高中物理 第二章 直流電路 第5節(jié) 學(xué)生實驗 測量電源的電動勢和內(nèi)阻課時訓(xùn)練（含解析）教科版選修3-1

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1、高中物理 第二章 直流電路 第5節(jié) 學(xué)生實驗 測量電源的電動勢和內(nèi)阻課時訓(xùn)練（含解析）教科版選修3-1 1.(多選)“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中,下列注意事項中正確的是(　ACD　) A.應(yīng)選用舊的干電池作為被測電源,以使電壓表示數(shù)的變化比較明顯 B.應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表 C.移動變阻器的觸頭時,不能使滑動變阻器短路造成電流表過載 D.根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作UI圖像時,應(yīng)通過盡可能多的點畫一條直線,并使不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側(cè) 解析:舊的干電池內(nèi)阻大,電壓變化明顯,有利于減小測E,r的誤差,A正確;為了減小電表對電路的影響,電流表選內(nèi)阻小的,電壓表選內(nèi)阻大

2、的,故B錯誤;為保護(hù)電表,C正確;應(yīng)使盡可能多的點在一條直線上,不在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè),故D正確. 2.如圖所示,在用一個電流表和兩個定值電阻測定電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中,由于未考慮電流表的內(nèi)阻,則電源電動勢和內(nèi)阻的測量值E,r與真實值E0,r0相比較,下列說法正確的是(　C　) A.E=E0,r=r0 B.E>E0,rr0 D.E>E0,r>r0 解析:不考慮電流表的內(nèi)阻RA時,由閉合電路歐姆定律得E=I1R1+I1r,E=I2R2+I2r 解得r=,E= 考慮電流表的內(nèi)阻RA時,由閉合電路歐姆定律得E0=I1(R1+RA+r0),E0=I2

3、(R2+RA+r0) 解得r0=-RA=r-RA

4、電池的內(nèi)阻較小,電路圖應(yīng)設(shè)計為電流表相對于干電池的外接法,故應(yīng)選(甲)電路圖.UI圖像的縱截距為I=0時的路端電壓,其大小等于電動勢,故E=3.0 V,選項A正確;橫軸截距表示路端電壓為2.4 V時的電流,并非短路電流,選項B錯誤;UI圖像的斜率的絕對值表示電池內(nèi)電阻,故r== Ω=1.0 Ω,選項C錯誤,D正確. 答案:(甲)　AD 4.(xx·寧波高二期中)在“測定電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中,已連接好部分實驗電路. (1)按如圖(甲)所示的實驗電路,把圖(乙)中剩余的電路連接起來. (2)在圖(乙)的電路中,為避免燒壞電表,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于　　　　(選填

5、“A”或“B”)端.? (3)如圖是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的UI圖像,由圖可知,電源的電動勢E= 　　　　 V,內(nèi)阻r=　　　　 Ω.? 解析:(1)電路連接如圖所示 (2)閉合開關(guān)前,滑動變阻器接入電路中的阻值應(yīng)該最大,故滑片應(yīng)置于B端. (3)由圖像可知,電源電動勢為1.5 V,內(nèi)阻r= Ω=1.0 Ω. 答案:(1)見解析　(2)B　(3)1.5　1.0 5.在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中,由于所用電壓表(視為理想電壓表)的量程較小,某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實物電路. (1)實驗時,應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到　　　　(填“最大值”“最小值”或“任意值”).? (2)改變電

6、阻箱的阻值R,分別測出阻值R0=10 Ω的定值電阻兩端的電壓U.下列兩組R的取值方案中,比較合理的方案是　　　　(填“1”或“2”).? 方案編號 電阻箱的阻值R/Ω 1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 2 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 (3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點,繪出的R圖像是一條直線.若直線的斜率為k,在坐標(biāo)軸上的截距為b,則該電源的電動勢E=　　　　,內(nèi)阻r=　　　　.(用k,b和R0表示)? 解析:(1)電阻箱在電路中起限制電流的作用,故實驗時應(yīng)先將其阻值調(diào)到最大值. (2)比較合理的方案是2,理由是2中可使

7、電壓表的示數(shù)變化范圍 較大. (3)實驗原理是閉合電路歐姆定律, 即E=U+(R+r), 整理有=++·R, 則有R圖像中b=+,k=, 所以E=,r=-R0. 答案:(1)最大值　(2)2　(3)　-R0 6.(xx·四川卷)用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻.實驗器材:待測電源(電動勢約3 V,內(nèi)阻約2 Ω),保護(hù)電阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω),滑動變阻器R,電流表A,電壓表V,開關(guān)S,導(dǎo)線若干. 實驗主要步驟: (ⅰ)將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān); (ⅱ)逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值,記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I;

8、 (ⅲ)以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),作UI圖線(U,I都用國際單位); (ⅳ)求出UI圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a. 回答下列問題: (1)電壓表最好選用　　　　;電流表最好選用　　　　.? A.電壓表(0～3 V,內(nèi)阻約15 kΩ) B.電壓表(0～3 V,內(nèi)阻約3 kΩ) C.電流表(0～200 mA,內(nèi)阻約2 Ω) D.電流表(0～30 mA,內(nèi)阻約2 Ω) (2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大.兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是　　　　.? A.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱 B.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱 C.一條導(dǎo)線

9、接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱 D.一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱 (3)選用k,a,R1和R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式, E=　　　　,r=　　　　,代入數(shù)值可得E和r的測量值.? 解析:(1)電壓表內(nèi)阻越大,分得的電流越小,誤差也就越小,所以選內(nèi)阻較大的A電壓表;當(dāng)滑動變阻器接入電阻最小時通過電流表電流最大,此時通過電流表電流大小約為I=≈158 mA,所以選量程為200 mA的C電流表. (2)由電路分析可知,滑片右移電壓表示數(shù)變大,意味著滑動變阻器接入電路部分阻值增大,A選項若兩導(dǎo)線都接電阻

10、絲兩端,接入電阻為最大阻值,不會變化;B選項兩導(dǎo)線都接在金屬桿兩端上,接入電阻為0 Ω;C選項一導(dǎo)線接金屬桿左端,一導(dǎo)線接電阻絲左端,則滑片右移時阻值增大,則電壓表示數(shù)變大;D選項一導(dǎo)線接金屬桿右端,一導(dǎo)線 接電阻絲右端,則滑片右移阻值減小,則電壓表示數(shù)變小,故選項C 正確. (3)由E=U+I(r+R2),得U=-I(r+R2)+E,對比伏安特性曲線可知,圖像斜率大小k=r+R2,所以電源內(nèi)阻r=k-R2;令U=0,得I==,由題意知在橫軸上的截距為a,所以a=I=,則E=ka. 答案:(1)A　C　(2)C　(3)ka　k-R2 7.采用如圖(甲)所示的電路“測定電池的電動勢和內(nèi)

11、阻”. (1)除了選用圖(乙)中的部分器材外,　　　　(填選項);? A.還需要電壓表 B.還需要電流表 C.還需要學(xué)生電源 D.不再需要其他器材 (2)測量所得數(shù)據(jù)如下: 　　 　測量次數(shù) 物理量　　　　 1 2 3 4 5 6 R/Ω 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 I/A 0.60 0.70 0.80 0.89 1.00 1.20 U/V 0.90 0.78 0.74 0.67 0.62 0.43 用作圖法求得電池的內(nèi)阻r=　　　　;? (3)根據(jù)第5次所測得的實驗數(shù)據(jù),求得電流表內(nèi)阻RA=　　　　.? 解析:(1)選A,圖中已有電流表、電阻箱和干電池,還缺少電壓表. (2)作出UI圖像,由圖像斜率可求得r=0.75(±0.10)Ω. (3)由歐姆定律得R+RA=,得RA=-R=0.22 Ω. 答案:(1)A　 (2)0.75(±0.10)Ω　 (3)0.22 Ω