2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 第63講 實驗:測定電源的電動勢和內(nèi)阻加練半小時 教科版

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1、 第63講 實驗:測定電源的電動勢和內(nèi)阻 [方法點撥] (1)圖像法處理數(shù)據(jù)是本實驗重點.根據(jù)閉合電路歐姆定律找出圖像的函數(shù)關(guān)系式,從而確定圖像斜率、截距等的意義.(2)明確實驗中需要測量的量與實際測量的量的關(guān)系,進(jìn)行誤差分析. 1.(2017·山東煙臺模擬)在“測定電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中,某同學(xué)利用兩個理想電流表A1、A2和定值電阻R0=2000Ω以及滑動變阻器,設(shè)計了如圖1甲所示的電路來測量一個電池組的電動勢和內(nèi)阻,用I1和I2分別表示通過電流表A1和A2的電流,該同學(xué)測出的實驗數(shù)據(jù)如下表所示: I1/mA I2/A 1 1.35 0.30 2 1.30

2、 0.40 3 1.20 0.60 4 1.10 0.80 5 1.05 0.90   圖1 (1)根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù),在圖乙的坐標(biāo)紙上繪出I1-I2圖線; (2)由I1-I2圖線得出,被測電池組的電動勢E=____V,內(nèi)阻r=________Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 2.(2017·北京豐臺區(qū)模擬)某物理興趣小組的同學(xué)要測量一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)電阻r.實驗室提供如下器材: 待測干電池 電流表A1:量程0~0.6A,內(nèi)阻r1約為0.125Ω 電流表A2:量程0~300μA,內(nèi)阻r2為1000Ω 滑動變阻器R:阻值范圍0~20Ω,額定電流2A 電阻

3、箱R′:阻值范圍0~9999Ω,額定電流1A 開關(guān)S、導(dǎo)線若干 小組中不同的同學(xué)選用了不同的器材和實驗方案: (1)甲同學(xué)選用電流表A1、電流表A2和滑動變阻器R、電阻箱R′等來測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻,電路如圖2所示. 圖2 ①他將電流表A2與電阻箱R′串聯(lián),使其改裝成一個量程為3.0V的電壓表,此時電阻箱R′的阻值應(yīng)調(diào)到________Ω; ②在記錄數(shù)據(jù)時,他沒有記錄第三組的電壓值,請你根據(jù)圖3電流表A2的表盤示數(shù)寫出對應(yīng)的電壓值U=________V; 測量次數(shù) 1 2 3 4 5 6 電流表A1讀數(shù)I/A 0.12 0.20 0.36 0.38

4、 0.50 0.57 改裝電壓表U讀數(shù)U/V 1.37 1.32 1.14 1.10 1.05 圖3 ③請你根據(jù)他記錄的數(shù)據(jù),在圖4的直角坐標(biāo)系上畫出U-I圖像;并由圖像得到電池的電動勢E=________V,內(nèi)電阻r=________Ω. 圖4 (2)乙同學(xué)選用電流表A2、電阻箱R′、開關(guān)和導(dǎo)線測量干電池的電動勢和內(nèi)阻,電路如圖5所示.實驗中他先將電阻箱R′阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S;多次調(diào)節(jié)電阻箱阻值,分別記下電流表的示數(shù)I和電阻箱對應(yīng)的阻值R′;以為縱坐標(biāo),以(R′+r2)為橫坐標(biāo),作-(R′+r2)圖線,如圖6所示,并根據(jù)圖像求出圖線的斜率k和在縱軸上

5、的截距b. 圖5 圖6 請用斜率k和截距b,寫出電動勢E=________,內(nèi)電阻r=________. (3)請你對兩位同學(xué)的實驗作出評價__________________________________________ ________________________________________________________________________. 3.(2018·山東青島二中模擬)某同學(xué)設(shè)計了如圖7甲所示的電路來測量電源電動勢E、內(nèi)阻r和電阻R1的阻值.實驗器材有:待測電源(電動勢為E,內(nèi)阻為r);待測電阻R1;電壓表V(量程1.5V,內(nèi)阻很大);電

6、阻箱R(0~99.99Ω);開關(guān)S1;單刀雙擲開關(guān)S2;導(dǎo)線若干. 圖7 (1)先測量電阻R1的阻值,請將該同學(xué)的操作補充完整. ①閉合S1,將S2切換到a,調(diào)節(jié)電阻箱,讀出其示數(shù)R0和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U1; ②保持電阻箱示數(shù)不變,將S2切換到b,讀出電壓表的示數(shù)U2; ③則電阻R1表達(dá)式為R1=__________________________________________________. (2)該同學(xué)已經(jīng)測得電阻R1=4.95Ω,繼續(xù)測量電源電動勢E和內(nèi)阻r做法是:閉合S1,將S2切換到a,多次調(diào)節(jié)電阻箱,讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U,由測得的數(shù)據(jù),繪

7、出了如圖乙所示的-圖線,則電源電動勢E=________V,內(nèi)阻r=________Ω.(保留三位有效數(shù)字) 4.為測量某一電源的電動勢和內(nèi)阻,提供器材如下: 待測電源:電動勢約為4.5V,內(nèi)阻約為1.5Ω; 電壓表:量程0~3V,內(nèi)阻RV=3kΩ; 電流表:量程0~0.6A,內(nèi)阻RA約為0.1Ω; 定值電阻R1:阻值為3Ω; 定值電阻R2:阻值為1.5kΩ; 滑動變阻器R:最大阻值為10Ω; 開關(guān)、導(dǎo)線若干. 甲同學(xué)采用如圖8甲所示電路進(jìn)行測量,乙同學(xué)采用如圖乙所示電路進(jìn)行測量. 兩同學(xué)通過實驗獲得電壓表和電流表的多組讀數(shù),在U-I坐標(biāo)系中分別進(jìn)行描點連線,得到直線后,將

8、直線向兩側(cè)延長,得到在兩坐標(biāo)軸上的截距如圖丙所示. 圖8 (1)甲同學(xué)實驗獲得數(shù)據(jù)為坐標(biāo)系中的圖線________(填寫序號“①”或“②”). (2)用圖線①測得的電動勢和內(nèi)阻分別為________V和________Ω. (3)按照乙同學(xué)的實驗電路,用細(xì)線替代導(dǎo)線,在圖9中完成實物連接. 圖9 答案精析 1.(1)如圖所示 (2)3.0 1.0 2.(1)①9000 ②1.20?、廴鐖D所示 1.46(1.45~1.47均可) 0.73(0.71~0.74均可) (2)  (3)乙同學(xué)的設(shè)計方案較好,實驗器材簡單,沒有系統(tǒng)誤差 3.(1)③R0 (2)1.43 1.05(1.06也正確) 4.(1)② (2)4.47 1.49 (3)實物連線如圖所示 解析 (1)甲同學(xué)獲得數(shù)據(jù)為題圖丙坐標(biāo)系中的圖線②.(2)根據(jù)改裝原理知,路端電壓為電壓表示數(shù)的=1.5倍;則有 1.5U=E-Ir U=E-Ir,故用題圖丙圖線①測得的電動勢 E=2.98×1.5V=4.47V,內(nèi)阻r==1.49Ω. 5

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