高中物理 第4章 閉合電路歐姆定律和邏輯電路 第3節(jié) 測量電源的電動勢和內(nèi)電阻學業(yè)分層測評 魯科版選修3-1

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測量電源的電動勢和內(nèi)電阻 (建議用時：45分鐘) 1．(多選)關于“用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗的注意事項，下列說法中正確的是 (　　) A．應選用舊的干電池作為被測電源 B．不能長時間將流過電源的電流調(diào)得過大 C．應選用內(nèi)阻較小的電流表和內(nèi)阻較大的電壓表 D．根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作UI圖象時，應通過盡可能多的點畫線，并使不在圖線上的點大致均勻分布在直線的兩側(cè) 【解析】　為了使電池的路端電壓變化明顯，電池內(nèi)阻宜大些(選用已經(jīng)使用過一段時間的干電池)；干電池在大電流放電時，電動勢會明顯下降，內(nèi)電阻會明顯增大，因此不能長時間大電流放電；在選電流表時應選內(nèi)阻較小的，選電壓表時應選內(nèi)阻較大的；在作圖線時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠的點可舍去，因此選項A、B、C、D正確． 【答案】　ABCD 2．(多選)如圖439所示是根據(jù)某次實驗記錄數(shù)據(jù)畫出的UI圖象，下列關于這個圖象的說法中正確的是(　　) 圖439 A．縱軸截距表示待測電源的電動勢 B．橫軸截距表示短路電流 C．根據(jù)r＝E/I短，計算出待測電源內(nèi)電阻為12 Ω D．電流為0.3 A時的外電阻是18 Ω 【解析】　圖象與縱軸的交點，電流取值為0，此時為斷路狀態(tài)，截距即等于電源電動勢，選項A對；但圖象與橫軸的交點處，電壓等于5.0 V，所以0.5 A是路端電壓為5.0 V時的電流，而不是短路電流，所以B錯；根據(jù)r＝(E－U)/I得：r＝2 Ω，所以C錯；根據(jù)R＝U/I＝ Ω＝18 Ω，選項D對． 【答案】　AD 3．(多選)在測定電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，待測電池、開關和導線，配合下列哪組儀器，可以達到實驗目的(　　) A．一只電流表和一個電阻箱 B．一只電流表、一只電壓表和一個滑動變阻器 C．一只電壓表和一個電阻箱 D．一只電流表和一個滑動變阻器 【解析】　采用A選項，原理：E＝I1R1＋I1r，E＝I2R2＋I2r聯(lián)立可求得．采用B選項，原理：E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r聯(lián)立可求得．采用C選項，原理：E＝U1＋r，E＝U2＋r聯(lián)立可求得．而D選項采用的滑動變阻器因不知其阻值，所以無法求得． 【答案】　ABC 4．在用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，被測的電源是兩節(jié)干電池串聯(lián)的電池組．可供選擇的實驗器材如下： 【導學號：34660107】 A．電流表，量程0～0.6 A,0～3 A B．毫安表，量程0～100 mA,0～100 μA C．電壓表，量程0～3 V,0～15 V D．滑動變阻器，0～1 000 Ω，0.1 A E．滑動變阻器，0～20 Ω，2 A F．開關一個，導線若干 (1)為了盡量得到較好的效果，電流表應選________，量程應選________，電壓表量程選________，滑動變阻器應選________． (2)如圖4310有甲、乙兩個可供選擇的電路，應選________電路進行實驗．實驗中誤差是由于________表的讀數(shù)比實際值偏________所造成的． 甲　　　　　　乙 圖4310 【解析】　(1)一般干電池允許通過的最大電流為0.5 A，故電流表應該選A，其量程應該選0～0.6 A．兩節(jié)干電池串聯(lián)后的電動勢為3.0 V，故電壓表量程應該選0～3 V．滑動變阻器的最大阻值只需要比電池組的內(nèi)阻大幾倍即可，故選擇E. (2)應該選乙電路，電流表的內(nèi)阻和滑動變阻器的阻值相差不大，其分壓作用不可忽略，而電壓表的內(nèi)阻相對滑動變阻器的阻值來講大很多，其分流作用可以忽略，故選擇乙電路．實驗中電壓表的示數(shù)是路端電壓，電流表的示數(shù)比干路中的電流略小，所以實驗中的誤差是由于電流表的讀數(shù)比實際值偏小所造成的． 【答案】　(1)A　0～0.6 A　0～3 V　E　(2)乙　電流　小 5．某學生用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內(nèi)電阻時，所用滑動變阻器的阻值范圍為0～20 Ω，連接電路的實物圖如圖4311所示． 圖4311 (1)該學生接線中錯誤的和不規(guī)范的做法是(　　) A．滑動變阻器不起變阻作用 B．電流表接線有錯 C．電壓表量程選用不當 D．電壓表接線不妥 (2)在下面方框里畫出這個實驗的正確電路圖． 【解析】　(1)在實物連線圖中，滑動變阻器的兩個固定端接入電路了，滑片沒有接，所以移動變阻器滑片時，不會改變接入電路的電阻大小，變阻器不起變阻作用，選項A正確． 直流電表只允許電流從電表的正接線柱流入，從負接線柱流出，圖中電流表的正、負接線柱連接正確，所以選項B不符合題意． 圖中電源由一節(jié)干電池充當，電動勢是1.5 V，所以電壓表的量程應選用0～3 V，圖中連接是正確的，所以選項C不符合題意． 圖中把電壓表直接和電池兩端并聯(lián)，這樣即使將開關斷開，電壓表仍有示數(shù)，即開關不能控制通過電壓表的電流，且電流從負接線柱流入，從正接線柱流出，所以電壓表的接線不妥，選項D符合題意． (2)這個實驗正確的電路圖應該如圖所示． 【答案】　(1)AD　(2)電路圖見解析圖 6．某研究性學習小組利用圖4312(甲)所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r.根據(jù)實驗數(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＝________V，r＝________Ω. 【導學號：34660108】 (甲)　　　　　　　 　　(乙) 圖4312 【解析】　由閉合電路歐姆定律可知：I＝，所以＝.由圖象可知，當＝1.0 A－1時，R＝2 Ω；當＝3.0 A－1時，R＝7.8 Ω，代入上式得：E＝2.9 V，r＝0.9 Ω. 【答案】　2.9　0.9 7．(2015四川高考)用實驗測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx.已知電池的電動勢約6 V，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐．可選用的實驗器材有： 電流表A1(量程0～30 mA)； 電流表A2(量程0～100 mA)； 電壓表V (量程0～6 V)； 滑動變阻器R1(阻值0～5 Ω)； 滑動變阻器R2(阻值0～300 Ω)； 開關S一個，導線若干條． 某同學的實驗過程如下： Ⅰ.設計如圖4313所示的電路圖，正確連接電路． 圖4313 Ⅱ.將R的阻值調(diào)到最大，閉合開關，逐次調(diào)小R的阻值，測出多組U和I的值，并記錄．以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖4314所示的圖線． 圖4314 Ⅲ.斷開開關，將Rx改接在B、C之間，A與B直接相連，其他部分保持不變．重復Ⅱ的步驟，得到另一條UI圖線，圖線與橫軸I的交點坐標為(I0,0)，與縱軸U的交點坐標為(0，U0)． 回答下列問題： ①電流表應選用________，滑動變阻器應選用________． ②由圖乙的圖線，得電源內(nèi)阻r＝________Ω. ③用I0、U0和r表示待測電阻的關系式Rx＝____________，代入數(shù)值可得Rx. ④若電表為理想電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍________，電壓表示數(shù)變化范圍________．(選填“相同”或“不同”) 【解析】?、儆深}UI圖線可知電流表量程應為0～100 mA，故選A2.路端電壓大于5.5 V，而電源電動勢E＝6 V，故R外?r，則滑動變阻器選R2.②由題圖得：r＝＝25 Ω.③Rx＋r＝，Rx＝－r.④電流I＝，r＋Rx一定，R從300 Ω變到某同一阻值，電流變化范圍相同．Rx接AB間時，U＝(R＋Rx)，Rx接BC間時，U′＝R，故兩種情況下電壓變化不同． 【答案】?、貯2　R2?、?5　③－r?、芟嗤〔煌?