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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 7.6實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)電阻課時強化作業(yè) 一、選擇題 1．下面給出多種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是(　　) A．測出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E、r B．多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組E、r，最后分別求出其平均值 C．測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出U-I圖象，再根據(jù)圖象求出E、r D．測出多組I、U的數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出斷路時的路端電壓即為電動勢E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r 解析：測量兩組I、U的數(shù)據(jù)，應(yīng)用閉合電路歐姆定律列方程組求解，這樣偶然誤差較大，故選項A錯誤；多測幾組I、U值，列方程求幾組的U、r，然后求其平均值，這樣能夠減小偶然誤差，但這樣做并不直觀，也不簡捷，故選項B錯誤；用電壓表測出電源斷路時的路端電壓即為電源的電動勢，誤差較大，將此電動勢代入閉合電路歐姆定律求內(nèi)阻，很容易產(chǎn)生偶然誤差，故選項D錯誤；利用U-I圖象將測出的U、I值在圖象中描點，這樣處理數(shù)據(jù)既能消除偶然誤差，又直觀簡捷，故選項C正確． 答案：C 2．用如圖甲所示電路測電源的電動勢和內(nèi)阻時，由于電壓表的分流作用造成系統(tǒng)誤差，圖乙所示的U-I圖象中有兩條直線AB和A′B，其中一條是根據(jù)實測數(shù)據(jù)畫出的圖線，另一條是修正電壓表分流所引起的誤差后得到的圖線，由圖可知(　　) A．AB是根據(jù)實測數(shù)據(jù)畫出的圖線 B．A′B是根據(jù)實測數(shù)據(jù)畫出的圖線 C．路端電壓U越大，通過電壓表的電流越大 D．由于電壓表的分流作用，使電源電動勢和內(nèi)阻的測量值小于真實值 解析：由圖示電路可知，測量電壓是真實的路端電壓，測量的電流比流經(jīng)電源的電流偏小，故在同一U-I圖象中，對應(yīng)于同一電壓值，電流的測量值小于電流的真實值，故圖中AB是根據(jù)實測數(shù)據(jù)畫出的圖線，選項A、D正確，選項B錯誤；路端電壓越高，由電壓表分流越大，選項C正確． 答案：ACD 3.用如圖所示的電路測量電池電動勢和內(nèi)電阻時，若有兩只電壓表V1、V2量程相同，內(nèi)阻分別為RV1、RV2，且RV1＞RV2；兩只電流表A1、A2量程相同，內(nèi)阻分別為RA1、RA2，且RA1＞RA2，在實驗中，為了使E、r的測量值更精確一些，選擇的電表應(yīng)該是(　　) A．V1與A1 B．V1與A2 C．V2與A1 D．V2與A2 解析：由實驗電路可知，實驗誤差是由于電壓表分流造成的，所以電壓表的內(nèi)阻越大，所產(chǎn)生的誤差越??；電流表的內(nèi)阻對實驗沒有影響，故選項A、B正確． 答案：AB 二、非選擇題 4．某同學(xué)利用圖1所示電路，探究了電源在不同負(fù)載下的輸出功率． (1)所得實驗數(shù)據(jù)如下表，請在圖2中的直角坐標(biāo)系上畫出U-I圖象. U/V 1.96 1.86 1.80 1.84 1.64 1.56 I/A 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55 (2)根據(jù)所畫U-I圖象，可求得電流I＝0.20 A時電源的輸出功率為________ W．(保留兩位有效數(shù)字) (3)實驗完成后，該同學(xué)對實驗方案進行了反思，認(rèn)為按圖1電路進行實驗操作的過程中存在安全隱患，并對電路重新設(shè)計．在圖3所示的電路中，你認(rèn)為既能測出電源在不同負(fù)載下的輸出功率，又能消除安全隱患的是________．(Rx阻值未知) 解析：(1)選擇合適標(biāo)度后描點，連線得圖象時，應(yīng)舍棄第四組數(shù)據(jù)點． (2)在圖象上讀出與I＝0.20 A對應(yīng)的電壓U值，根據(jù)P＝IU求解． (3)題中“存在安全隱患”，意為缺乏保護措施．A電路中Rx起不到保護作用，D中Rx起保護作用，但不能測出電源的輸出功率，B、C能滿足題目要求，選B、C. 答案：(1)如圖所示 (2)0.37(或0.36)　(3)BC 5．(xx年福建卷)某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內(nèi)阻，實驗原理如圖甲所示，其中，虛線框內(nèi)為用靈敏電流計?改裝的電流表，為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，E為待測電池組，S為開關(guān)，R為滑動變阻器，R0是標(biāo)稱值為4.0 Ω的定值電阻． (1)已知靈敏電流計?的滿偏電流Ig＝100 μA、內(nèi)阻rg＝2.0 kΩ，若要改裝后的電流表滿偏電流為200 mA，應(yīng)并聯(lián)一只________ Ω(保留一位小數(shù))的定值電阻R1. (2)根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙連接成完整電路． (3)某次實驗的數(shù)據(jù)如下表所示： 測量次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 電壓表讀數(shù)U/V 5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46 改裝表讀數(shù)I/mA 20 40 60 80 100 120 140 160 　該小組借鑒“研究勻變速直線運動”實驗中計算加速度的方法(逐差法)，計算出電池組的內(nèi)阻r＝________Ω(保留兩位小數(shù))；為減小偶然誤差，逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點是______________． (4)該小組在前面實驗的基礎(chǔ)上，為探究圖甲電路中各元器件的實際阻值對測量結(jié)果的影響，用一已知電動勢和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組，通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn)：電動勢的測量值與已知值幾乎相同，但內(nèi)阻的測量值總是偏大．若測量過程無誤，則內(nèi)阻測量值總是偏大的原因是________．(填選項前的字母) A．電壓表內(nèi)阻的影響 B．滑動變阻器的最大阻值偏小 C．R1的實際阻值比計算值偏小 D．R0的實際阻值比標(biāo)稱值偏大 解析：(1)根據(jù)并聯(lián)電路的特點可知，Igrg＝(I－Ig)R1，代入數(shù)值解得R1≈1.0 Ω. (2)連接實物時，一般按照電流方向依次連接各用電器，最后將電壓表并聯(lián)接入相應(yīng)電路，如圖所示． (3)根據(jù)電源的伏安特性曲線可知，電源的內(nèi)阻r＝－R0.結(jié)合逐差法可得 r＋R0＝÷4＝≈5.66 Ω，解得r≈1.66 Ω.逐差法處理實驗數(shù)據(jù)時能充分利用已測得的數(shù)據(jù)，以減小實驗的偶然誤差． (4)電動勢測量誤差很小，說明電壓表分流產(chǎn)生的誤差可以忽略不計，而內(nèi)阻的測量誤差偏大，根據(jù)＝R0＋r可知，可能的原因是R0的標(biāo)稱值比實際值小，故選項D正確；或者是通過電源的電流的測量值小于真實值，即與電流計并聯(lián)的電阻R1的實際值小于計算值，故選項C正確． 答案：(1)1.0　(2)見解析　(3)1.66　充分利用已測得的數(shù)據(jù)　(4)CD 6．小明要測定一電源的電動勢E和內(nèi)電阻r，實驗器材有：一只DIS電流傳感器(可視為理想電流表，測得的電流用I表示)，一只電阻箱(阻值用R表示)，一只開關(guān)和導(dǎo)線若干．該同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路進行實驗和采集數(shù)據(jù)． (1)小明設(shè)計該實驗的原理表達式是________(用E、r、I、R表示)． (2)小明在閉合開關(guān)之前，應(yīng)先將電阻箱阻值調(diào)至________(選填“最大值”“最小值”或“任意值”)，在實驗過程中，將電阻箱調(diào)至圖乙所示位置，則此時電阻箱接入電路的阻值為________ Ω. (3)小明根據(jù)實驗采集到的數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的 -R圖象，則由圖象求得該電源的電動勢E＝________ V，內(nèi)阻r＝________ Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)在閉合電路中，E、I、R、r幾個量之間的關(guān)系是E＝I(R＋r)． (2)為了整個電路的安全，開始電流要小，即電阻箱電阻調(diào)到最大值；題圖乙電阻箱讀數(shù)為25 Ω. (3)根據(jù)E＝I(R＋r)， 推出＝＋， 再結(jié)合-R圖象可知： 圖線的斜率為， 截距為， 解得E＝6.0 V(5.8～6.2均可)， r＝2.4 Ω(2.3～2.5均可)． 答案：(1)E＝I(R＋r)　(2)最大值　25　(3)6.0(5.8～6.2均可)　2.4(2.3～2.5均可) 7．某同學(xué)利用DIS、定值電阻R0、電阻箱R1等實驗器材測量電池a的電動勢和內(nèi)阻，實驗裝置如圖所示，實驗時多次改變電阻箱的阻值，記錄外電路的總電阻阻值R，用電壓傳感器測得路端電壓U，并在計算機上顯示出如圖所示的 -關(guān)系圖線a，重復(fù)上述實驗方法測量電池b的電動勢和內(nèi)阻，得到圖中的圖線b. (1)由圖線a可知電池a的電動勢Ea＝________ V，內(nèi)阻ra＝________ Ω. (2)若用同一個電阻R先后與電池a及電池b連接，則兩電池的輸出功率Pa______Pb，兩電池的效率ηa______ηb.(以上兩空均選填“大于”“等于”或“小于”) 解析：(1)根據(jù)E＝U＋r，得＝＋·，圖象a的縱截距為0.5，斜率為0.25，所以電動勢Ea＝2 V，內(nèi)阻ra＝0.5 Ω. (2)當(dāng)同一電阻R分別與a、b電池連接時，由圖象知Ua＜Ub，由電池的輸出功率P＝可得，Pa＜Pb，當(dāng)＝0時，即＋·＝0，解得＝－，由圖象延長線與橫軸交點可知ra＜rb，電池的效率η＝＝，得ηa大于ηb. 答案：(1)2　0.5　(2)小于　大于 8．(xx年全國大綱卷)現(xiàn)要測量某電源的電動勢和內(nèi)阻．可利用的器材有：電流表，內(nèi)阻為1.00 Ω；電壓表；阻值未知的定值電阻R1、R2、R3、R4、R5；開關(guān)S；一端連有鱷魚夾P的導(dǎo)線1，其他導(dǎo)線若干．某同學(xué)設(shè)計的測量電路如圖(a) 所示． (1)按圖(a)在實物圖(b)中畫出連線，并標(biāo)出導(dǎo)線1和其P端． (2)測量時，改變鱷魚夾P所夾的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入電路，記錄對應(yīng)的電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I.數(shù)據(jù)如下表所示．根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖(c)中的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點補充完整，并畫出U-I圖線． I(mA) 193 153 111 69 30 U(V) 2.51 2.59 2.68 2.76 2.84 (3)根據(jù)U-I圖線求出電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(保留2位小數(shù)) 解析：(1)根據(jù)實驗原理圖進行實物連接． (2)根據(jù)所給數(shù)據(jù)，描點連線． (3)在U-I圖象中，圖線與縱軸的交點坐標(biāo)等于電源的電動勢，即E＝2.90 V，圖線斜率大小等于電源電阻和電流表內(nèi)阻之和，r＋RA＝ Ω≈2.03 Ω，解得r＝1.03 Ω. 答案：(1)如圖所示 (2)如圖所示 (3)2.90　1.03