《（江蘇專用版）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 實(shí)驗(yàn)八 測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻練習(xí)（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專用版）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 實(shí)驗(yàn)八 測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻練習(xí)（含解析）（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、實(shí)驗(yàn)八　測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 1.(2017海安中學(xué)月考)甲同學(xué)采用如圖所示的電路測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。提供的器材:電壓表(0~3V)、電流表(0~0.6A)及滑動(dòng)變阻器R、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線。 (1)連好電路后,當(dāng)該同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)不為0。檢查各接線柱均未接錯(cuò),接觸良好,且電路未發(fā)生短路;他用多用電表的電壓擋檢查電路,把兩表筆分別接ab、bc和de時(shí),示數(shù)均為0,把兩表筆接cd時(shí),示數(shù)與電壓表示數(shù)相同,由此可推斷故障是　　　　　　　　　。? (2)排除故障后,該同學(xué)順利完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量,如表所示。并根據(jù)數(shù)據(jù)在空白的坐標(biāo)紙上作出如圖所示的U-I圖線,該

2、圖存在多處不妥之處,請(qǐng)指出。(指出兩處不妥之處) I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 U/V 2.93 2.87 2.85 2.77 2.75 2.70 ① 　;? ② 　。? 該同學(xué)根據(jù)上表數(shù)據(jù)可測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)E=　　　　V,內(nèi)電阻r=　　　　Ω。? (3)為了在實(shí)驗(yàn)中保護(hù)電流表和調(diào)節(jié)電阻時(shí)使電壓表、電流表的示數(shù)變化均明顯,乙同學(xué)對(duì)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)了如圖所示的電路,電路中電阻R0應(yīng)該選取下列備選電阻中的哪一個(gè)?　　　　。? 　　A.1Ω B.5Ω C.10Ω D.20Ω 答案　見(jiàn)解析 解析　(1)發(fā)

3、現(xiàn)電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)不為0,電流表或R處斷路,用多用電表的電壓擋檢查電路,把兩表筆分別接a、b,b、c,d、e時(shí),示數(shù)均為0,把兩表筆接c、d時(shí),示數(shù)與電壓表示數(shù)相同,知滑動(dòng)變阻器R斷路。 (2)由題圖可知,圖線幾乎分布在一個(gè)很小的區(qū)域內(nèi),原因是電壓U的取值范圍在2.70~3.00V之間,而U軸坐標(biāo)起點(diǎn)的選取從0開(kāi)始顯然不妥;此外該同學(xué)建立坐標(biāo)系時(shí)沒(méi)有標(biāo)明單位也是不妥;還有畫(huà)圖線時(shí)應(yīng)盡量使更多的點(diǎn)落在直線上,不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡量對(duì)稱分布在直線的兩側(cè),偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)去掉,該同學(xué)作圖時(shí)沒(méi)有將不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)也是不妥。根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,圖像與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示電源

4、的電動(dòng)勢(shì),圖線的斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻,則可知E=2.98V,內(nèi)阻r=2.98-2.680.6Ω=0.50Ω。 (3)保護(hù)電阻R0應(yīng)大約為R0=30.6Ω=5Ω,所以B選項(xiàng)正確。 2.在測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,該電源電動(dòng)勢(shì)約為9V,內(nèi)阻約為5Ω。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)物電路。 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到　　　　。(選填“最大值”“0”或“任意值”)? (2)改變電阻箱的阻值R,用電壓表(量程0~3V)分別測(cè)出阻值R0=10Ω的定值電阻兩端的電壓U。下列三組電阻箱R的調(diào)節(jié)范圍取值方案中,比較合理的方案是　　　　。? A.30~80Ω B.300~800Ω C.30

5、00~8000Ω 　　(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn),繪出的1U-R圖像是一條直線。若直線的斜率為k,在1U坐標(biāo)軸上的截距為b,則該電源的電動(dòng)勢(shì)E=　　　　(用字母表示)。? (4)用這個(gè)方法測(cè)得的內(nèi)阻和真實(shí)值比較　　　　(選填“偏大”“相等”或“偏小”)。? 答案　(1)最大值　(2)A　(3)1kR0　(4)偏小 解析　(1)為保護(hù)電壓表,實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將電阻箱的電阻調(diào)到最大值,讓電流從最小值開(kāi)始變化。 (2)根據(jù)歐姆定律,電路中的最大電流為Imax=U0R0=310A=0.3A,所以電路中的最大電阻可為Rmax=EImin=913Imax=90.1Ω=90Ω,所以電阻箱的最大值應(yīng)為R<90Ω

6、-10Ω=80Ω,所以合理的方案是A。 (3)根據(jù)閉合電路歐姆定律應(yīng)有:E=U+UR0(R+r), 變形為1U=1ER0R+R0+rER0, 所以k=1ER0,b=R0+rER0, 解得E=1kR0。 (4)由于利用歐姆定律求出的電流只是R0中的電流,由于電壓表的分流作用,電流的測(cè)量值偏小,所以內(nèi)阻的測(cè)量值偏小。 3.(2018南通一模)用如圖甲所示的電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,定值電阻R1=16Ω。 (1)閉合開(kāi)關(guān)S后,電壓表V1無(wú)讀數(shù),電壓表V2有讀數(shù),經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路中存在斷路故障,則該故障可能在　　　　(選填“ab”“bc”或“cd”)兩點(diǎn)間。? (2)排除故障后,閉

7、合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值,記錄多組電壓表的示數(shù)U1、U2,如表所示。請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙中作出U2-U1圖像。 U2/V 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 U1/V 0.66 1.00 1.33 1.88 2.00 2.32 2.68 　　(3)由圖像可知,電源電動(dòng)勢(shì)E=　　　　V,內(nèi)阻r=　　　　Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)? (4)實(shí)驗(yàn)中,產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是　　　　　　　　　。? 答案　(1)cd　(2)見(jiàn)解析圖　(3)6.0　8.0 (4)電壓表V1分流 解析　(1)電壓表V1無(wú)讀數(shù),電壓表V2有讀數(shù),說(shuō)明

8、V2與電源是連接的,故發(fā)生斷路的是cd。 (2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的圖像如圖所示。 (3)根據(jù)電路圖由閉合電路歐姆定律可知 E=U1+U2+U1R1r 變形可得U2=E-r+R1R1U1 由圖可知,圖像與縱軸的截距表示電動(dòng)勢(shì),故E=6.00V; 圖像的斜率k=r+R1R1=6.0-2.02.6=1.5 解得r=8.0Ω。 (4)本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表V1分流作用而使測(cè)量電流偏小,從而出現(xiàn)誤差。 4.(2018蘇北四市一調(diào))測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,電路如圖甲所示,MN為一段粗細(xì)均勻、電阻率較大的電阻絲,定值電阻R0=1.0Ω,調(diào)節(jié)滑片P,記錄電壓表示數(shù)U、電

9、流表示數(shù)I及對(duì)應(yīng)的PN長(zhǎng)度x,繪制了U-I圖像如圖乙所示。 (1)由圖乙求得電池的電動(dòng)勢(shì)E=　　　V,內(nèi)阻r=　Ω。? (2)實(shí)驗(yàn)中由于電表內(nèi)阻的影響,電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值　　　　其真實(shí)值(選填“大于”“等于”或“小于”)。? (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可繪出UI-x圖像,如圖丙所示。圖像斜率為k,電阻絲橫截面積為S,可求得電阻絲的電阻率ρ=　　　　,電表內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量　　　　(選填“有”或“沒(méi)有”)影響。? 答案　(1)1.49　0.45　(2)小于　(3)kS　沒(méi)有 解析　(1)由閉合電路歐姆定律可知:U=E-I(r+R0),則可知,圖乙中的圖像與縱坐標(biāo)間的交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì),故E=1.50

10、V;圖像的斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)電阻,則r+R0=1.49-1.200.20Ω,解得r=1.45-1.0Ω=0.45Ω; (2)由圖示可知,伏安法測(cè)電阻相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)采用電流表外接法,由于電壓表分流作用,電流表測(cè)量值偏小,當(dāng)外電路短路時(shí),電流測(cè)量值等于真實(shí)值,電源的U-I圖像如圖所示, 由圖像可知,電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值小于真實(shí)值,電源內(nèi)阻測(cè)量值小于真實(shí)值。 (3)根據(jù)歐姆定律可知,電阻R=UI=ρLS,則可知k=ρS,解得ρ=kS;若考慮電表內(nèi)阻,則圖像的斜率不變,所以得出的電阻率沒(méi)有影響。 5.(2018江蘇六市一調(diào))測(cè)量某電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,提供如下實(shí)驗(yàn)器材: A.待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約12V

11、、內(nèi)阻約1Ω、最大允許電流2A) B.電流表A(量程1A) C.電流表G(量程1mA、內(nèi)阻約50Ω) D.電阻箱(0~99999.9Ω) E.滑動(dòng)變阻器(0~20kΩ) F.滑動(dòng)變阻器(0~1kΩ) H.滑動(dòng)變阻器(0~50Ω) J.定值電阻(阻值5Ω) K.定值電阻(阻值100Ω) L.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)將電流表G改裝成電壓表,需要測(cè)量電流表內(nèi)阻Rg,實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的電路,實(shí)驗(yàn)步驟如下: ①連接好電路,閉合開(kāi)關(guān)S1前,變阻器R1的滑片移到　　　　(選填“最左端”或“最右端”)。? ②閉合S1,斷開(kāi)S2,調(diào)節(jié)R1使電流表G滿偏。 ③閉合S2,保持R1阻

12、值不變,調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值,使得電流表G半偏,讀出電阻箱示數(shù)R,則電流表G的內(nèi)阻Rg=　　　　。? 　　(2)將電流表G改裝成量程為15V的電壓表,已測(cè)得Rg=52.0Ω,則與電流表G串聯(lián)的電阻箱R2的取值應(yīng)為　　　　Ω。? (3)用圖乙電路測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,滑動(dòng)變阻器R3選用　　　　,定值電阻R0選用　　　　。(選填器材序號(hào))? (4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)作出電壓表讀數(shù)U與電流表A讀數(shù)I間的關(guān)系圖像(圖像未畫(huà)出),由圖像讀出I=0時(shí)U=12.1V,圖線斜率絕對(duì)值為5.9V/A,則電源電動(dòng)勢(shì)E=　　　　V,電源內(nèi)阻r=　　　　Ω。? 答案　(1)①最左端?、跼　(2)14948.0

13、(3)H　J　(4)12.1　0.9 解析　(1)變阻器R1的滑片移到最左端時(shí)接入電路的電阻最大,故閉合開(kāi)關(guān)S1前,變阻器R1的滑片移到最左端,閉合S2,電阻箱R2與電流表G并聯(lián),當(dāng)電流表G半偏時(shí),即電流表中電流為原來(lái)的一半,則另一半電流流過(guò)電阻箱R2,電阻箱R2與電流表G中電流相同,故電阻值也相等。 (2)將電流表G改裝成量程為15V的電壓表后,表的總電阻R=UIg=151×10-3Ω=1.5×104Ω,與電流表G串聯(lián)的電阻箱R2=R-Rg=14948Ω。 (3)滑動(dòng)變阻器的總阻值小,便于精細(xì)調(diào)節(jié),故選H,因電流表量程為1A,定值電阻若選100Ω,則測(cè)量電流的大小及大小變化范圍就非常小,故定值電阻應(yīng)選J。 (4)由圖乙,將定值電阻等效為電源內(nèi)阻,I=0時(shí),路端電壓即電動(dòng)勢(shì)E=U=12.1V,圖線斜率的絕對(duì)值為等效內(nèi)阻的大小,則電源實(shí)際內(nèi)阻為r=(5.9-5)Ω=0.9Ω。 7