2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题:33 实验:测定电源的电动势和内阻

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一、填空题(共1小题)

1、用如图电路测量干电池的电动势和内电阻。调节电阻箱,得到若干组电阻值R及对应的电流值I。以变量 为横轴、变量R为纵轴建立直角坐标系,利用测得的数据画出 图像,则该图像的表示了干电池的电动势,该图像的表示了干电池的内电阻。

二、实验探究题(共13小题)

1、某实验小组的同学要测量电源E的电动势和内阻。实验室提供以下器材:

①待测电源E(电动势约3V,内阻约为10Ω)

②两个电流表A1、A2(量程0~200μA,内阻约为5Ω)

③两个电压表V1、V2(量程0〜3V,内阻很大)

④定值电阻R0(阻值为5Ω)

⑤滑动变阻器R(最大阻值为50Ω)

⑥开关S及导线若干

(1)在甲图虚线框中补充完整合理的测量电路,元件标明对应的符号
(2)实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表和另一个电表的读数的多组数据.小明同学利用测出的数据描绘出U﹣x图象如图乙所示(x为另一个电表的读数),图中直线斜率为k,与纵轴的截距为b,则电源的电动势E=,内阻r=;(均用k、b、R0表示)
(3)实际电压表的内阻RV并不是无限大,若考虑电压表内阻的影响,电源电动势的测量值(填“大于”“小于”或“等于”)真实值;内阻的测量值(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
2、在测定电池组的电动势(其值不超过3.2V)和内阻的实验中,用电压传感器测量端电压、电流传感器测量总电流,如图a所示。

(1)请完成实验器材实物连接图。

(2)滑动变阻器处于最大电阻时闭合电键,滑片开始移动到靠近中央的过程中,电压传感器读数从2.83V变化到2.70V,变化很小。由此现象可判断(____) (2)
A . 电动势为2.83V B . 滑动变阻器最大阻值比电源内阻大得多 C . 电流传感器读数变化量一定也很小 D . 若滑片继续移动减小电阻,减小量仍不会超过1V
(3)某同学尝试用图b所示电路图进行实验,用电压传感器测量端电压U、电流传感器测滑动变阻器左端的电流I,得到U-I图像如图c所示。由此可求得电源电动势E=V,内阻r=Ω。
3、某同学用电流传感器和电阻箱来测定电源的电动势和内阻,电路如图(a)所示。

(1)图中定值电阻R0作用。
(2)实验测得多组数据,通过变换坐标,经计算机拟合得到如图(b)所示图线,则该图线选取了为横坐标。由图可知,电源电动势为

(3)若该同学在处理实验数据时,误将电阻箱阻值作为外电路的总电阻阻值,漏算了R0 , 则最终得到的电动势和内阻的值与真实值相比:电动势,内阻。(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)
4、用DIS电流传感器测电源电动势和内电阻的实验中,提供的实验器材有:

A.待测电源(电动势E小于3V,内阻r约1.5Ω);

B.DIS实验系统(电流传感器、数据采集器、计算机);

C.开关K,D.导线若干;

E.定值电阻R0=2Ω;

F.滑动变阻器R(0~20Ω);

G.滑动变阻器R(0~200Ω);

H.电阻箱R(0~9999Ω)。

(1)完成本实验需要的器材有(填代号)A、B、C、D、E和
(2)通过调节可变电阻,改变外电路电阻R , 由电流传感器得到相应电流值I,以R为横坐标,I为纵坐标,由计算机拟合得到的I-R图像为下图中的

(3)为了由图像求得E和r,通过“变换坐标,化曲为直”,将图线变为直线,如图所示。图中纵坐标表示。由图像可得电动势E=V,内阻r=Ω。

5、为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻,某同学设计了如图甲所示的实验电路,其中R为电阻箱,R0=5Ω为保护电阻.

(1)断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值.多次重复上述操作,可得到多组电压值U及电阻值R,并以 为纵坐标,以 为横坐标,画出 的关系图线(该图线为一直线),如图乙所示.由图线可求得电池组的电动势E=V,内阻r=Ω.(保留两位有效数字)
(2)引起该实验系统误差的主要原因是
6、某同学为了测量一电源的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:

A.待测电源E(电动势约为4V)

B.灵敏电流计G(满偏电流Ig=100μA、内阻Rg=2.0kΩ)

C.电阻箱R(最大阻值999.9Ω)

D.定值电阻R0=4Ω

E.开关S,导线若干

该同学根据如图(a)所示的实验电路对电源的电动势及内阻进行测量,步骤如下:

①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;

②通过改变电阻箱阻值R,测相应的电流I,并记录数据;

③根据实验数据,以电阻R和相应的电流I的乘积IR为纵坐标,I为横坐标,在坐标系中描点绘出的IR—I图线如图(b)所示。

(1)根据图线可得电源的电动势E=V,内阻r=Ω。(保留两位有效数字);
(2)从测量原理来看,利用图(a)所示的电路所得的电动势测量值与真实值相比(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
7、某学习小组将一个直流电源和一个很大的定值电阻(约几十千欧)串联组成了一个新电源,如图甲所示。当该电源两端接的电阻较小时(小于300欧姆),该电源能稳定输出约30μA的恒定电流。该学习小组利用新电源设计了如图乙所示的电路测量一个量程为30μA、内阻约为几百欧姆的灵敏电流计的内阻。主要实验步骤如下:

(1)只闭合图乙中的开关K,灵敏电流计指针如图丙中实线所示,该示数为μA。
(2)再闭合图乙中的开关S,调节变阻箱R1 , 使灵敏电流计的指针指到图丙中虚线位置,此时变阻箱的示数为330欧姆。根据以上数据计算可知,灵敏电流计的内阻为欧姆,此测量值(填“大于”、“小于”、“等于”)真实值。
8、物理学习小组试图利用图甲测量一组旧蓄电池的电动势和内阻:

⑴实验步骤如下:

①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;

②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R;

③以 为纵坐标,R为横坐标,作 图线(用直线拟合),如图乙所示;

④从图线求出直线的斜率K和在纵轴上的截距b。

⑵请你回答下列问题(用题给符号K、b表示):

①计算电池的电动势 ,内阻

②根据实验方案发现,电流表内阻对实验精确度有较大影响,如果测的电流表内阻为 ,则电源内阻的精确值为

9、某兴趣小组想要测量某型号电池的电动势和内阻。
(1)为了粗测电池电动势,他们用多用电表直流电压档进行测量,下列操作合理的是_________。 (1)
A . 红表笔接电池正极,用小量程试触 B . 黑表笔接电池正极,用小量程试触 C . 黑表笔接电池正极,用大量程试触 D . 红表笔接电池正极,用大量程试触
(2)为了更精确测量,他们选择了一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器,连成如图甲所示的电路进行实验,图中的滑动变阻器没有连接好,请用笔画线代替导线将电路图连接完整,并使滑动变阻器向右移动时电压表的示数变大。

(3)实验结束后,他们将测量的数据在坐标纸上进行描点,如图乙所示。根据U-I图线,可得该电池的内电阻为 (保留两位有效数字)。
10、在做测量干电池的电动势和内阻实验中:
(1)除待测电池、开关、若干导线外,选用下列哪组仪器,也可以完成实验目的(______) (1)
A . 一直流电流表,一电阻箱 B . 一直流电压表,一电阻箱 C . 一直流电流表,一滑动变阻器 D . 一直流电流表,一直流电压表,一滑动变阻器
(2)按图示电路进行实验,分别读出电压表和电流表的示数,并画出的U—I图象,如图所示。则待测电池的电动势为V,内阻r为 。(结果保留两位有效数字)

11、为测定一节干电池的电动势及内阻,某同学按如图所示的电路图连接电路,并测出路端电压U和电流I的多组数据,作出U—I图象。
(1)请按电路图连接实物图;

(2)从U—I图象中可求出电池的电动势E=V,内电阻r=Ω。(结果保留两位有效数字)

12、为测定电源的电动势和内阻,实验室提供了如下器材:

A.待测电源(电动势约为9V)

B.电压表(视为理想电压表,量程为3V)

C.电阻箱R(0∼999.9Ω)

D.定值电阻R0

E. 开关、导线若干

(1)用欧姆表(×1)测电阻R0 , 欧姆表的指针如图甲所示,则R0=Ω
(2)为达到测定的目的,请将图乙所示的仪器连成一个完整的实验电路.
(3)某同学应用所测得的数据,绘出的1/U−R图象是一条直线,如图丙所示,测得直线的斜率k=1/90,纵坐标的截距b=2/15,则电源的电动势E=V,内阻r= Ω
13、一同学用图甲电路测量电源的电动势和内阻。所用的实验器材有:

A.待测电源(电动势约为 ,内阻约为

B.保护电阻 (阻值为

C.滑动变阻器R(阻值范围为

D.电流表 ,内阻约为

E.电流表 ,内阻约为

F.电压表 ,内阻约为

G.电压表 ,内阻约为

H.开关S,导线若干。

(1)按图甲连接电路,测量电源的电动势和内阻,电压表应选用;电流表应选用。(均填器材前的字母序号)
(2)用该电路测量出多组数据,作出图乙所示的 图象,则待测电源电动势 、内阻 。(结果均保留两位有效数字)

 

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