物理大一轮复习课时规范训练第章实验测定电源的电动势和内阻

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精高效演练跟踪检测1．下列给出多种用伏安法测定电源电动势和内阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是（）A．测出两组I、U的数据,代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E和rB．多测几组I、U的数据,求出几组E、r,最后分别求出其平均值C．测出多组I、U的数据，画出U.I图象，再根据图象求出E、rD．测出多组I、U的数据,分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E,再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r解析：选C.A中只测两组数据求出E、r,偶然误差较大；B中计算E、r平均值虽然能减小误差，但太繁琐；D中分别求I、U的平均值是错误的做法．2．在测一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为2Ω）的电动势和内阻的实验中,电压表和变阻器各有两个供选择：A．电压表量程为15VB．电压表量程为3VC．变阻器为(0～20Ω，3A）D．变阻器为(0～500Ω,0。2A）电压表应该选________（填“A"或“B”)，这是因为________________________________________________________________________________________________。变阻器应该选________(填“C”或“D”),这是因为________________________________________________________________________________________________。解析：待测干电池电动势约为1.5V，而A电压表量程为15V，若用A则很难精确读数，误差太大;D变阻器电阻太大而额定电流过小，调节不方便．答案:BA电压表量程过大，读数误差较大CD变阻器电阻太大而额定电流过小，调节不方便3．要精确测量一个直流电源的电动势和内阻，给定下列实验器材：（）A．待测电源（电动势约为4。5V,内阻约为2Ω)B．电流表A1(量程0。6A，内阻为1Ω)C．电压表V1(量程15V，内阻为3kΩ）D．电压表V2(量程3V，内阻为2kΩ)E．定值电阻R1＝500ΩF．定值电阻R2＝1000ΩG．滑动变阻器R（阻值范围0~20Ω）H．开关及导线（1)该实验中电压表应选________(填选项前面的序号），定值电阻应选________（填选项前面的序号)．(2)在方框中画出实验电路图．（3）若将滑动变阻器滑到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，从理论上分析，电源电动势E和内阻r间的关系式应为E＝________.解析：(1）待测电源的电动势约为4。5V，用量程为15V的电压表V1误差大，选用量程3V的电压表V2,需串联电阻扩大量程，串联的定值电阻R＝eq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f（E,U）－1))RV＝1kΩ；(2)如图所示(3）由闭合电路的欧姆定律，对甲图，有E＝eq\f（3，2）U＋（1Ω＋r）I，对乙图,有E＝eq\f（3，2）U＋eq\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1（I＋\f(U,2000Ω）））r答案:（1）DF（2)见解析图（3)E＝eq\f(3，2)U＋(1Ω＋r)I或E＝eq\f(3，2)U＋eq\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1(I＋\f（U,2000Ω))）I4．如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有:A．电流表(量程0。6A、3A)；B．电压表(量程3V、15V）;C．定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）；D．定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W）；E．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A)；F．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω、额定电流1A)．那么:（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择________V，电流表的量程应选择________A；R0应选择________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器．(2)引起该实验系统误差的主要原因是____________________.解析：（1）由于一节干电池的电动势为1。5V，故选量程为3V的电压表;估算电流时,考虑到干电池的内阻一般几欧左右,加上保护电阻，最大电流在0。5A左右，所以选量程为0。6A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象．（2）系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的，一般具有倾向性,总是偏大或者偏小．本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测＜E真，r测＜r真．答案：（1)30。610~10（2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小5．用如图所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源（电动势约3V，内阻约2Ω)，保护电阻R1（阻值10Ω）和R2(阻值5Ω）,滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干．实验主要步骤：(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关;(ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；（iii）以U为纵坐标，I为横坐标，作U.I图线（U、I都用国际单位)；（iv）求出U。I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。回答下列问题:(1)电压表最好选用________；电流表最好选用________．A．电压表(0～3V，内阻约15kΩ)B．电压表(0～3V，内阻约3kΩ）C．电流表(0～200mA,内阻约2Ω)D．电流表(0～30mA，内阻约2Ω）(2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大．两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________．A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱（3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式，E＝________，r＝________，代入数值可得E和r的测量值．解析：(1）电压表内阻越大，分得的电流越小，误差也就越小，所以选内阻较大的A电压表；当滑动变阻器接入电路阻值最小时通过电流表电流最大,此时通过电流表电流大小约为I＝eq\f（E,R1＋R2＋r)≈176mA，所以选量程为200mA的C电流表．（2）由电路分析可知，滑片从左向右滑动,电压表示数变大，意味着滑动变阻器接入电路部分的阻值增大,一导线接金属杆左端，一导线接电阻丝左端,则滑片从左向右滑动时阻值增大，符合题意．（3）由E＝U＋I(r＋R2),得U＝－I（r＋R2)＋E，对比U。I图线可知，图象斜率的绝对值k＝r＋R2，所以电源内阻r＝k－R2;令U＝0,得I＝eq\f（E,r＋R2）＝eq\f（E，k）,图线在横轴上的截距为a，所以a＝I＝eq\f(E，k），则E＝ka.答案:（1）AC(2）C(3）kak－R26．某同学要测定一电源的电动势E和内电阻r,实验器材有：一只DIS电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用I表示),一只电阻箱（阻值用R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）该同学设计实验的原理表达式是E＝________（用r、I、R表示）．（2)该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到________(填“最大值”、“最小值”或“任意值"），实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω.(3）该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的eq\f（1，I).R图象,则由图象可求得，该电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（结果均保留两位有效数字)解析：（1)根据闭合电路欧姆定律，该同学设计实验的原理表达式是E＝I（R＋r)．(2)根据实验的安全性原则,在闭合开关之前,应先将电阻箱调到最大值．根据电阻箱读数规则,电阻箱接入电路的阻值为2×10Ω＋1×1Ω＝21Ω.（3)由E＝I（R＋r）可得eq\f(1,I)＝eq\f(1，E)R＋eq\f(1,E）r.eq\f(1，I)。R图象斜率等于eq\f（1,E),E＝6.3V，图象在纵轴截距等于eq\f(1,E）r,r＝2.5Ω.答案：(1）I(R＋r）(2）最大值21(3）6。3（6。1～6。4）2.5（2.4~2。6)7．老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻，所给的实验器材有：待测电源E，定值电阻R1（阻值未知)，电压表V（量程为3.0V，内阻很大)，电阻箱R（0～99。99Ω），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．某同学连接了一个如图所示的电路，他接下来的操作是:a．拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置后，将S2接到A，闭合S1，记录下对应的电压表示数为2.20V,然后断开S1;b．保持电阻箱示数不变，将S2切换到B，闭合S1，记录此时电压表的读数（电压表的示数如图乙所示),然后断开S1.(1）请你解答下列问题：图甲所示电阻箱的读数为________Ω，图乙所示的电压表读数为________V．由此可算出定值电阻R1的阻值为________Ω.（计算结果取3位有效数字)（2）在完成上述操作后，该同学继续以下的操作:将S2切换到A，多次调节电阻箱，闭合S1,读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据,绘出了如图丙所示的eq\f(1，U）­eq\f（1,R)图象．由此可求得该电池组的电动势E及内阻r，其中E＝________V，电源内阻r＝________Ω。（计算结果保留3位有效数字)解析：(1）电阻箱的读数等于各挡位的电阻之和，为20.00Ω;电压表读数应估读一位,为2。80V；根据部分电