2011届高考物理一轮复习单元练习：第07章.第5讲 实验：测定电源电动势和内阻、练习使用多用电表

第第 7 7 章第五讲章第五讲 一 选择题 1 为测定某一电池的电动势和内电阻 下面几组器材中 能完成实验的是 A 一只电流表 一只电压表 一只变阻器 开关和导线 B 一只电流表 两只变阻器 开关和导线 C 一只电流表 一只电阻箱 开关和导线 D 一只电压表 一只电阻箱 开关和导线 答案 ACD 解析 只有电流表和滑动变阻器是不能求出E r 2 实验桌上放着晶体二极管 电阻 电容器各一只 性能均正常 外形十分相似 现 将多用电表转换开关拨到R 100 挡 分别测它们的正 反向电阻加以鉴别 测甲元件时 R正 R反 0 5 测乙元件时 R正 0 5k R反 100k 测丙元件时 开始指针偏转 到 0 5k 接着读数逐渐增大 最后停在 100k 上 则甲 乙 丙三个元件分别是 A 电容 电阻 二极管 B 电阻 电容 二极管 C 电阻 二极管 电容 D 二极管 电阻 电容 答案 C 解析 测电阻时 正反接均相同 故甲为电阻 测二极管时 正接电阻小 反接电 阻大 故乙为二极管 多用电表与电容器刚接触时 多用电表 内有电源 给电容器充电 电阻较小 当充电 完毕 可看成断路 故电阻很大 所以丙为电容 3 在如图所示电路的三根导线中 有一根是断的 电源 电阻器R1 R2及另外两根导 线都是好的 为了查出断导线 某同学想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极a 再 将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端 并观察多用电表指针的示数 在下列选 项中 符合操作规程的是 A 直流 10V 挡 B 直流 0 5A 挡 C 直流 2 5V 挡 D 欧姆挡 答案 A 解析 本题旨在考查对多用电表结构 性能 规格及使用规程的掌握和创造性解决 实际问题的能力 关键是明确多用电表的使用方法和规程 错误原因是在用直流电流挡时 没有估算电路中的最大电流 根据题中所给条件 首先判断不能选用欧姆挡 因为使用欧姆挡时 被测元件必须与 外电路断开 先考虑电压挡 将黑表笔接在b端 如果指针偏转 说明R1与电源连接的导线断了 此时所测的数据应是电源的电动势 6V 基于这一点 C 不能选 否则会烧毁多用电表 如 果指针不偏转 说明R1与电源的导线是好的 而R1与R2之间的导线和R2与电源之间的导 线其中之一是坏的 再把黑表笔接在c点 如果表头指针偏转 说明R1和R2之间的导线是 断的 否则说明R2与电源之间的导线是断的 A 项正确 再考虑电流挡 如果黑表笔接在b端 表针有示数则说明R1与电源间的导线是断的 此时表头指示数 I 0 4A 没有超过量程 如果指针不偏转 证明R1与电源之 E R1 R2 间的导线是连通的 而R1与R2 R2与电源之间的导线其中之一是断的 黑表笔接在c点时 如果表头指针有示数 证明R1与R2间的导线是断的 此时表头指针示数 I 1 2A E R2 超过表的量程 故 B 错误 二 非选择题 4 若某欧姆表表头的满偏电流为 5mA 内装一节干电池电动势为 1 5V 那么该欧姆表 的内阻为 待测电阻接入红 黑两表笔之间时 指针偏在满刻度的 3 4 处 则 待测电阻的阻值为 表盘中值刻度是 答案 300 100 300 解析 将红 黑表笔短接 调节调零电阻的阻值 当电流满偏时Ig 欧 E Rg r R0 姆表的内阻即 R内 Rg r R0 300 E Ig 1 5 5 10 3 当电流为Ig时 有Ig 3 4 3 4 E R内 Rx 即 R内 Rx 400 故Rx 100 4E 3Ig R内 R中 300 5 在测定一节干电池电动势和内阻的实验中 某学生采用了如图所示实验器材连接 请指出该学生在接线中错误和不规范的做法 1 2 3 4 答案 1 滑动变阻器不起变阻作用 2 电流表正负接线柱错误 3 电压表量程选 用不当 4 电压表没有并接在开关和电源串联后的两端 6 2009 苏北四市调研 在 用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻 的实验 中 1 备有如下器材 A 干电池 1 节 B 滑动变阻器 0 20 C 滑动变阻器 0 1k D 电压表 0 3V E 电流表 0 0 6A F 电流表 0 3A G 开关 导线若干 其中滑动变阻器应选 电流表应选 只填器材前的序号 2 为了最大限度地减小实验误差 请在虚线框中画出该实验最合理的电路图 3 某同学记录的实验数据如下表所示 试根据这些数据在图中画出U I图线 根据 图线得到被测电池的电动势E V 内电阻r 123456 I A 0 100 150 200 250 300 40 U V 1 321 261 181 131 040 93 答案 1 B E 2 见解析图 3 1 45 1 3 解析 1 由于干电池的电动势只有 1 5V 滑动变阻器应选 B 从测量的数据可以看 出电流最大只有 0 4A 电流表应选 E 2 电路图如图所示 3 作出的U I图象如图所示 从图象可以看出在U轴上的截距为 1 45V 即电源的 电动势为 1 45V 图象斜率的绝对值为 K U I 0 65 0 5 1 3 7 现有一阻值为 10 0 的定值定阻 一个开关 若干根导线和一个电压表 该电压 表表面上有刻度但无刻度值 要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案 已知电压表内阻 很大 电压表量程大于电源电动势 电源内阻约为几欧 要求 1 画出实验电路图 2 简要写出完成接线后的实验步骤 3 写出用测得的量 计算电源内阻的表达式r 答案 1 图见解析 2 断开开关 记下电压表偏转格数N1 合上开关 记下电压表偏转格数N2 3 r R R 10 N1 N2 N2 解析 1 电路图如图所示 2 断开开关 记下电压表偏转格数N1 合上开关 记下电压表偏转格数N2 3 由于电压表内阻很大 因此在断开开关 S 时测得的路端电压U1等于电源电动势 设电压表每格的电压值为U0 则有E U1 U0N1 同样是因为电压表内阻很大 在合上开关 S 后 外电路总电阻可认为R 10 因此有E U2 r N2 r U0 U2 R N2 R 由 两式消去E U0并导出r则有 r R R 10 N1 N2 N2 8 2009 江苏模拟 某同学想用以下器材组装一只欧姆表 并比较精确地测量一只约 几千欧电阻的阻值 A 电流计 满偏电流为 1mA 内阻为 20 B 电流计 满偏电流为 0 6A 内阻为 5 C 电动势 15V 内阻 5 的直流电源 D 电动势 3V 内阻 3 的直流电源 E 最大阻值为 5000 的滑动变阻器 F 最大阻值为 100 的滑动变阻器 1 以上器材应选用 填字母 并画出所组装的欧姆表的内部电路结构图 2 欧姆表调零后 滑动变阻器被接入电路部分的阻值为 3 若用此欧姆表测量电阻 发现指针指在满偏电流的三分之一处 则此电阻的阻值约 为 4 如果电池长期未用 导致内阻增大 电动势基本不变 且仍然能正常调零 这将导 致测量的结果 填 偏大 偏小 或 准确 答案 1 ADE 2 2977 3 6000 4 准确 解析 1 选取器材要能够满足欧姆表调零的要求 即 I 调节滑动变阻器的滑片时 当滑动变阻器的阻值最大时 电 E R Rg r 流小于电流表的满偏电流Ig 综合考虑应选 ADE 欧姆表的内部电路结构 图如图所示 2 欧姆表调零时 由闭合电路欧姆定律得 E Ig R Rg r 代入数据解得 R 2977 3 测量电阻时 由闭合电路欧姆定律得 E I R Rg r Rx 由题意得 I Ig 3 代入数据解得 Rx 6000 4 由于电池的电动势不变 根据上面的分析可知 测量的结果准确 9 2010 安徽芜湖测试 用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r 所给的器材 有 A 电压表 0 3 15V B 电流表 0 0 6 3A C 滑动变阻器R1 总电阻 20 D 滑动变阻器R2 总电阻 100 以及电键 S 和导线若干 1 电压表量程选用 电流表量程选用 滑动变阻器选用 2 在方框中画出实验电路图 3 如图所示的U I图象是由实验测得的 7 组数据标出的点 请你完成图线 并由图 线求出E V r 4 若只选用两组数据 用欧姆定律算出E r 有可能误差较大 若选用第 组和第 组数据误差最大 答案 1 0 3V 0 0 6A 2 电路如图甲所示 3 如图乙所示 1 5 0 5 4 5 6 解析 因为待测电源为一节干电池 故电压表量程选用 0 3V 电流表量程选用 0 0 6A 待测干电池一般内阻较小 故 滑动变阻器选择总电阻为 20 的R1可满足要求 伏安法测电源电 动势和内电阻 电流表内接 电路如图所示 根据数据完成图线时 要注意尽量使数据点均匀分布在线的两侧 同时注意大胆舍弃误差 较大的数据 图线与纵轴交点即为电动势值即E 1 5V 图线斜率 的绝对值即为电源内电阻r 0 5 过第 5 组 第 6 组数据对应点 的直线与原直线截距 斜率相差最大 10 2009 上海闸北区期末 用电流传感器和电压传感器等可测干电池的电动势和内 电阻 改变电路的外电阻 通过电压传感器和电流传感器测量不同工作状态的端电压和电 流 输入计算机 自动生成U I图线 由图线得出电动势和内电阻 1 记录数据后 打开 坐标绘图 界面 设x轴为 I y轴为 U 点击直接拟合 就可以画出U I图象 得实验结果如图甲所示 根据图线显示 拟合直线方程为 测得干电池的电动势为 V 干电池的内电阻为 2 现有一小灯泡 其U I特性曲线如图乙所示 若将此小灯泡接在上述干电池两端 小灯泡的实际功率是多少 简要写出求解过程 若需作图 可直接画在方格图中 答案 1 y 2x 1 5 1 5 2 2 0 27W 解析 1 设直线方程为y ax b 把坐标 0 1 5 和 0 75 0 代入方程解得 a 2 b 1 5 得出直线方程为 y 2x 1 5 由闭合电路的欧姆定律得 E IR Ir U Ir 对比图象可得 E 1 5V r 2 2 作出U E Ir图线 可得小灯泡工作电流为 0 30A 工作电压为 0 90V 因此小灯 泡的实际功率为 P UI 0 30 0 90W 0 27W 11 测量一只量程已知的电压表的内阻 器材如下 A 待测电压表 量程 3V 内阻未知 一块 B 电流表 量程 3A 内阻 0 01 一块 C 定值电阻 阻值 5k 额定电流 0 5A 一个 D 电池组 电动势小于 3V 内阻可忽略 一个 E 多用电表一块 F 开关两只 G 导线若干 有一同学利用上面所给器材 进行如下实验操作 1 用多用电表进行粗测 多用电表电阻挡有 3 种倍率 分别是 100 10 和 1 该同学选择 10 倍率 用正确的操作方法测量时 发现指针偏转角度太小 为了 较准确地进行测量 应选择 倍率 换挡后 应注意 若重新测量的结果 如图所示 那么测量结果大约是 2 为了更准确地测出该电压表内阻的大小 该同学设计了如图 甲 乙 两实验电 路 你认为其中较合理的是 填 甲 或 乙 电路 其理由是 3 用你选择的电路进行实验时 需要直接测量的物理量是 用上述所测各量表示电压表内阻 其表达式应为RV 答案 1 100 欧姆调零 3k 2 乙 因为 甲 图中流过电流表的电流太小 读数误差较大 3 S2闭合前后电压表的读数U1 U2 U1R U2 U1 解析 1 指针偏角较小 说明所选量程较小 应选用较大的挡位 即选 100 挡 测量结果为 3k 2 电压表内阻太大 甲 图中流过电流表的电流太小 读数误差较大 故选 乙 图 3 在 乙 图中 先闭合 S1 测出 S2闭合前后电压表的读数分别为U1 U2 则U2近似 等于电源的电动势 所以有 解得 RV U1R U2 U1 U1 RV U2 U1 R 12 2009 四川模拟 某同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及 电阻R1和R2的阻值 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 量程为 1 5V 内阻很大 电阻箱R 0 99 99 单 刀单掷开关 S1 单刀双掷开关 S2 导线若干 1 先测电阻R1的阻值 请将甲同学的操作补充完整 闭合 S1 将 S2切 换到a 调节电阻箱 读出其示数R和对应的电压表示数U1 保持电阻箱示数不变 读出电压表的示数U2 则电阻R1的表达式为R1 2 甲同学已经测得电阻R1 4 8 继续测电源电动势E和电 阻R2的阻值 该同学的做法是 闭合 S1 将 S2切换到a 多次调节 电阻箱 读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U 由测得的数 据 绘出了如图所示的 图线 则电源电动势E V 电 1 U 1 R 阻R2 3 利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1 乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值 的做法是 闭合 S1 将 S2切换到b 多次调节电阻箱 读出多组电阻箱示数R和对应的电 压表示数U 由测得的数据 绘出了相应的 图线 根据图线得到电源电动势E和 1 U 1 R R1 电阻R2 这种做法与甲同学的做 法比较 由于电压表测得的数据范围 选填 较大 较小 或 相同 所以 同学的做法更恰当些 答案 1 将 S2切换到b R U2 U1 U1 2 1 43 或 10 7 1 2 3 较