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1、2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)41 測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻
1.下面給出多種用伏安法測電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的數(shù)據(jù)處理方法,其中既能減小偶然誤差,又直觀、簡便的方法是( )
A.測出兩組I、U的數(shù)據(jù),代入方程組E=U1+I(xiàn)1r和E=U2+I(xiàn)2r,求出E、r
B.測出多組I、U的數(shù)據(jù),求出幾組E、r,最后分別求出其平均值
C.測出多組I、U的數(shù)據(jù),畫出U-I圖象,再根據(jù)圖象求出E、r
D.測出多組I、U的數(shù)據(jù),分別求出I和U的平均值,用電壓表測出斷路時(shí)的路端電壓即電動(dòng)勢E,再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)阻r
答案:C 解析:測出多組I、U的數(shù)據(jù),畫出U-I圖象可消除某次測量不準(zhǔn)造成的
2、偶然誤差,且方法直觀、簡便,C正確.
2.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示電路測定一節(jié)電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻,備有下列器材:
①待測電池,電動(dòng)勢約為1.5 V(小于1.5 V)
②電流表,量程3 mA ③電流表,量程0.6 A
④電壓表,量程1.5 V ⑤電壓表,量程3 V
⑥滑動(dòng)變阻器,0~20 Ω ⑦開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干
(1)請選擇實(shí)驗(yàn)中需要的器材________(填標(biāo)號).
(2)按電路圖將實(shí)物(如圖甲所示)連接起來.
(3)小組由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的U-I圖象如圖乙所示,由圖象可求得電源電動(dòng)勢為________V,內(nèi)電阻為________Ω.
甲
乙
答案:見
3、解析 解析:(1)電流表量程3 mA不能滿足實(shí)驗(yàn)需要,故選量程為0.6 A的電流表;電動(dòng)勢小于1.5 V,故選量程為1.5 V的電壓表.其他都是電路必需器材,故所需器材為:①③④⑥⑦.
(2)如圖所示.
(3)根據(jù)圖象得:E=1.40 V,r=2.8 Ω.
3.(2018·江西九江一中期中)某同學(xué)用如圖甲所示的電路測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,所用的實(shí)驗(yàn)器材有:待測電源E,電阻箱R(最大阻值為99.99 Ω),定值電阻R0(阻值為2.0 Ω),電壓表(量程為3 V,內(nèi)阻約為2 kΩ),開關(guān)S,導(dǎo)線若干.
實(shí)驗(yàn)步驟:將電阻箱阻值調(diào)到最大,先閉合開關(guān)S,多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電壓表的示數(shù)U和電
4、阻箱相應(yīng)的阻值R,以為縱坐標(biāo),R為橫坐標(biāo),作 -R圖線(如圖乙所示).
甲
乙
(1)E為電源電動(dòng)勢,r為電源內(nèi)阻,與R的關(guān)系表達(dá)式為________(用E、r、R0表示).
(2)根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢E=________V,內(nèi)阻r=________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)
(3)用該種方法測量的結(jié)果存在系統(tǒng)誤差,產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是_____________________________________________________.
答案:(1)=R+ (2)5.7 3.7 (3)見解析
解析:(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=U+(R+r)?=R+.(2)根據(jù)
5、表達(dá)式可知,圖線斜率k== V-1·Ω-1,縱截距b==0.5 V-1,聯(lián)立解得E=5.7 V,r=3.7 Ω.(3)由于電壓表與定值電阻并聯(lián),有分流作用,使得測量的電流偏小,從而引起實(shí)驗(yàn)誤差.
4.(2018·湖南長沙長郡中學(xué)月考)在“測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中,備有下列器材:
A.待測的干電池一節(jié)
B.電流表A1(量程0~3 mA,內(nèi)阻Rg1=10 Ω)
C.電流表A2(量程0~0.6 A,內(nèi)阻Rg2=0.1 Ω)
D.滑動(dòng)變阻器R1(0~20 Ω,1.0 A)
E.電阻箱R0(0~9 999.9 Ω)
F.開關(guān)和導(dǎo)線若干
甲
乙
(1)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器
6、材中沒有電壓表,他想將其中的一個(gè)電流表和電阻箱改裝成一個(gè)電壓表,其量程為0~3 V,并設(shè)計(jì)了圖甲所示的a、b兩個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路(虛線框內(nèi)為改裝電壓表的電路),其中合理的是________(填“a”或“b”)電路,此時(shí)R0的阻值應(yīng)取________ Ω.
(2)圖乙為該同學(xué)根據(jù)合理電路所繪出的I1-I2圖象(I1為電流表A1的示數(shù),I2為電流表A2的示數(shù)),根據(jù)該圖線可得被測干電池的電動(dòng)勢E=________V,內(nèi)阻r=________Ω.
答案:(1)b 990.0 (2)1.48(1.46~1.49均可)
0.84(0.82~0.87均可)
解析:(1)實(shí)驗(yàn)提供的器材中雖然沒有電壓表,
7、但給出了已知內(nèi)阻的兩個(gè)電流表,電路中電流最小約為I==75 mA,應(yīng)選擇0~0.6 A量程的電流表A2,應(yīng)將電流表A1串聯(lián)電阻箱改裝成較大量程的電壓表使用,即合理的是b;要改裝成量程為0~3 V的電壓表,由歐姆定律有U=Ig1(Rg1+R0),解得R0=990.0 Ω.(2)延長題圖乙中圖線,可得圖線與縱軸的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為1.48 mA,由閉合電路歐姆定律得E=I1(Rg1+R0)+I(xiàn)2r,即I1=-·I2,故=1.48 mA,解得E=1.48 V,將(0.45 A,1.1 mA)代入可得r=0.84.
5.某同學(xué)要測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)器材僅有一個(gè)電壓表(內(nèi)阻很大)、一個(gè)電
8、阻箱、一個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干,該同學(xué)按如圖甲所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測得的數(shù)據(jù)如下表所示.
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
R(Ω)
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
U(V)
1.00
1.19
1.27
1.31
1.35
(A)
0.50
0.30
0.21
0.16
0.14
甲
乙
(1)根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù),若利用圖象確定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,則應(yīng)作________圖象.(填選項(xiàng)前的字母)
A.U- B.R-U C.R -
9、 D. -U
(2)根據(jù)(1),利用測得的數(shù)據(jù),在圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出適當(dāng)?shù)膱D象.
(3)由(2)中作出的圖象可知,該干電池的電動(dòng)勢E=________V,內(nèi)阻r=________Ω.
答案:(1)A (2)如圖所示 (3)1.47(1.45~1.48均可)
0.94(0.92~0.96均可)
解析:(1)根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù),若利用圖象確定干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,則應(yīng)作U-I圖象,即U-圖象.
(2)如圖所示.
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電源的電動(dòng)勢等于斷路電壓,所以由(2)中作出的圖象可知,該干電池的電動(dòng)勢E=1.47 V,圖象斜率的絕對值表示干電池的內(nèi)阻
10、,內(nèi)阻r=0.94 Ω.
[能力提升]
6.(2018·北京二模)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路來測量電源電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r及電阻R1的阻值.
甲
實(shí)驗(yàn)器材有:待測電源,待測電阻R1,電壓表V(量程0~3 V,內(nèi)阻很大),電阻箱R(0~99.99 Ω),單刀單擲開關(guān)S1,單刀雙擲開關(guān)S2,導(dǎo)線若干.
(1)先測電阻R1的阻值.請將該同學(xué)的操作補(bǔ)充完整:
A.閉合S1,將S2切換到a,調(diào)節(jié)電阻箱,讀出其示數(shù)R0和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U1.
B.________,將S1切換到b,讀出電壓表的示數(shù)U2.
C.則電阻R1的表達(dá)式為R1=________.
(2)該同學(xué)已經(jīng)測得電阻R1=3
11、.2 Ω,繼續(xù)測電源電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r,其做法是:閉合S1,將S2切換到a,多次調(diào)節(jié)電阻箱,讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U,由測得的數(shù)據(jù),繪出了如圖乙所示的 -圖線,則電源電動(dòng)勢E=________V,內(nèi)阻r=________Ω.
乙
答案:(1)保持電阻箱示數(shù)不變 R0 (2)2.0 0.8
解析:(1)由實(shí)驗(yàn)電路圖分析可知在切換S2時(shí),應(yīng)使電路中的電流保持不變,則應(yīng)保持電阻箱示數(shù)不變.S2切換到a時(shí),電壓表測量的是電阻箱R兩端的電壓,則有U1=IR0,當(dāng)S2接b時(shí),電壓表測量的是電阻箱R和R1兩端的電壓,則有U2=I(R0+R1),解得R1=R0.
(2)電阻箱兩端的電
12、壓U=R,則=+·,再由圖乙中縱軸截距可得=0.5 V-1,得E=2.0 V,圖線斜率= Ω/V=2 Ω/V,又知R1=3.2 Ω,解得r=0.8 Ω.
7.(2018·內(nèi)蒙古赤峰二中三模)某同學(xué)用電阻箱、多用電表、開關(guān)和導(dǎo)線測一節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻.
(1)在使用多用電表時(shí)指針位置如圖甲所示,若電表的選擇開關(guān)指在電阻“×10”擋,則讀數(shù)結(jié)果為________Ω;若多用電表的選擇開關(guān)指在直流“2.5 V”擋,然后直接接在電池兩極,則電池電動(dòng)勢約為________ V.
甲
(2)為了更準(zhǔn)確地測量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,他用多用電表的直流“100 mA”擋設(shè)計(jì)了如圖乙所示的測量電
13、路,在圖丙虛線框里畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.(多用電表符號為“”,電阻箱符號為“”)
乙 丙
丁
(3)將多用電表的選擇開關(guān)從“OFF”旋轉(zhuǎn)至直流“100 mA”擋,調(diào)節(jié)電阻箱到合適的值并記錄其讀數(shù)R,合上開關(guān)從多用電表上讀出相應(yīng)的示數(shù)I.
(4)重復(fù)(3)獲得多組數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)作出了如圖丁所示的R-圖線.
(5)由圖線得干電池的電動(dòng)勢E=________ V(保留三位有效數(shù)字),內(nèi)阻r=________Ω(取整數(shù)).
答案:(1)140 1.30(1.3也可) (2)圖見解析
(5)1.43 8
解析:(1)由題圖甲可知,指針的示數(shù)為14 Ω,則讀數(shù)為14 Ω×10=140 Ω;量程選2.5 V時(shí),讀數(shù)為1.30 V.(2)原理圖如圖所示.(5)由E=IR+I(xiàn)r,變形得到R=-r+E·,由一次函數(shù)知識可知,E=k= V=1.43 V,-r=-8 Ω,可得r=8 Ω.