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3-1.doc
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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- 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