2019-2020年高中物理 4.2測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻自我小測(cè) 滬科版選修3-11用伏安法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A應(yīng)選用舊的干電池作為被測(cè)電源，以使電壓表讀數(shù)變化明顯B應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表C移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，不能使滑動(dòng)變阻器短路造成電流表過(guò)載D使滑動(dòng)變阻器阻值盡量大一些，測(cè)量誤差才會(huì)小2如圖所示，甲、乙為兩個(gè)獨(dú)立電源的路端電壓U與通過(guò)它們的電流I的關(guān)系圖像，下列說(shuō)法中正確的是()A路端電壓都為U0時(shí)，它們的外電阻相等B電流都是I0時(shí)，兩電源的內(nèi)電壓相等C電源甲的電動(dòng)勢(shì)大于電源乙的電動(dòng)勢(shì)D電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻3下列給出多種用伏安法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)，處理方法既能減小偶然誤差，又直觀、簡(jiǎn)便的方法是()A測(cè)出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組EU1I1r和EU2I2r，求出E和rB多測(cè)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(cè)出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫(huà)出UI圖像，再根據(jù)圖像求出E、rD多測(cè)幾組I、U的數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓即為電動(dòng)勢(shì)E，再用閉合電路歐姆定律求出電池內(nèi)電阻r4如圖所示是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫(huà)出的UI圖像，下列關(guān)于這個(gè)圖像的說(shuō)法中正確的是()A縱軸截距表示待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)，即E3 VB橫軸截距表示短路電流，即I短0.6 AC根據(jù)rE/I短，計(jì)算出待測(cè)電源內(nèi)阻為5 D根據(jù)r|，計(jì)算出待測(cè)電源內(nèi)阻為1 5如圖所示，用一只電流表和兩個(gè)定值電阻測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，由于未考慮電流表的內(nèi)阻，其測(cè)量值E和r與真實(shí)值E0和r0相比較，正確的是()AEE0，rr0 BEE0，rr0CEE0，rr0 DEE0，rr06在用伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，若線路器材接觸良好，某同學(xué)按下圖連接好電路，合上開(kāi)關(guān)以后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)很大，電壓表示數(shù)為零，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸頭，兩電表的示數(shù)均無(wú)變化，產(chǎn)生這樣故障的原因是_；又若在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)兩電表的示數(shù)正常，但移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭時(shí)，兩電表的示數(shù)不變化，產(chǎn)生這樣故障的原因是_。7在“測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材：電壓表V1(03 V)，電壓表V2(015 V)；電流表A1(00.6 A)，電流表A2(03 A)，滑動(dòng)變阻器R1(010 ，2 A)，滑動(dòng)變阻器R2(0100 ，0.5 A)，阻值為1 的蓄電池，為了使測(cè)量出的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都盡可能準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表應(yīng)選_，電流表應(yīng)選_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_。畫(huà)出本實(shí)驗(yàn)的電路圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)出你的理由。8某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖甲所示電路測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖乙所示的R圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得到E_，r_。9一位同學(xué)在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得并記錄以下6組數(shù)據(jù)：I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.101.05(1)試根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖甲中畫(huà)出UI圖線并讀出電動(dòng)勢(shì)E_；內(nèi)電阻r_。圖甲(2)若不畫(huà)出圖線，只選用其中兩組U和I數(shù)據(jù)，可利用公式EUIr，算出E和r，這樣做可能得出誤差較大的結(jié)果。選用第_組和第_組數(shù)據(jù)，求得E、r的誤差最大。10現(xiàn)要按圖所示的電路測(cè)量一節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢(shì)E(約1.5 V)和內(nèi)阻r(約20 )，可供選擇的器材如下：電流表、 (量程0500 A，內(nèi)阻約為500 )，滑動(dòng)變阻器R(阻值0100 ，額定電流1.0 A)，定值電阻R1(阻值約為100 )，電阻箱R2、R3(阻值0999.9 )，開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。由于現(xiàn)有電流表量程偏小，不能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求，為此，先將電流表改裝(擴(kuò)大量程)，然后再按圖電路進(jìn)行測(cè)量。(1)測(cè)量電流表的內(nèi)組按圖電路測(cè)量的內(nèi)阻，以下給出了實(shí)驗(yàn)中必要的操作。A斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1B閉合開(kāi)關(guān)S1、S2C按圖連接線路，將滑動(dòng)變阻器R的滑片調(diào)至最左端，R2調(diào)至最大D調(diào)節(jié)R2，使的示數(shù)為I1，記錄R2的值E斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，閉合開(kāi)關(guān)S3F調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使、的指針偏轉(zhuǎn)適中，記錄的示數(shù)I1請(qǐng)按合理順序排列實(shí)驗(yàn)步驟(填序號(hào))_。(2)將電流表 (較小量程)改裝成電流表 (較大量程)如果(1)中測(cè)出的內(nèi)阻為468.0 ，現(xiàn)用R2將改裝成量程為020 mA的電流表 ，應(yīng)把R2調(diào)為_(kāi)與并聯(lián)，改裝后電流表 的內(nèi)阻RA為_(kāi)。(3)利用電流表 、電阻箱R3測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻用電流表 、電阻箱R3及開(kāi)關(guān)S按圖所示電路測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變R3的值，記錄下電流表 的示數(shù)I，得到若干組R3、I的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)作出有關(guān)物理量的線性圖像，求得電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。請(qǐng)寫(xiě)出與你所作線性圖像對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式_。請(qǐng)?jiān)谌鐖D所示的虛線框內(nèi)坐標(biāo)中作出定性圖像(要求標(biāo)明兩個(gè)坐標(biāo)軸所代表的物理量，用符號(hào)表示)。圖中_表示E。圖中_表示r。參考答案1解析：選用電表時(shí)應(yīng)選用內(nèi)電阻較大的電壓表，內(nèi)阻較小的電流表，同時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值不能太大，太大不易調(diào)節(jié)。答案：BD2解析：根據(jù)歐姆定律可知外電阻R、路端電壓U與電流I的關(guān)系為R，在UI圖像中甲、乙兩圖像的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0，U0)，說(shuō)明兩電源的外電阻相等，選項(xiàng)A正確。圖像與U軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值表示電源電動(dòng)勢(shì)的大小，與I軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值表示電路中的短路電流，圖像的斜率大小表示電源內(nèi)電阻的大小(電動(dòng)勢(shì)與短路電流的比值)。由圖像可知，甲與U軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值比乙的大，表明甲的電動(dòng)勢(shì)大于乙的電動(dòng)勢(shì)；甲與I軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值比乙的小，表明甲的短路電流小于乙的短路電流；圖線甲的斜率大于圖線乙的斜率，表明甲的內(nèi)阻大于乙的內(nèi)阻，可見(jiàn)選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。又電源的內(nèi)電壓等于通過(guò)電源的電流與電源內(nèi)阻的乘積，即U內(nèi)Ir，因?yàn)榧椎膬?nèi)阻比乙的內(nèi)阻大，所以當(dāng)電流都為I0時(shí)，甲電源的內(nèi)電壓較大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。答案：AC3解析：A中只測(cè)量?jī)山M數(shù)據(jù)求出E、r，偶然誤差較大；B中計(jì)算E、r平均值雖然能減小誤差，但太繁瑣；D中分別求I、U的平均值是錯(cuò)誤的做法。答案：C4解析：由電源UI圖像的物理意義可知A對(duì)，B、C錯(cuò)，根據(jù)r|可得：r1 ，故D對(duì)。答案：AD5解析：測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻有三種方法：一是用電流表和電壓表來(lái)測(cè)量；二是用一只電壓表來(lái)測(cè)量；三是用一只電流表來(lái)測(cè)量。當(dāng)不考慮電流表內(nèi)阻RA的影響時(shí)，由全電路歐姆定律，得EI1R1I1r，EI2R2I2r。解得E，r。當(dāng)考慮RA影響時(shí)，由閉合電路歐姆定律，得E0I1(R1RAr0)，E0I2(R2RAR0)。解得：E0，r0RA。比較兩組結(jié)果知：E0E，r0r。答案：C6解析：(1)因?yàn)殡娏鞅硎緮?shù)很大，電壓表示數(shù)為零，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸頭，兩電表的示數(shù)均無(wú)變化，所以滑動(dòng)變阻器發(fā)生短路；(2)兩電表的示數(shù)正常，但移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭時(shí)，兩電表示數(shù)不變化，可判斷滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭沒(méi)有連入電路中。答案：滑動(dòng)變阻器短路滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭沒(méi)有連入電路中7解析：由待測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的大約值，從讀數(shù)要求出發(fā)，不難選出電壓表用V1，電流表用A1來(lái)測(cè)量。由于滑動(dòng)變阻器R2允許通過(guò)的最大電流為0.5 A，從安全角度考慮，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R1。主要實(shí)驗(yàn)器材選定后，再考慮到中學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的電流表的內(nèi)阻RA均不能忽略，且很難達(dá)到RAr，故由于電流表的分壓作用帶來(lái)的系統(tǒng)誤差較大，在無(wú)特殊說(shuō)明情況下，一般均采用電流表內(nèi)接法。電路中為什么要接入定值小電阻R0？為了說(shuō)明問(wèn)題，先假定電源的電動(dòng)勢(shì)就是2 V，內(nèi)阻就是0.1 ，不考慮電流表內(nèi)阻的分壓影響。本處通過(guò)列表來(lái)說(shuō)明接入R0前后對(duì)測(cè)量值準(zhǔn)確度的影響。答案：V1A1R1電路圖如下圖所示8解析：由歐姆定律有，EI(Rr)，Rr。由此知圖線的斜率為電動(dòng)勢(shì)E，縱軸截距大小為內(nèi)阻r，E2.9 V，r0.9 。答案：2.9 V0.9 9解析：本題考查作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。作圖線時(shí)，應(yīng)把個(gè)別不合理的數(shù)據(jù)排除圖線，如圖乙所示。由直線與縱軸的交點(diǎn)可讀出電動(dòng)勢(shì)E1.45 V，再讀出直線與橫軸的交點(diǎn)的坐標(biāo)(U，I)連同得出的E值代入EUIr中，得到r(EU)/I0.70 。選用第3組和第4組數(shù)據(jù)求得的結(jié)果誤差最大。由圖知，當(dāng)過(guò)第3組和第4組數(shù)據(jù)作直線時(shí)，此直線與原直線偏離最大，因此誤差最大。圖乙答案：(1)E1.45 Vr0.70 (2)34(1)作圖線時(shí)，應(yīng)讓盡量多的點(diǎn)落在直線上，個(gè)別誤差大的點(diǎn)要舍去(例如本圖中的第4個(gè)點(diǎn))。(2)縱坐標(biāo)可以不從零開(kāi)始，有效利用坐標(biāo)紙的空間。(3)內(nèi)阻r要用r|來(lái)求解。10解析：(1)按題意知，采用的是替代法測(cè)電流表的內(nèi)阻，所以合理順序應(yīng)為：CBFEDA。(2) 的內(nèi)阻為RA2468.0 ，原最大量程為500 A，再改裝成20 mA，則應(yīng)并聯(lián)一個(gè)分流電阻，R并12 ，改裝后的電流表的內(nèi)阻為RA11.7 。(3)此問(wèn)靈活，答法多樣，合理即可。答案：(1)CBFEDA(2)1211.7(3)解法一：R3RAE()r如圖所示。直線斜率縱軸截距的絕對(duì)值解法二：(R3RA)如圖所示。直線斜率的倒數(shù)縱軸截距除以斜率解法三：R3E()(rRA)如圖所示。直線的斜率縱軸截距的絕對(duì)值與RA的差