片p由左端缓慢向右滑动，当电压表的读数为满偏值时，滑动片p停止滑动；保持滑动变阻器的滑动片p位置不变，调节电阻箱的阻值使电压表的读数为满偏值的一半时，记下电阻箱的阻值ra995 。该实验中电阻箱应选用_，滑动变阻器应选用_。(填入器材所对应的符号)从以上步骤测得的数据可得，要改装成量程为3 v的电压表，该电压表应串联的分压电阻rb_。 (2)研究小组的同学利用题给的电压表(表盘未改动)串联分压电阻rb构成量程为3 v的电压表后，设计了图乙的电路测量电源电动势e及内阻r。为了使电压表的读数随电阻箱的阻值改变而有较大的变化，在干路上连接了一个阻值为r0的定值电阻，实验过程中通过改变电阻箱的阻值r得到多组对应电压表的读数值u。导出的与的函数关系式为_；由此作出的图象如图丙所示，得到图线的截距为b，斜率为k。则电源电动势的表达式为_；内阻的表达式为_。答案(1)r4r11990(2)err0解析(1)该实验中电阻箱应选用r4，滑动变阻器分压接法应选用r1，由半偏法原理可知电压表内阻rvra995 ，由电表的改装可知该电压表应串联的分压电阻rbra1990 。(2)由闭合电路欧姆定律e3u(rr0)，整理得，截距b，斜率k，解得e，rr0。4(2016四川高考)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3 v，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：将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；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；以u为纵坐标，i为横坐标，作ui图线(u、i都用国际单位)；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：(1)电压表最好选用_；电流表最好选用_。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 ) (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_。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(3)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_，r_，代入数值可得e和r的测量值。答案(1)ac(2)c(3)akkr2解析(1)电压表测量路端电压，测量中为了减小误差，通过电压表的电流越小越好，在量程一样(03 v)的情况下，其内阻越大越好，电压表选a；电路中的电流最大值大约为200 ma，电流表选c。(2)滑片从左向右滑动时，电压表示数增大，说明滑片滑动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，只有c项的接法符合上述情形。(3)因为uei(rr2)，所以ui图线如图所示，斜率的绝对值krr2，故rkr2。横轴截距a，则eak。5. (安徽高考)根据闭合电路欧姆定律，用图甲所示电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中r0是定值电阻，通过改变r的阻值，测出r0两端的对应电压u12，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在r坐标系中描出坐标点，如图乙所示。已知r0150 ，请完成以下数据分析和处理。(1)图乙中电阻为_的数据点应剔除。(2)在坐标纸上画出r关系图线。(3)图线的斜率是_v11，由此可得电池电动势ex_v。答案(1)80.0 (2)图见解析(3)4.44103(4.421034.46103均正确) 1.50(1.491.51均正确)解析(1)图中偏离图线较远的点要舍去，所以电阻为80.0 的数据点应剔除。(2)在坐标纸画一条平滑曲线，如图所示。(3)图线的斜率k v114.44103 v11，根据闭合电路欧姆定律可得，整理得r，即4.44103，则电池电动势ex1.50 v。6(2015四川高考)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值rx。已知电池的电动势约6 v，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：电流表a1(量程030 ma)；电流表a2(量程0100 ma)；电压表v(量程06 v)；滑动变阻器r1(阻值05 )；滑动变阻器r2(阻值0300 )；开关s一个，导线若干条。某同学的实验过程如下：.设计如图1所示的电路图，正确连接电路。.将r的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小r的阻值，测出多组u和i的值，并记录。以u为纵轴，i为横轴，得到如图2所示的图线。.断开开关，将rx改接在b、c之间，a与b直接相连，其他部分保持不变。重复的步骤，得到另一条ui图线，图线与横轴i的交点坐标为(i0,0)，与纵轴u的交点坐标为(0，u0)。回答下列问题：(1)电流表应选用_，滑动变阻器应选用_。(2)由图2的图线，得电源内阻r_。(3)用i0、u0和r表示待测电阻的关系式rx_，代入数值可得rx。(4)若电表为理想电表，rx接在b、c之间与接在a、b之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围_，电压表示数变化范围_。(填“相同”或“不同”)答案(1)a2r2(2)25(3)r(4)相同不同解析(1)电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧，滑动变阻器要达到限流效果，应选r2；电池电动势为6 v，调节滑动变阻器，电路中最小电阻为几十欧姆，最大电流在一百毫安左右，电流表选a2。(2)由题图2可知，