2020届高考物理总复习第八章恒定电流高效演练创新预测实验十测定电源的电动势和内阻含解析新人教版.docx

测定电源的电动势和内阻1.在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中。(1)第一组同学利用如图甲的实验装置测量，电压表应选择量程_(选填“3 V”或“15 V”)，实验后得到了如图乙的U-I图象，则电池内阻为_ 。( 电压表、电流表均为理想电表)(2)第二组同学也利用如图的连接测量另一节干电池，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图，如图丙所示，则根据图象可知，电池的电动势为_ V，内阻值为_(3)若第二组同学实验时使用的滑动变阻器电阻丝是均匀的，则根据图丙可计算出该滑动变阻器未损坏前可调节的最大阻值为_。【解析】(1)当用图甲的实验装置进行测量时，由于一节新干电池的电动势为1.5 V，所选电压表量程为03 V较合适；从图乙中的U-I图象可知，图线的斜率表示干电池的内阻，即为r=1.5 。 (2)由图丙可知当电路电流表A的示数为零时，电压表示数为1.5 V，即干电池的电动势为1.5 V；当路端电压1.35 V时，电路中电流为0.15 A，则电池内阻为r=1.00 。(3)由图丙可知，当电路中电流为0.15 A ，滑动变阻器接入电路中电阻为R滑1=9.0 ；当电路中电流为0.3 A时，滑动变阻器接入电路中的电阻为 R滑2=4.0 ，此时电阻丝改变的长度是5 cm，从而求出这5 cm长的电阻丝电阻值为R=9.0 4.0 =5 ，又根据电阻定律知RL，故滑动变阻器最大阻值为Rm=9 +5 =14 。答案：(1) 3 V1.5(2)1.501.00(3)142.某同学用如图所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r，R为电阻箱，干电池的工作电流不宜超过0.5 A。实验室提供的器材如下：电压表(量程03 V，内阻约3 k)；电阻箱(阻值范围0999.9 )；开关、导线若干。(1)请根据电路图在实物图中画出连线，将器材连接成实验电路。(2)实验时，改变电阻箱R的值，记录电压表的示数U，得到若干组R、U的数据。根据实验数据绘出如图所示的-图线。由图象得出电池组的电动势E=_ V，内阻r=_ 。(3)关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是()A.电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差B.该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差C.本实验用图象法处理数据可以减小偶然误差D.如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差【解析】(1)如图所示；(2)根据闭合电路欧姆定律得E=U+，变换为=+，结合图象可得图线斜率=2.125，图线在纵轴上截距=0.35，解得电动势E2.86 V，内阻r6.07 。(3)电压表的分流作用引起的误差属于系统误差，选项A错误；该同学读电压表读数引起的误差属于偶然误差，选项B错误，采用图象法分析可以有效避免偶然误差的影响，若将电压表内阻考虑进来，则可以减小系统误差，C、D正确。答案：(1)见解析图(2)2.86(2.852.87均可)6.07(6.066.08均可)(3)C、D3.(2018武汉模拟)目前汽车上都有车载电瓶作为备用电源，用久以后性能会下降，表现之一为电瓶的电动势变小，内阻变大。某兴趣小组将一块旧的车载电瓶充满电，准备利用下列器材测量电瓶的电动势和内电阻。A.待测电瓶，电动势约为3 V，内阻约几欧姆B.直流电压表V1、V2，量程均为3 V，内阻约为3 kC.定值电阻R0未知D.滑动变阻器R，最大阻值RmE.导线和开关(1)根据如图甲所示的实物连接图，在图乙方框中画出相应的电路图。(2)实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R0的阻值，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm，再闭合开关，电压表V1和V2的读数分别为U10、U20，则R0=_(用U10、U20、Rm表示)。(3)实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1-U2图象如图丙所示，图中直线斜率为k，与横轴的截距为a，则电瓶的电动势E=_，内阻r=_(用k、a、R0表示)。【解析】(1)滑动变阻器和定值电阻串联，电压表V1测量滑动变阻器电压，电压表V2测路端电压，电路如图所示。(2)串联电路电流处处相等，滑动变阻器调到最大即阻值为Rm，所以=，可得定值电阻R0=。(3)滑动变阻器R的电压为U1，路端电压为U2，则定值电阻的电压为U2-U1，电流I=，可得U2=E-Ir=E-r，整理可得U2=E-r+r，即U1=(1+)U2-E，结合图象可得1+=k，E=a，从而可得内阻r=，电动势E=。答案：(1)见解析图(2)Rm(3)4.硅光电池是太阳能电池的一种，某同学为了测定该电池的电动势和内电阻，设计了如图甲所示电路。图中与A1串联的定值电阻的阻值为R0，电流表视为理想电表，在一定强度的光照下进行下述实验。(计算结果保留两位有效数字)(1)闭合开关，调节滑动变阻器，读出电流表A1、A2的值I1、I2。为了作出此电池的U-I曲线，需要计算出电路的路端电压U，则U=_(用题中所给字母表示)。(2)根据测量数据作出该硅光电池的U-I图象如图乙所示，该电池的电动势E=_ V，在流过电流表A2的电流小于200 mA的情况下，此电池的内阻r=_ 。(3)若将该硅光电池两端接上阻值为6 的电阻，此时对应的电池内阻r=_ 。【解析】从该硅光电池的U-I图象可知电动势为2.9 V，由(0 mA ，2.9 V)与(200 mA ，2.1 V)两点知此电池的内阻r= =4.0 。从该硅光电池的U-I图象与电阻为6.0 的导体的伏安特性曲线的交点(250 mA，1.5 V)，利用闭合电路欧姆定律可求出此时对应的电池内阻：E=U+Ir，即2.9=1.5+0.25r得r=5.6 答案：(1)I1R0 (2)2.90 4.0 (3)5.65.某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100 A，内阻为2 500 的表头，一个开关，两个电阻箱(0999.9 )和若干导线。(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表，则应将表头与电阻箱_(选填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为_。(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图甲所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如下表。123456R/95.075.055.045.035.025.0I/mA15.018.724.829.536.048.0IR/V1.421.401.361.331.261.20根据表中数据，图乙中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图乙中，并画出IR-I图线。根据图线可得电池的电动势E是_V，内阻r是_。【解析】(1)电流表扩大量程的原理是并联分流，所以表头