专题：测定电源电动势和内阻

1、测定电源电动势和内阻 1、小明要测定一电源的电动势和内电阻,实验器材有:一只电流传感器(可视为理想电流表,测得的电流用表示),一只电阻箱(阻值用表示),一只开关和导线若干.该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据.1.小明设计该实验的原理表达式是(用、表示);2.小明在闭合开关之前,应先将电阻箱阻值调至(填“最大值”“最小值”或“任意值”),在实验过程中,将电阻箱调至图乙所示位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为;3.小明根据实验采集到的数据作出如图丙所示的图像,则由图像求得,该电源的电动势,内阻(结果均保留两位有效数字). 2、在“用测电源的电动势和内阻”的实验中:1.将待测电池组、滑动变

2、阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、开关及若干导线连接成电路如图甲所示.图中未接导线的端应接在(填“”“”“”“”)点.2.实验得到的关系如图乙中的直线所示,则电池组的电动势为,内电阻阻值为.3.为了测量定值电阻的阻值,应在图甲中将“”端重新连接到(填“”“”“”或“”)点,所得到的关系如图乙中的直线所示,则定值电阻的阻值为. 3、用伏安法测量一电池的内阻.已知该待测电池的电动势约为9,内阻数十欧,允许输出的最大电流为50.可选用的实验器材有:电压表(量程5);电压表的(量程10);电流表(量程50);电流表(量程100);滑动变阻器(最大电阻300);定值电阻(阻值为200,额定功率为)

3、;定值电阻(阻值为200,额定功率为1);开关;导线若干.测量数据如坐标纸上图线所示.1.在虚线方框内画出合理的电路原理图,并标明所选器材的符号.2.在设计的电路中,选择定值电阻的根据是.3.由图线求得待测电池的内阻为.4.在你设计的实验电路中,产生系统误差的主要原因是. 4、现要测量某电源的电动势和内阻.可利用的器材有:电流表,内阻为1.00;电压表;阻值未知的定值电阻、;开关;端连有鳄鱼夹的导线1,其他导线若干.某同学设计的测量电路如图甲所示.1.按图甲在实物图乙中画出连线,并标出导线1和其端.2.测量时,改变鳄鱼夹所夹的位置,使、依次串入电路,记录对应的电压表的示数和电流表的示数.数据如

4、下表所示,根据表中数据,在图丙中的坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出图线.19315311169302.512.592.682.762.843.根据图线求出电源的电动势,内阻.(保留两位小数) 5、张明同学在一次测电源运动势与内阻的实验中,用实验室仅有的实验器材:电流表一个、电阻箱一个、开关一个和导线若干,设计了如图所示的电路进行实验,测得的数据如下表所示。实验次数123454.010.016.022.028.01.000.500.340.250.201.利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图像;2.由图像可知,该电池的电动势,内阻;(结果保留2位有效数字)。3.利用该实验电路测出的电动势和内

5、阻与真实值和相比,理论上,.(填“”“ 解析： 1.根据可得,即与呈线性关系,根据数据求出对应的值,描点作图,如图所示.2.由知,图象的纵轴截距为电源内阻的负值,则图象的斜率为电源的电动势,3.由于电流表的分压,“”并不是电源的路端电压,可将电流表与电源等效为一个新电源.因此，=，=. 6.答案： 1.最大值; 2.2; 3. 解析： 1.本题主要考查测量电源电动势和内阻的基础知识,意在考查考生的实验方案设计和数据处理能力.实验中电阻箱起改变电路的总电阻和分压作用,为了确保仪器的安全,一般将电阻箱的电阻先调到最大值.2.由于定值电阻,若选用方案1,则电压表的示数较小,示数变化范围也很小,所以选

6、用方案2.3.由题意可得,变形为,由题意得斜率,截距,解得. 7.答案： 1.A; 2.图见解析 0.753.0.22 解析： 1.由电路图可知为伏安法测电源电动势和内阻的实验, 因此还需要电压表,A正确.2.将所给的数据描点在图象中,如答图所示,根据闭合电路欧姆定律得,因此图线的斜率的绝对值表示电源的内阻,从图象上取两点代入得;3.由第5次所测数据,得. 8.答案： 1.1.0; 2.图见解析; 3.1.66; 充分利用已测得的数据; 4.CD 解析： 1.根据改装后电表的量程,代入解得.2.实物图如图所示3.根据闭合电路的欧姆定律可得,故,或或或可得:。因充分利用测得的数据,故减少一次测量

7、的偶然误差。4.实验中,电压表为标准电压表,由于电动势的测量值与已知值几乎相同,说明电压表和滑动变阻器对实验没有影响.电压表的变化量和电流表的变化量比值的绝对值为电源内阻和定值电阻之和,当的实际阻值比计算值偏小时,电流表的读数比实际值偏小,则测得内阻将偏大,C正确.当的实际阻值比标称值偏大时,算得的电源内阻也偏大,D正确. 9.答案： D 解析： A、电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领大小,电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大,故A正确.B、根据电动势的定义式可知电动势在数值上等于将1正电荷在电源内从负极移到正极时非静电力做的功,故B正确.C、电动势在数值上等于不接用

8、电器时电源正负两极间的电压,故C正确.D、电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领大小,不是表示移送电荷量的本领;故D错误.本题选错误的,故选:D. 10.答案： D 解析： A、根据电动势的定义式,可知电路中每通过1的电荷量,非静电力做功为,则电源把2的化学能转变为电能,故A正确;B、没有接入电路时,蓄电池的内电压为零,则由闭合电路欧姆定律可知电池两极间的电压为2,故B正确;C、电动势反映电源将其他形式的能转化为电能的本领,电动势越大,这种转化本领越大;一节干电池的电动势为1.5,电路中每通过1的电荷量,电源把1.5的化学能转变为电能,可知铅蓄电池把其他形式能转化为电能的本领比一节干电池

9、的强;故C正确;D、蓄电池的电动势是2,只表示每通过1的电荷量,电源把2的化学能转变为电能,而不表示在1内将2的化学能转变为电能,故D错误.本题选错误的,故选:D. 11.答案： 负; 正; 正; 负 解析： 电源之所以能维持外电路中稳定的电流,是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极.从而使正极板带正电,为电源的正极,负极板带负电,为电源的负极 12.答案： B 13.答案： ABC 14.答案： 1.;2.25; 3.4.相同;不同 解析： 1.由题图乙知,电流最大不超过100,电流表选. 滑动变阻器应选.2.图线斜率绝对值等于电源内阻,3.改接、之间,作出图象,图线斜

10、率绝对值为, 因此4.电流表测量干路电流,不论接在什么位置,电路中的总电阻是相同的,根据,可判断出电流表示数变化范围相同.电压表测量电路不同部分,根据,可判断出电压表示数变化范围不同 15.答案： 1.0.44; 2.图见解析;1. 60 (1. 58 1. 62 都算对);1.2(1.18 1.26 都算对)3.干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大. 解析： 1.由题图可知,电流表的量程为0.6,精度为0.02, 因此电流表的示数为.2.作出的图线如图所示由图象与纵轴的截距得电动势力为1.60,斜率为内阻3.如果一直保持电路闭合,电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变

11、化,导致实验误差增大. 16.答案： 1.A; D; F; 2.;3. 或或 (横纵坐标互换亦可) 解析： 1.电池组总电动势为4.5,应选择量程为6的电压表.滑动变阻器应选择阻值接近电源内阻的,以便调节.电流表在选择时注意量程与滑动变阻器的调节范围.2.按照所选电压表和电流表,由于电源内阻较小,为减小误差应把电压表接在电源两端.3.为得到直线,应使纵、横坐标物理量呈一次函数关系.根据或,可得,即以为纵坐标,为横坐标,可得到斜率为,截距为的直线。 17.答案： 1.60; 2.75 解析： 由电源的特征曲线知道:电动势为1.60,斜率表示电源的内阻为: 18.答案： 1.甲; 2.B; C;

12、3.图见解析; 4.1.50(1.491.51); 0.83(0.810.85)5.C 解析： 1.干电池内阻相对一般电流表内阻而言较小,为减小电流表分压带来的系统误差,应采用“外接法”(相对电源,因为需要测量的电池内阻),故应选甲.2.干电池电动势约为,电压表选可减小读数误差.滑动变阻器应选,若选,则滑片滑动时引起电流表读数变化非常微小.3.图线应为直线,作图时使尽量多的点在线上,不在线上的点应均匀分布在线的两侧,误差较大的点舍去.4.由可得图象上的截距,斜率的绝对值.5.输出功率,应为开口向下的抛物线,正确. 19.答案： 1.3.6; 2.最大值 电源内阻和电流表的内阻之和(或) 6.0

13、 2.8 解析： 1.本小题就是替代法测电阻,电阻箱的读数即是滑动变阻器的电阻,即电阻为2.为保护电路,先要把可变电阻调到最大值;因为最后要画出图象,所以必须要知道电阻的阻值,所以要用到电阻箱这个支路, 所以接下来要闭合调节电阻.由闭合电路欧姆定律,可得.所以纵截距表示内阻和电流表的内阻之和与电动势的比值,图象斜率表示电动势的倒数,所以图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表电源内阻和电流表的内阻之和.图象斜率为,所以电动势为6,纵截距为0. 60,则内阻和电流表的内阻之和为3. 6,所以电源内阻为2.8. 20.答案： 1.并联; 5.0; 2.图见解析1.53;2.0 解析： 1.小量程的电流表

14、改装成大量程的电流表需并联小电阻,由并联的的特点,电压相等,得。2.描点、连线,作出的图线如图所示如图所示,由得,纵截距为电源的电动势.,得. 21.答案： 1.对物体受力分析可得:代入数据可得: 2.由题意可知,滑块滑到木板上的初速度为当变为水平向右之后,由牛顿第二定律可得:解得: 下滑的位移 解得:故下滑的高度3.由图象可知,二者先发生相对滑动,当达到共速后一块做匀减速运动,设木板与地面间的动摩擦因数为,滑块与木板间的摩擦因数为二者共同减速时的加速度大小,发生相对滑动时,木板的加速度,滑块减速的加速度大小 对整体受力分析可得:可得: 在02内分别对和做受力分析可得:对:对:带入数据解方程可

15、得: 22.答案： 1.或写成2.0.110; 9.09; 3.1.0(或在0.961.04之间); 6.0(或在5.96.1之间)4.3.0(或在2.73.3之间); 1.0(或在0.61.4之间) 解析： 1.由闭合电路欧姆定律得变形化简得:2.电流表的读数为,.3.用直尺作图,使尽量多的点在线上,由图可知,.4.由表达式,代入数据可得,. 23.答案： 1.9.40; 2.连线如图甲所示 所作图象如图乙所示 10.0(9. 5011.1均可) 解析： 1.选择开关置于直流电压的位置,说明最大量程为则示数为.2.完整电路图如下图所示.电压表测电阻箱的分压.电池组电动势约为,故电压表选择的量

16、程.作图时要注意使尽量多的点在直线上,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧.图线如图乙所示.闭合电路欧姆定律得,化简得,图象的斜率为,图象与纵轴的截距为,由图象可得,解得. 24.答案： 1.图见解析; 2.1.5; 6.0 解析： 1.根据要求作图,注意图线应过(0, 14. 0)点.2.由电路图和闭合电路欧姆定律得，对该式变形可得：，因此该图线的斜率，截距，联立上述两式得. 25.答案： 1.3V; 1.50; 2.1.0 解析： 1.考虑到实验的精确度,电压表量程应选3,由图像可知:.2.由图知,当时,不变,说明断点就在处,且电动势;当时,.由知:,所以得. 26.答案： 9.0; 10 解析： 由实验电路,和串联相当于电压表,根据闭合电路欧姆定律,解得:.延长图线,当时,读出,解得.图线斜率的绝对值,解得. 27.答案： 1.C; 2.10; 46 解析： 根据电源的参数,电路总电阻最小值为,所以定值电阻应选C项;由题中所给图线,根据闭合电路欧姆定律可知,纵截距为电动势的倒数,故电源电动势的值为10;电源的内电阻为图线的斜率的倍.即. 28.答案： 1.2.如图所示.3.6.0(5.86.2都可以); 2.0(1.82.2都可以)4.=; 解析： 1.,由于与呈线性关系,应作图