（全國通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 微專題61 實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)阻加練半小時（含解析）

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1、實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)阻 [方法點撥]　(1)圖象法處理數(shù)據(jù)是本實驗重點.根據(jù)閉合電路歐姆定律找出圖象的函數(shù)關(guān)系式，從而確定圖象斜率、截距等的意義.(2)明確實驗中需要測量的量與實際測量的量的關(guān)系，進行誤差分析. 1.某同學(xué)查閱電動車使用說明書知道自家電動車的電源是鉛蓄電池，他通過以下操作測量該電池的電動勢和內(nèi)阻. (1)先用多用電表粗測電池的電動勢.把電表的選擇開關(guān)撥到直流電壓50V擋，將兩只表筆與電池兩極接觸，此時多用電表的指針位置如圖1所示，讀出電池的電動勢為________V. 圖1 (2)再用圖2所示裝置進一步測量.多用電表的選擇開關(guān)撥向合適的直流電流擋，與黑表筆連

2、接的是電池的________極(選填“正”或“負(fù)”).閉合開關(guān)，改變電阻箱的阻值R，得到不同的電流值I，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出－R圖象如圖3所示.已知圖中直線的斜率為k，縱軸截距為b，則此電池的電動勢E＝________，內(nèi)阻r＝________.(結(jié)果用字母k、b表示) 圖2 圖3 (3)他發(fā)現(xiàn)兩次測得電動勢的數(shù)值非常接近，請你對此做出合理的解釋：________________________________________________________________________. 2.(2018·黑龍江省哈爾濱市模擬三)在測量一節(jié)干電池電動勢E和內(nèi)阻r的實驗中，小明設(shè)計

3、了如圖4甲所示的實驗電路. (1)根據(jù)圖甲實驗電路，請在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實物電路的連接. (2)實驗開始前，應(yīng)先將滑動變阻器的滑片P調(diào)到________(選填“a”或“b”)端. (3)合上開關(guān)S1，S2接圖甲中的1位置，改變滑動變阻器的阻值，記錄下幾組電壓表示數(shù)和對應(yīng)的電流表示數(shù)；S2改接圖甲中的2位置，改變滑動變阻器的阻值，再記錄下幾組電壓表示數(shù)和對應(yīng)的電流表示數(shù).在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點作出電壓表示數(shù)U和對應(yīng)的電流表示數(shù)I的圖象，如圖丙所示.兩直線與縱軸的截距分別為UA、UB，與橫軸的截距分別為IA、IB. S2接1位置時，作出的U－I圖線是圖丙中的________(選

4、填“A”或“B”)線；測出的電池電動勢E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差，原因是____________________.由圖丙可知，干電池電動勢和內(nèi)阻的真實值分別為E真＝________，r真＝________. 圖4 3.(2018·江西省上饒市一模)為了測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，某實驗小組設(shè)計了如圖5甲所示的電路，實驗室準(zhǔn)備了下列器材供選用： A.待測干電池一節(jié) B.直流電流表A1(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.01Ω) C.直流電流表A2(量程0～3A，內(nèi)阻約為0.02Ω) D.直流電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約為5kΩ) E.直流電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約

5、為25kΩ) F.滑動變阻器R1(阻值范圍為0～15Ω，允許最大電流為1A) G.滑動變阻器R2(阻值范圍為0～1000Ω，允許最大電流為2A) H.開關(guān) I.導(dǎo)線若干 圖5 (1)實驗中電壓表應(yīng)選用________；電流表應(yīng)選用________；滑動變阻器應(yīng)選用________.(填字母代號) (2)實驗小組在進行實驗時，初始滑片P在最右端，但由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路，合上開關(guān)S后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑過一段距離x后電流表才有讀數(shù)，于是該組同學(xué)分別作出了電壓表讀數(shù)U與x、電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系圖，如圖乙所示，則根據(jù)圖象可知，電池的電動勢為________V，內(nèi)阻為_______

6、_Ω. 4.(2018·山東省青島二中模擬)某同學(xué)設(shè)計了如圖6甲所示的電路來測量電源電動勢E、內(nèi)阻r和電阻R1的阻值.實驗器材有：待測電源(電動勢為E，內(nèi)阻為r)；待測電阻R1；電壓表V(量程1.5V，內(nèi)阻很大)；電阻箱R(0～99.99Ω)；開關(guān)S1；單刀雙擲開關(guān)S2；導(dǎo)線若干. 　　 圖6 (1)先測量電阻R1的阻值，請將該同學(xué)的操作補充完整. ①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 ②保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換到b，讀出電壓表的示數(shù)U2 ③則電阻R1的表達(dá)式為R1＝____________. (2)該同學(xué)已經(jīng)測得電阻R1＝4.95

7、Ω，繼續(xù)測量電源電動勢E和內(nèi)阻r的做法是：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，則電源電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(保留三位有效數(shù)字) 5.(2018·廣東省佛山市二模)某同學(xué)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻(約1.0Ω). (1)現(xiàn)備有下列器材： A.待測的干電池一節(jié) B.電流表(量程0～150mA，內(nèi)阻Rg＝3.0Ω) C.電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻RV約1kΩ) D.滑動變阻器R0(0～20Ω，1.0A) E.電阻箱R(0～99.9Ω) F.開

8、關(guān)和若干導(dǎo)線 該同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中電流表的量程較小，他想利用現(xiàn)有的電流表和電阻箱改裝成一塊量程為0～0.6A的電流表，則電阻箱R的阻值應(yīng)取________Ω，請在圖7甲的虛線框內(nèi)畫出利用上述器材測量干電池電動勢和內(nèi)阻的實驗電路圖. 圖7 (2)圖乙為該同學(xué)根據(jù)合理電路所繪出的U－I圖象(U、I分別為電壓表和電流表的示數(shù)).根據(jù)該圖象可得被測電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω. (3)對本實驗的理解正確的是________. A.要減小實驗誤差，可以增大電源等效內(nèi)阻 B.如果縱坐標(biāo)從零開始，圖線分布空間將更大 C.電壓表的分流作用導(dǎo)致實驗系統(tǒng)誤差

9、D.由于電壓表讀數(shù)變化不大，讀數(shù)不準(zhǔn)確導(dǎo)致系統(tǒng)誤差大 答案精析 1.(1)12.0　(2)負(fù)　　 (3)鉛蓄電池的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于多用電表電壓擋的內(nèi)阻，因此直接用表筆接在蓄電池的兩極時，電表的讀數(shù)非常接近電源的電動勢 解析　(1)電壓擋量程為50V，則最小分度值為1V，則指針對應(yīng)的讀數(shù)為12.0V. (2)作為電流表使用時，應(yīng)保證電流由紅表筆流進，黑表筆流出，故黑表筆連接的是電池的負(fù)極；由閉合電路歐姆定律可得I＝，變形可得＝＋·R，則由題圖可知：＝b，＝k，則可解得E＝，r＝. (3)因鉛蓄電池的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于多用電表電壓擋的內(nèi)阻，因此直接用表筆接在蓄電池的兩極時，電表的讀數(shù)非常接近電源

10、的電動勢. 2.(1)如圖所示 (2)a (3)B　電壓表分流　UA　 解析　(2)為保護電表，閉合開關(guān)時滑動變阻器接入電路的阻值最大，應(yīng)滑至a端； (3)S2接1位置時，引起誤差的原因是電壓表的分流，使得電流的測量偏小，故電動勢和內(nèi)阻的測量值都偏小，所以作出的圖象是B. 3.(1)D　B　F　(2)1.5　0.5 解析　(1)干電池電動勢約為1.5V，電壓表應(yīng)選V1，由于電路中電流較小，因此電流表應(yīng)選A1，為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選最大阻值較小的R1； (2)根據(jù)兩圖對應(yīng)的x值相等時的電壓和電流可知 當(dāng)I1＝0.20A時，U1＝1.40V；當(dāng)I2＝0.40A時，U2

11、＝1.30V；根據(jù)U＝E－Ir，解得E＝1.5V，r＝0.5Ω. 4.(1)③R0　(2)1.43　1.05(1.06也正確) 5.(1)1.0　見解析圖　(2)1.48(1.46～1.49之間) 0.85(0.84～0.88之間)　(3)AC 解析　(1)利用現(xiàn)有的電流表和電阻箱改裝成一個量程為0～0.6A的電流表，則需要并聯(lián)的電阻箱R的阻值應(yīng)取R＝＝Ω＝1Ω，電路圖如圖所示. (2)若設(shè)通過電流表的電流為I，則干路電流為4I，由閉合電路的歐姆定律U＝E－4Ir；延長圖線與兩坐標(biāo)軸相交，由圖象可知：E＝1.48V；4r＝Ω≈3.4Ω，則r＝0.85Ω. (3)要減小實驗誤差，可以增大電源等效內(nèi)阻，這樣在變化相同電流時電壓表示數(shù)的變化較大，選項A正確；如果縱坐標(biāo)從零開始，圖線分布空間將較小，選項B錯誤；電壓表的分流作用導(dǎo)致實驗系統(tǒng)誤差，選項C正確；由于電壓表讀數(shù)變化不大，讀數(shù)不準(zhǔn)確導(dǎo)致實驗偶然誤差大，選項D錯誤. 7