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1、第-1-页 专题 35 测定电源的电动势与内阻测【总分值：110 分 时间：90 分钟】实验题共 10 小题，每题 11 分 1图a为某同学测量一节干电池的电动势与内电阻的电路图，其中虚线框内是用毫安表改装成双量程电流表的改装电路 1 毫安表表头的内阻为 10，满偏电流为 100mA；R1与R2为固定电阻，阻值分别为R1=05，R2=20；由此可知，假设使用a与b两个接线柱，电表的量程为_A；假设使用a与c两个接线柱，电表的量程为_A；2 电压表有两种第-2-页 规格，V1量程 15V，内阻约为 2k与 V2量程 3V，内阻约为4k；滑动变阻器有两种规格，最大阻值分别为 20与 500 那么电
2、压表应选用_ 填“V1”或“V2”，R应选用最大阻值为_的滑动变阻器 3实验步骤如下：开关 S2拨向b，将滑动变阻器R的滑动片移到_端 选填“左或“右，闭合开关 S1；屡次调节滑动变阻器的滑动片，记下电压表的示数U与毫安表的示数I；某次测量时毫安表的示数如图 b 所示，其读数为_mA。以U为纵坐标，I为横坐标，作UI图线用直线拟合，如图c所示；根据图线求得电源的电动势E=_V结果保存三位有效数字，内阻r=_ 结果保存两位有效数字。【答案】105；25；2V1；20；3右；580；148；050 3为了让电流由最小开场调节，开场时滑动变阻器阻值滑到最大位置；故应滑到右端；由图可知，电流表最小分度
3、为 1mA；故读数为 580mA；由U=E-Ir可知，图象中及纵坐标的交点表示电源的电动势；故E=1 48V；图象的斜率表示内阻；由于指针指向 b，故量程为 0 5A，内阻为rA=2；那么331.480.520.50.580 10100 10r 第-3-页【名师点睛】此题考察测量电动势与内电阻的实验，注意明确实验原理，能根据给出的实验步骤分析实验方法；同时根据图象分析实验数据，明确电表的改装原理的应用 2甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1与R2阻值。实验器材有：待测电源E不计内阻，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表 V量程为 15V，内阻很大，电阻箱R09999，单刀单掷
4、开关 S1，单刀双掷开关 S2，导线假设干。1先测电阻R1的阻值请将甲同学的操作补充完整：A闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0与对应的电压表示数Ul B保持电阻箱示数不变，读出电压表的示数U2 C那么电阻R1的表达式为R1 2甲同学已经测得电阻Rl480，继续测电源电动势E与电阻R2的阻值该同学的做法是：闭合 S1，将 S2切换到a，屡次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R与对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，那么电源电动势EV，电阻R2保存三位有效数字。【答案】1将S2切换到b，2143，12【名师点睛】此题为伏阻法测电动势与内电阻，但由于过程较为复杂，故
5、应认真审题，明确题中的实验原理；同时要注意电源内电阻忽略不计，R2可等效为内电阻处理 3某实验小组为了测量某电池组的电动势与内阻，设计了如图甲所示第-4-页 的实验电路，图甲中电流表G的满偏电流100gmAI，内阻5gR，0 R是阻值为3.0的定值电阻，R是最大阻值为10的滑动变阻器，电压表内阻很大。结果均保存 3 位有效数字 1由于电流表 G 的量程太小，故该学习小组欲将电流表 G 量程扩大为00.6A，那么需要并联的定值电阻的阻值1R。2 该学习小组利用测得的电压表的示数U与电流表 G 的示数I，作出了如图乙所示的IU图像，那么该电池组的电动势E V，内阻r。3实验中，随着移动变阻器的滑片
6、，电源的输出功率P会随着电流表G的示数I的变化而发生变化，那么能正确表示该变化关系的图像是。【答案】11；25.12r，2.8EV；3C【名师点睛】此题考察测量电动势与内电阻的实验，要注意明确实验原理，知道应用图象处理数据的方法，能正确根据电表的改装原理进展改装。4某同学用伏安法测一节干电池的电动势与内阻，现备有以下器材：A被测干电池一节 B电流表 1：量程 006 A，内阻r=03 C电流表 2：量程 006 A，内阻约为 01 D电压表 1：量程 03 V，内阻未知 E电压表 2：量程 015 V，内阻未知 F滑动变阻器 1：010，2 A G滑动变阻器 2：0100，1 A 第-5-页
7、H开关、导线假设干 伏安法测电池电动势与内阻的实验中，由于电流表与电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势与内阻。1在上述器材中请选择适当的器材填写器材前的字母：电流表选择_，电压表选择，滑动变阻器选择。2实验电路图应选择以下图中的_填“甲或“乙；3根据实验中电流表与电压表的示数得到了如图丙所示的UI图象，那么在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E_V，内电阻r_。【答案】1 1B、D、F；2甲；315V，07【解析】1因为一节干电池的电动势为 15 伏左右，故电压表选择D；通过电源的电流不超过 06A,因 B 电流报的内阻，故电流表选择B，
8、滑动变阻器选择 F。【名师点睛】此题考察了测量电源的电动势及内阻的实验；及课本上选取的电路图不一样，因为此问题中电流表的内阻是的，所以用甲电路图可以减小实验的误差；注意最后计算内阻时要把电流表的内阻减掉 5某同学准备利用以下器材测量干电池的电动势与内电阻 第-6-页 A待测干电池两节，每节电池电动势约为 15V，内阻约几欧姆 B直流电压表 V1、V2，量程均为 3V，内阻约为 3k C定值电阻R0未知 D滑动变阻器R，最大阻值Rm E导线与开关 根据如图 9 甲所示的实物连接图，在图乙方框中画出相应的电路图 实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R0，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm，再
9、闭合开关，电压表V1与V2的读数分别为U10、U20，那么R0_用U10、U20、Rm表示 实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表 V1与 V2的多组数据U1、U2，描绘出U2U1图像如图丙所示，图中直线斜率为k，及横轴的截距为a，那么两节干电池的总电动势E_，总内阻r_用k、a、R0表示 图 第-7-页【答案】如以下图所示 1kak,01Rk 【解析】由实物图可知电路的连接方式，得出的实物图如下图；由电路图可知，V2测量R0及R两端的电压，V1测量R两端的电压，那么R0两端的电压U20-U10；由欧姆定律可知，2010201001010mmUUUURRUUR；【名师点睛】此题考察测量电动势与内
10、电阻的实验方法，关键在明确根据闭合电路欧姆定律得出对应的表达式，再分析图象的意义，求得电动势与内电阻 6用实验测一电池的内阻r与一待测电阻的阻值xR。电池的电动势约6V。某同学的实验过程如下：、设计如图a所示的电路图，选择适宜的器材正确连接实验电路两电表均为理想电表。、将R的阻值调到最大，闭合开关，逐渐调小R的阻值，由两表读出多组U与I的值，得到如图b所示的UI图线。、断开开关，将xR改接在B、C之间，A及B直接相连，其他局部保持不变。重复的步骤，在图b的坐标中得到另一条UI图线，图线及横轴I的截距为0I，及纵轴U的截距为0U，求：1电源内阻r；2用0I、0U与r表示待测电阻的关系式xR；3x
11、R接在B、C之间及接在A、B之间比拟，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围。第-8-页 选填“一样或“不同【答案】125；2；3一样【解析】1图象的斜率表示电源的内阻，那么可知内阻为：5.54.0250.080.02r；2接xR改接在B、C之间，由题意可知，等效内阻为：解得：。3由于在调节滑动变阻器时，闭合电路中电阻不变，故电流表的变化范围一样。【名师点睛】此题考察测量电源内阻及电阻的实验，关键在于明确电路构造，认清实验方法及步骤；再由欧姆定律或闭合电路欧姆定律进展分析求解。7某同学准备测定一节干电池的电动势与内电阻，实验室备有以下器材：A、待测的干电
12、池电动势约为 15V，内电阻 10 左右 B、电流表1A量程 0-3mA，最小刻度 01mA，内阻为 10 C、电流表2A量程 0-06A，最小刻度 002A，内阻未知 D、滑动变阻器1R1-20，5A E、滑动变阻器2R1-200，1A F、定值电阻0R990 G、开关与导线假设干 1该同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的 a、b 两实验电路，其中合理的是_第-9-页 图所示的电路；在该电路中，为了操作方便，滑动变阻器应选_填写器材前的字母代号 2图乙所示为该同学根据中选出的合理实验电路，移动滑动变阻器，用电流表1A与电流表2A测得多组1I与2I，并
13、画出12II图线，那么由图线可得被测电池的电动势E=_V 取三位有效数字，内阻r=_取两位有效数字。【答案】1b，D；21.46、0.84；3由闭合电路欧姆定律EUIr可知，在UI图线中，图线及纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小，故当图线的纵坐标改为101()gI RR时，图线及纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。【名师点睛】测定电源的电动势与内电阻是高中阶段电学实验考察的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，此题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I图象处理等多方面内容的考察，题目层次源于课本，凸显能力，表达创新意识，侧重于对实验能力的考察。8王红同学到实验室做“测定电源电动势与内
14、阻的实验时，发现实验桌上还有一个定值电阻R0 他设计了如下图的电路来测量R0的阻值，实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，并将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值。1他在同一坐标纸上分别作出U1-I、U2-I图线，那么所作的直线斜率较大的是 第-10-页 2定值电阻R0的计算表达式是：R0=用测得的物理量表示，假设实验中的所有操作与数据处理无错误，实验中测得R0值 填“大于、“等于或“小于实际值。3张超同学说：“在王红同学所用的实验器材中，如果知道电流表的内阻rA，就能少用一个电压表测出电动势、内阻以及R0的值。请你在虚线框中画出张超同学设想的电
15、路图，并根据测量原理及记录的电表读数自设符号表示，写出r与R0这两个物理量的计算式。r=，R0=【答案】1U2-I2;大于3如图，【解析】1U1-I图线的斜率绝对值表示电源内阻，U2-I图线的斜率绝对值表示电源内阻与定值电阻R0之与所以U2-I图象斜率绝对值大于U1-I图象的斜率绝对值 2根据闭合电路欧姆定律得：定值电阻R0的计算表达式是，假设实验中的所有操作与数据处理无错误，电流表示数比R0的实际电流偏第-11-页 小，所以R0的测量值偏大，即实验中测得R0值大于实际值 【名师点睛】解决该题关键要掌握测定电动势与内电阻的数据处理与明确电阻的测量方法、原理与实验误差的处理；同时要知道U-I图线
16、斜率的物理意义：U1-I图线的斜率绝对值表示电源内阻，U2-I图线的斜率绝对值表示电源内阻与定值电阻R0之与。9利用如下图的电路可以较为准确地测量未知电源的电动势。图中Ex为待测电源，ES为标准电源电动势ES已准确测出，E为工作电源，为电路提供电流。G 为零刻度在中央的灵敏电流计，AB为一根粗细均匀的电阻丝，C、D为AB上的两个活动接触点，可以在电阻丝上移动，及电阻丝AB平行放置的还有一把刻度尺，可以测出C、D之间的长度。实验步骤如下：1按图连接好电路，让 K1处于断开状态，K2处于两个触点都不接的状态；第-12-页 2先闭合 K1，调整RP至适宜位置，以后不再调整；3将 K2掷于 1 位置，
17、调整C、D触头使电流计指针指向零刻度，记下_L1；4将 K2掷于 2 位置，重新调整C、D位置，使_，并记下_L2；5断开 K1，计算待测电源的电动势的表达式为Ex_。【答案】3 C、D间的长度；4电流计指针指向零刻度；C、D间的长度；5；【名师点睛】近几年的物理实验的考察已不再局限于根本问题的考察，而是更多的进展一些设计性实验的考察，在解决问题时应注意理解实验中的原理，再结合学过的实验内容进展分析解答；此类问题对学生要求较高，应注意训练。10某同学用电阻箱、多用电表、开关与导线测一节旧干电池的电动势与内阻 1在使用多用表时指针位置如图甲，假设电表的选择开关指在“10档，那么读数结果为_；假设
18、多用表的选择开关指在“25V档，然后直接接在电源两极，那么电源电动势约为_V 2为了更准确地测量电源的电动势与内电阻，他用多用表的“直流100 mA挡设计了如图乙的测量电路，在方框里画出实验电路图 电流表符号“A，电阻箱符号“3将多用电表的选择开关从 OFF 旋转至“直流 100 mA挡，调节电阻箱到适宜的值并记录其读数R，合上开关从多用表上读出相应第-13-页 的示数I 4重复3获得多组数据，根据数据作出了如下图的图线 5由图线得干电池的电动势EV保存三位有效数字，内阻r取整数。【答案】1 140 1 3 1 30 也可 2 如图 5 1 451 40148 均可、8【名师点睛】测定电源的电动势与内电阻是高中阶段电学实验考察的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，此题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I图象处理等多方面内容的考察，题目层次源于课本，凸显能力，表达创新意识，侧重于对实验能力的考察。