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1、2022年高考物理一輪復習 梯級演練 強技提能 實驗九 測定電源的電動勢和內阻 滬科版
【雙基題組】
1.(xx·濟南模擬)用如圖所示的電路,測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻。電池的內阻較小,為了防止在調節(jié)滑動變阻器時造成短路,電路中用一個定值電阻R0保護電路。除電池、開關和導線外,可供使用的實驗器材還有:
a.電流表(量程0.6A、3A)
b.電壓表(量程3V、15V)
c.定值電阻(阻值1Ω、額定功率5W)
d.定值電阻(阻值10Ω、額定功率10W)
e.滑動變阻器(阻值范圍0～10Ω、額定電流2A)
f.滑動變阻器(阻值范圍0～100Ω、額定電流1A)
那么:
(1)
2、要正確完成實驗,電壓表的量程應選擇 V,電流表的量程應選擇
A;R0應選擇 Ω的定值電阻,R應選擇阻值范圍是 Ω的滑動變阻器。
(2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是? 。
2.(xx·煙臺模擬)某同學要測定一節(jié)舊電池的電動勢和內阻,實驗器材僅有一個理想電流表、一個電阻箱、一個開關和若干導線。該同學按如圖甲所示電路進行實驗,測得的數(shù)據(jù)如下表所示：
次數(shù)
1
2
3
4
5
R/Ω
4.0
10.0
16.0
22.0
28.0
I/A
1.00
0.50
0.34
3、0.25
0.20
/A-1
1.0
2.0
2.9
4.0
5.0
(1)若利用圖像確定電池的電動勢和內阻,并要求圖像簡潔直觀,則應作
(選填“R-I”或“R-”)圖像。
(2)利用測得的數(shù)據(jù)在圖乙所示的坐標紙上畫出適當?shù)膱D像。
(3)由圖乙可知,該電池的電動勢E= V,內阻r= Ω。(結果保留一位有效數(shù)字)
3.(xx·石家莊模擬)要測量一電源的電動勢E(小于3V)和內阻r(約1Ω),現(xiàn)有下列器材：電壓表V(3 V和15 V兩個量程)、電阻箱(0～999.9Ω)、定值電阻R0=2Ω、開關和導線。某實驗小組根據(jù)所給器材設計如下的實驗電路。
4、
(1)電路中定值電阻R0的作用是保護 (選填“電源”或“電壓表”)。
(2)A同學調節(jié)電阻箱阻值R,讀出對應的電壓表讀數(shù)U,得到兩組數(shù)據(jù)：R1=2.0Ω時U1=2.24V;R2=4.0Ω時U2=2.40V。由這兩組數(shù)據(jù)可求得電源的電動勢為E=
V,內阻r= Ω。(結果保留兩位有效數(shù)字)
(3)B同學計劃用作圖法處理數(shù)據(jù),他調節(jié)電阻箱阻值R,得出了若干組數(shù)據(jù),并描點連線得出了如圖乙所示的圖像,圖線縱坐標表示電壓表讀數(shù)的倒數(shù),圖線的橫坐標表示。若所得圖線的斜率為k,在坐標軸上的截距為b,則該電源的電動勢E= ,內阻r= 。(用k和b表示)
(4
5、)比較A、B兩位同學的做法, 同學得出的結果誤差更小。
【高考題組】
4.(xx·浙江高考)采用如圖所示的電路“測定電池的電動勢和內阻”。
(1)除了選用照片中的部分器材外,( )
A.還需要電壓表 B.還需要電流表
C.還需要學生電源 D.不再需要其他器材
(2)測量所得數(shù)據(jù)如下：
測量次數(shù)
物理量
1
2
3
4
5
6
R/Ω
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
I/A
0.60
0.70
0.80
0.89
1.00
1.20
U/V
0.90
0.78
0.74
6、0.67
0.62
0.43
用作圖法求得電池的內阻r= ;
(3)根據(jù)第5次所測得的實驗數(shù)據(jù),求得電流表內阻RA= 。
5.(xx·福建高考)某研究性學習小組欲測定一塊電池的電動勢E。
(1)先直接用多用電表測定該電池電動勢。在操作無誤的情況下,多用電表表盤示數(shù)如圖,其示數(shù)為 V。
(2)然后,用電壓表V、電阻箱R、定值電阻R0、開關S、若干導線和該電池組成電路,測定該電池電動勢。
①根據(jù)電路圖,用筆畫線代替導線,將實物圖連接成完整電路。
②閉合開關S,調整電阻箱阻值R,讀出電壓表V相應示數(shù)U。該學習小組測出大量數(shù)據(jù),分析篩選出下表所示的R、U
7、數(shù)據(jù),并計算出相應的與的值。請用表中數(shù)據(jù)在坐標紙上描點,并作出-圖線。
R/Ω
166.7
71.4
50.0
33.3
25.0
20.0
U/V
8.3
5.9
4.8
4.2
3.2
2.9
/×10-2Ω-1
0.60
1.40
2.00
3.00
4.00
5.00
/V-1
0.12
0.17
0.21
0.24
0.31
0.35
③從圖線中可求得E= V。
6.(xx·重慶高考)某中學生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產的柑橘制作了果汁電池,他們測量這種電池的電動勢E和內阻r,并探究電極間距對E和r的影
8、響。實驗器材如圖所示。
(1)測量E和r的實驗方案為調節(jié)滑動變阻器,改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流I,依據(jù)公式 ,利用測量數(shù)據(jù)作出U-I圖像,得出E和r。
(2)將電壓表視為理想表,要求避免電流表分壓作用對測量結果的影響,請在題圖中用筆畫線代替導線連接電路。
(3)實驗中依次減小銅片與鋅片的間距,分別得到相應果汁電池的U-I圖像如圖中(a)、(b)、(c)、(d)所示,由此可知：
在該實驗中,隨電極間距的減小,電源電動勢 (選填“增大”“減小”或“不變”)。電源內阻 (選填“增大”“減小”或“不變”)。
曲線(c)對應的電源電動勢E= V,內阻r
9、= Ω,當外電路總電阻為
2500Ω時,該電源的輸出功率P= mW。(均保留三位有效數(shù)字)
答案解析
1.【解析】(1)由于電源電動勢在1.5V左右,故選量程為3V的電壓表,電池允許通過的最大電流大約為0.5A,故選量程為0.6A的電流表。由于電池內阻很小,故選電阻值較小的定值電阻為保護電阻,阻值為1Ω。為了更方便調節(jié)電路,滑動變阻器選0～10Ω。
(2)產生系統(tǒng)誤差的原因是電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電池實際輸出的電流小,造成E測
10、解析】(1)由閉合電路歐姆定律可知：I=,則R=-r,若畫R-I圖,則圖像為曲線,不易得出結論;而畫出R-圖像為直線,故容易得出結論,故應該畫出R-圖像;
(2)利用表格中的R、描點,再用直線將各點相連,如圖所示;
(3)由公式及數(shù)學知識可得：
圖像中的k=E==V=6 V。
圖線在縱軸上的截距為b,則|b|=r=2Ω。
答案：(1)R- (2)見解析圖 (3)6 2
3.【解析】(1)電路中定值電阻R0的作用：在調節(jié)電阻箱時,使電路中的電流不至于太大而燒壞電源。
(2)由閉合電路歐姆定律可得I==,將題給數(shù)據(jù)代入可得E=2.8V,r=
1.0Ω。
(3)由閉合電路歐姆定
11、律可得I==,整理可得=×+,所以k=,b=,故E=,r=。
(4)B同學運用圖像處理數(shù)據(jù),涉及的測量數(shù)據(jù)較多,誤差更小。
答案：(1)電源 (2)2.8 1.0 (3) (4)B
4.【解析】(1)從照片中的部分器材可以看出沒有電壓表,所以還需要有電壓表;
(2)建立U-I坐標系,并將所得數(shù)據(jù)描點,連線作出電池的U-I圖線如圖所示
圖線的斜率為k===-0.75,
故電池內阻r=0.75Ω。
(3)由I=可得,電流表內阻為
RA=-R=Ω-0.4Ω=0.22Ω。
答案：(1)A (2)0.75Ω (3)0.22Ω
5.【解析】(1)選擇中間標尺,10V量程最小刻度為
12、0.2V,因此示數(shù)為V=9.4V。
(2)①依電路圖連接實物圖如圖所示
②據(jù)表格數(shù)據(jù)描點所作圖像如圖所示
③據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+(R0+r)得=+·,因此據(jù)圖像縱坐標讀數(shù)的倒數(shù)得E=10.0V(9.5～11.1 V均可)。
答案：(1)9.4 (2)①實物連線見解析
②圖線見解析?、?0.0(9.5～11.1均可)
6.【解析】(1)根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知,電源路端電壓U、電源電動勢E、電流以及內電阻r這幾個物理量之間的關系是U=E-Ir。
(2)為了避免電流的分壓作用,電流表應該相對電源外接,也就是說,電壓表要并聯(lián)在電源兩端。
(3)U-I圖像縱軸截距表示電源電動勢,從圖像上看,縱軸截距沒有變化,因此電源的電動勢不變。(a)、(b)、(c)、(d)的斜率依次增大,所以電源內電阻增大。對于圖線(c),因為U=E-Ir,縱軸截距為0.975V,在(c)上取兩點,斜率|k|==
478Ω,所以電源電動勢為0.975 V,內電阻為478Ω。外電阻R=2500Ω時,電路電流I==×103mA=0.327 mA,電源輸出功率P=I2R=0.3272×2500×10-6W=0.268 mW。
答案：(1)U=E-Ir (2)如圖
(3)不變 增大 0.975 478 0.268
2022年高考物理一輪復習 梯級演練 強技提能 實驗九 測定電源的電動勢和內阻 滬科版
