2021版高考物理一輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)十測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻典型例題含解析

PAGE4-測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻典型例題熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與實(shí)物連圖【典例1】(2018·江蘇高考)一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。(1)甲圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處_____________________。

(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計(jì)算的1I數(shù)據(jù)見表R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.261I/A6.76.05.34.53.8根據(jù)表中數(shù)據(jù),在方格紙上作出R-1I關(guān)系圖像。由圖像可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢(shì)為__________V;內(nèi)阻為__________Ω。(3)為了得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后,該同學(xué)將一只量程為100mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33A時(shí),電壓表的指針位置如圖乙所示,則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為__________V;內(nèi)阻應(yīng)為__________Ω【解析】(1)①開關(guān)不應(yīng)該閉合,應(yīng)該保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。②電阻箱要以最大阻值接入,然后再調(diào)小。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線如圖所示。由閉合電路歐姆定律,E=IR+Ir得R=E·1I-r,類似于一次函數(shù)y=kx+b的形式,R-1I圖像的斜率表示電動(dòng)勢(shì)E,縱截距絕對(duì)值為內(nèi)阻r。讀圖可知,E=1.4V,r=1.2(3)因?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)是一個(gè)常數(shù)1.4V,電流表的內(nèi)阻RA=UAI=0.2Ω,內(nèi)阻為1.2Ω-0.2Ω=1.0答案:(1)①開關(guān)未斷開;②電阻箱阻值為零(2)見解析圖1.4(1.30～1.44都算對(duì))1.2(1.0～1.4都算對(duì))(3)1.4[結(jié)果與(2)問第一個(gè)空格一致]1.0[結(jié)果比(2)問第二個(gè)空格小0.2]熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新【典例2】(2019·開封模擬)某課外小組在參觀工廠時(shí),看到一丟棄不用的電池,同學(xué)們想用物理上學(xué)到的知識(shí)來測(cè)定這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,已知這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)約為11～13V,內(nèi)阻小于3Ω,由于直流電壓表量程只有3V,需要將這只電壓表通過連接一固定電阻(用電阻箱代替),改裝為量程為15V的電壓表,然后再用伏安法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,以下是他們的實(shí)驗(yàn)操作過程:(1)把電壓表量程擴(kuò)大,實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)步驟如下,完成填空。第一步:按電路圖連接實(shí)物;第二步:把滑動(dòng)變阻器滑片移到最右端,把電阻箱阻值調(diào)到零;第三步:閉合開關(guān),把滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到適當(dāng)位置,使電壓表讀數(shù)為3V;第四步:把電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值,使電壓表讀數(shù)為__________V;

第五步:不再改變電阻箱阻值,保持電壓表和電阻箱串聯(lián),撤去其他線路,即得量程為15V的電壓表。(2)實(shí)驗(yàn)可供選擇的器材有:A.電壓表(量程為3V,內(nèi)阻約2kΩ)B.電流表(量程為3A,內(nèi)阻約0.1C.電阻箱(阻值范圍0～9999Ω)D.電阻箱(阻值范圍0～999Ω)E.滑動(dòng)變阻器(阻值為0～20Ω,額定電流2F.滑動(dòng)變阻器(阻值為0～20kΩ,額定電流0.2電阻箱應(yīng)選__________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__________。

(3)用該擴(kuò)大了量程的電壓表(電壓表的表盤沒變),測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示,得到多組電壓U和電流I的值,并作出U-I圖線如圖丙所示,可知電池的電動(dòng)勢(shì)為__________V,內(nèi)阻為__________Ω。

【解析】(1)將3V電壓表改裝成15V量程,串聯(lián)電阻箱后的總電阻為原來的電壓表內(nèi)阻的5倍,由于滑動(dòng)變阻器位置不變,分壓部分的兩端電壓仍為3V,此時(shí)電壓表兩端的電壓為0.6V。(2)改裝電壓表需要串聯(lián)大電阻,電阻箱選C;由于用分壓電路,滑動(dòng)變阻器選E。(3)由于電壓表改裝后量程擴(kuò)大為5倍,將圖丙的縱坐標(biāo)擴(kuò)大為5倍,即可根據(jù)