2020屆高考物理總復(fù)習(xí)第八章恒定電流高效演練創(chuàng)新預(yù)測實驗十測定電源的電動勢和內(nèi)阻含解析新人教版.docx

測定電源的電動勢和內(nèi)阻1.在“測定一節(jié)干電池電動勢和內(nèi)阻”的實驗中。(1)第一組同學(xué)利用如圖甲的實驗裝置測量，電壓表應(yīng)選擇量程_(選填“3 V”或“15 V”)，實驗后得到了如圖乙的U-I圖象，則電池內(nèi)阻為_ 。( 電壓表、電流表均為理想電表)(2)第二組同學(xué)也利用如圖的連接測量另一節(jié)干電池，初始時滑片P在最右端，但由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路，合上電鍵后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑過一段距離x后電流表有讀數(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，如圖丙所示，則根據(jù)圖象可知，電池的電動勢為_ V，內(nèi)阻值為_(3)若第二組同學(xué)實驗時使用的滑動變阻器電阻絲是均勻的，則根據(jù)圖丙可計算出該滑動變阻器未損壞前可調(diào)節(jié)的最大阻值為_?！窘馕觥?1)當(dāng)用圖甲的實驗裝置進行測量時，由于一節(jié)新干電池的電動勢為1.5 V，所選電壓表量程為03 V較合適；從圖乙中的U-I圖象可知，圖線的斜率表示干電池的內(nèi)阻，即為r=1.5 。 (2)由圖丙可知當(dāng)電路電流表A的示數(shù)為零時，電壓表示數(shù)為1.5 V，即干電池的電動勢為1.5 V；當(dāng)路端電壓1.35 V時，電路中電流為0.15 A，則電池內(nèi)阻為r=1.00 。(3)由圖丙可知，當(dāng)電路中電流為0.15 A ，滑動變阻器接入電路中電阻為R滑1=9.0 ；當(dāng)電路中電流為0.3 A時，滑動變阻器接入電路中的電阻為 R滑2=4.0 ，此時電阻絲改變的長度是5 cm，從而求出這5 cm長的電阻絲電阻值為R=9.0 4.0 =5 ，又根據(jù)電阻定律知RL，故滑動變阻器最大阻值為Rm=9 +5 =14 。答案：(1) 3 V1.5(2)1.501.00(3)142.某同學(xué)用如圖所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內(nèi)阻r，R為電阻箱，干電池的工作電流不宜超過0.5 A。實驗室提供的器材如下：電壓表(量程03 V，內(nèi)阻約3 k)；電阻箱(阻值范圍0999.9 )；開關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)請根據(jù)電路圖在實物圖中畫出連線，將器材連接成實驗電路。(2)實驗時，改變電阻箱R的值，記錄電壓表的示數(shù)U，得到若干組R、U的數(shù)據(jù)。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖所示的-圖線。由圖象得出電池組的電動勢E=_ V，內(nèi)阻r=_ 。(3)關(guān)于這個實驗中存在的誤差以及減小誤差的各種方法，下列說法正確的是()A.電壓表的分流作用引起的誤差屬于偶然誤差B.該同學(xué)讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差C.本實驗用圖象法處理數(shù)據(jù)可以減小偶然誤差D.如果將電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)就可以減小系統(tǒng)誤差【解析】(1)如圖所示；(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=U+，變換為=+，結(jié)合圖象可得圖線斜率=2.125，圖線在縱軸上截距=0.35，解得電動勢E2.86 V，內(nèi)阻r6.07 。(3)電壓表的分流作用引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差，選項A錯誤；該同學(xué)讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，選項B錯誤，采用圖象法分析可以有效避免偶然誤差的影響，若將電壓表內(nèi)阻考慮進來，則可以減小系統(tǒng)誤差，C、D正確。答案：(1)見解析圖(2)2.86(2.852.87均可)6.07(6.066.08均可)(3)C、D3.(2018武漢模擬)目前汽車上都有車載電瓶作為備用電源，用久以后性能會下降，表現(xiàn)之一為電瓶的電動勢變小，內(nèi)阻變大。某興趣小組將一塊舊的車載電瓶充滿電，準(zhǔn)備利用下列器材測量電瓶的電動勢和內(nèi)電阻。A.待測電瓶，電動勢約為3 V，內(nèi)阻約幾歐姆B.直流電壓表V1、V2，量程均為3 V，內(nèi)阻約為3 kC.定值電阻R0未知D.滑動變阻器R，最大阻值RmE.導(dǎo)線和開關(guān)(1)根據(jù)如圖甲所示的實物連接圖，在圖乙方框中畫出相應(yīng)的電路圖。(2)實驗之前，需要利用該電路圖測出定值電阻R0的阻值，方法是先把滑動變阻器R調(diào)到最大阻值Rm，再閉合開關(guān)，電壓表V1和V2的讀數(shù)分別為U10、U20，則R0=_(用U10、U20、Rm表示)。(3)實驗中移動滑動變阻器觸頭，讀出電壓表V1和V2的多組數(shù)據(jù)U1、U2，描繪出U1-U2圖象如圖丙所示，圖中直線斜率為k，與橫軸的截距為a，則電瓶的電動勢E=_，內(nèi)阻r=_(用k、a、R0表示)。【解析】(1)滑動變阻器和定值電阻串聯(lián)，電壓表V1測量滑動變阻器電壓，電壓表V2測路端電壓，電路如圖所示。(2)串聯(lián)電路電流處處相等，滑動變阻器調(diào)到最大即阻值為Rm，所以=，可得定值電阻R0=。(3)滑動變阻器R的電壓為U1，路端電壓為U2，則定值電阻的電壓為U2-U1，電流I=，可得U2=E-Ir=E-r，整理可得U2=E-r+r，即U1=(1+)U2-E，結(jié)合圖象可得1+=k，E=a，從而可得內(nèi)阻r=，電動勢E=。答案：(1)見解析圖(2)Rm(3)4.硅光電池是太陽能電池的一種，某同學(xué)為了測定該電池的電動勢和內(nèi)電阻，設(shè)計了如圖甲所示電路。圖中與A1串聯(lián)的定值電阻的阻值為R0，電流表視為理想電表，在一定強度的光照下進行下述實驗。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電流表A1、A2的值I1、I2。為了作出此電池的U-I曲線，需要計算出電路的路端電壓U，則U=_(用題中所給字母表示)。(2)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出該硅光電池的U-I圖象如圖乙所示，該電池的電動勢E=_ V，在流過電流表A2的電流小于200 mA的情況下，此電池的內(nèi)阻r=_ 。(3)若將該硅光電池兩端接上阻值為6 的電阻，此時對應(yīng)的電池內(nèi)阻r=_ ?！窘馕觥繌脑摴韫怆姵氐腢-I圖象可知電動勢為2.9 V，由(0 mA ，2.9 V)與(200 mA ，2.1 V)兩點知此電池的內(nèi)阻r= =4.0 。從該硅光電池的U-I圖象與電阻為6.0 的導(dǎo)體的伏安特性曲線的交點(250 mA，1.5 V)，利用閉合電路歐姆定律可求出此時對應(yīng)的電池內(nèi)阻：E=U+Ir，即2.9=1.5+0.25r得r=5.6 答案：(1)I1R0 (2)2.90 4.0 (3)5.65.某同學(xué)為了測量一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，從實驗室找到以下器材：一個滿偏電流為100 A，內(nèi)阻為2 500 的表頭，一個開關(guān)，兩個電阻箱(0999.9 )和若干導(dǎo)線。(1)由于表頭量程偏小，該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為50 mA的電流表，則應(yīng)將表頭與電阻箱_(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)，并將該電阻箱阻值調(diào)為_。(2)接著該同學(xué)用改裝的電流表對電池的電動勢及內(nèi)阻進行測量，實驗電路如圖甲所示，通過改變電阻R測相應(yīng)的電流I，且作相關(guān)計算后一并記錄如下表。123456R/95.075.055.045.035.025.0I/mA15.018.724.829.536.048.0IR/V1.421.401.361.331.261.20根據(jù)表中數(shù)據(jù)，圖乙中已描繪出四個點，請將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖乙中，并畫出IR-I圖線。根據(jù)圖線可得電池的電動勢E是_V，內(nèi)阻r是_?！窘馕觥?1)電流表擴大量程的原理是并聯(lián)分流，所以表頭