高考物理一轮复习训练第8章实验10测定电源的电动势和内阻

电磁感应实验十测定电源的电动势和内阻知识巩固练习1．用图中所示的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2Ω)、保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)、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U－I图线(U、I都用国际单位)；④求出U－I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(0～3V，内阻约15kΩ)B．电压表(0～3V，内阻约3kΩ)C．电流表(0～200mA，内阻约2Ω)D．电流表(0～30mA，内阻约2Ω)(2)将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接线柱B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱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)kak－R22．(2021年天津质检)小明同学看到一个纽扣锂电池标称电动势为3V，内阻约为1kΩ.为了较准确测定其电动势和内阻，除待测电池外，还备有以下器材：A．电压表V1：量程3V，内阻很大B．电压表V2：量程4V，内阻很大C．电流表A1：量程3A，内阻约10D．电流表A2：量程0.6A，内阻约2E．定值电阻R1：1kΩF．定值电阻R2：50kΩG．滑动变阻器R3：0～50ΩH．滑动变阻器R4：0～5kΩI．开关，导线若干(1)要求测量尽可能准确，则电表应选用________、________；定值电阻选用________；滑动变阻器选用________．(填器材后的符号)(2)在虚线框中画出实验电路．(3)用图像处理数据，应作__________图像(用测量物理量的符号表示)．【答案】(1)V1V2R1R4(2)如图(3)U2－U1【解析】(1)(2)由题意可知，电池的内阻较大，则电流I＝eq\f(3,1000)A＝3mA．给定的定值电阻均较大，无法使用电流表测量电流，故只能用电压表V1与R1并联测量电流．因电源内阻较大，故应使用总阻值较大的滑动变阻器R4控制电路中的电流，使用V2测量路端电压．实物电路图如图所示．(3)根据闭合电路欧姆定律可知U2＝E－eq\f(U1,I1)R1，为了使得出的图像为直线，应作出U2－U1图像．3．(2021年沈阳模拟)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，该同学按图中所示电路进行实验，测得的数据如表所示．实验序数12345R/Ω4.010.016.022.028.0I/A1.000.500.340.250.20eq\f(1,I)/A－11.02.02.94.05.0(1)若利用图像确定电池的电动势和内阻，则应作__________(填“R－I”或“R－eq\f(1,I)”)图像．(2)利用测得的数据在图中所示的坐标系上画出适当的图像．(3)由图像可知，该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________.(4)该实验中测出的电动势E测和内阻r测，与真实值E真和r真相比，理论上E测________E真，r测________r真．(填“>”“<”或“＝”)【答案】(1)R－eq\f(1,I)(2)如图(3)6.02.0(4)＝>【解析】(1)由闭合电路欧姆定律可知I＝eq\f(E,R＋r)，则R＝eq\f(E,I)－r.若画R－I图，则图像为曲线，不易得出结论；而画R－eq\f(1,I)图像为直线，容易得出结论，故应该画R－eq\f(1,I)图像．(2)利用图中的R、eq\f(1,I)描点，再用直线将各点相连，如图所示．(3)由公式及数学知识可得：图像中的斜率k＝E＝eq\f(28.0－10.0,5.0－2.0)V＝6.0V，纵轴截距b＝－r＝－2.0Ω.(4)本实验误差起因于电流表的内阻不能忽略，故正确公式应为R＝eq\f(E,I)－r－RA，而当电阻无穷大时，电流表分压可以忽略，故本实验中电动势测量准确，所测内阻为电流表内电阻与电源内阻之和，故测量值偏大．4．(2021年三明质检)某同学要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1：量程0～0.6A，内阻0.3C．电流表2：量程0～0.6A，内阻约0.1D．电压表1：量程0～3V，内阻未知E．电压表2：量程0～15V，内阻未知F．滑动变阻器1：0～10Ω，2G．滑动变阻器2：0～100Ω，1H．开关、导线若干在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，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．(1)请在上述器材中选择适当的器材(填写器材前的字母)：电流表选择______，电压表选择______，滑动变阻器选择______．(2)实验电路图应选择______(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U－I图像．则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E＝______V，内电阻r＝______Ω.【答案】(1)BDF(2)甲(3)1.500.7【解析】(1)干电池的电动势约为1.5V，故为了读数准确，电压表应选择D．为了准确测量内阻，选择已知内阻的电流表B．滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值明显变化，减少误差，故选F.(2)根据以上分析可知，电流表与电池串联，将电流表内阻等效为电源内阻，故电路图选择甲．(3)由U－I图可知，电源的电动势E＝1.50V，内电阻r＋RA＝eq\f(ΔU,ΔI)－RA＝eq\f(1.5－1.0,0.5)Ω－0.3Ω＝0.7Ω.综合提升练习5．(2021年漳州质检)用电阻箱、多用电表(当安培表用)、开关和导线测一节干电池的电动势和内阻．(1)将图a的实物连接成完成实验的电路．(2)完成以下步骤的相关内容：①将多用电表的选择开关旋转至____________挡(填“×1Ω”“直流电压2.5V”或“直流电流100mA”)．②调节电阻箱，示数如图b所示，读得电阻值R1＝______Ω.③合上开关，从多用表上读得数值为I1.④重复步骤②③，收集多组R和I的数据．(a)(b)(c)(3)某同学根据他设计的实验以及收集到的数据作出了如图c所示的R－eq\f(1,I)图线．由此可知，干电池的电动势E＝______V(计算结果保留3位有效数字)；图线纵轴截距的绝对值表示________________．【答案】(1)如图(2)①直流100mA②12(3)1.43电流表与干电池的电阻之和【解析】(1)有一个多用电表、一个电阻箱，没有滑动变阻器，因此可以采用安阻法测电源电动势或用伏阻法测电源电动势．安阻法测电源电动势与内阻的实验电路图如上图所示．(2)采用安阻法测电源电动势与内阻，将多用电表的选择开关旋转至直流电流100mA挡．由图b所示电阻箱可知，R1＝0×1000Ω＋0×100Ω＋1×10Ω＋2×1Ω＝12Ω.(3)安阻法测电源电动势与内阻，在闭合电路中，电源电动势E＝Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\a