2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)28實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)阻練習(xí)含解析

1、考點(diǎn)28實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)阻題組一基礎(chǔ)與經(jīng)典題1某實驗小組要測量一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)阻，用到下列器材：靈敏電流計g(內(nèi)阻為50 )；電壓表v(03 v，內(nèi)阻約為10 k)；電阻箱r1(0999.9 )；滑動變阻器r2；開關(guān)；導(dǎo)線若干。由于靈敏電流計的量程太小，該實驗小組用電阻箱r1與靈敏電流計g并聯(lián)，可使其量程擴(kuò)大為原來的20倍，則改裝后的電流表內(nèi)阻為_ 。擴(kuò)大量程后靈敏電流計的刻度盤并沒有改變，將器材連接成如圖甲所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出了多組電壓表示數(shù)u和靈敏電流計的示數(shù)ig，并作出了uig圖線如圖乙所示，由作出的uig圖線及題中的相關(guān)信息，可求得干電池的電動勢e_ v，

2、內(nèi)阻r_ 。答案2.51.407.5解析由題可知電阻箱r1與靈敏電流計g并聯(lián)，可使其量程擴(kuò)大為原來的20倍，因為改裝前后電流計的滿偏電壓不變，由歐姆定律可得改裝后的電流表的內(nèi)阻為原來的，即r 2.5 。由閉合電路歐姆定律得：ue20ig(rr)，由圖示uig圖象可知，圖象與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值為1.40，所以干電池的電動勢e1.40 v，rr| 10 ，電源的內(nèi)阻r10 2.5 7.5 。2用實驗測一電池的電阻r和一待測電阻的阻值rx。已知電池的電動勢約為6 v，電池的內(nèi)阻和待測電阻的阻值都為數(shù)十歐?？蛇x用的實驗器材有：電流表a1(量程030 ma)；電流表a2(量程0100 ma)；電壓表v(

3、量程06 v)；滑動變阻器r1(阻值05 )；滑動變阻器r2(阻值0300 )；開關(guān)s一個，導(dǎo)線若干條。某同學(xué)的實驗過程如下：.設(shè)計如圖甲所示的電路圖，正確連接電路。.將r的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小r的阻值，測出多組u和i的值，并記錄。以u為縱軸，i為橫軸，得到如圖乙所示的圖線。.斷開開關(guān)，將rx改接在b、c之間，a與b直接相連，其他部分保持不變。重復(fù)的步驟，得到另一條ui圖線，圖線與橫軸i的交點(diǎn)坐標(biāo)為(i0,0)，與縱軸u的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，u0)?；卮鹣铝袉栴}：(1)電流表應(yīng)選用_，滑動變阻器應(yīng)選用_。(2)由ui圖線，得電源內(nèi)阻r_ 。(3)用i0、u0和r表示待測電阻的關(guān)系式rx

4、_，代入數(shù)值可得rx。(4)若電表為理想電表，rx接在b、c之間與接在a、b之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍_，電壓表示數(shù)變化范圍_。(均選填“相同”或“不同”)答案(1)a2r2(2)25(3)r(4)相同不同解析(1)由題圖乙ui圖線可知電流表量程應(yīng)為0100 ma，故選a2。電路中滑動變阻器采用限流接法，路端電壓最大值大于5.5 v，而電源電動勢e6 v，故r外r，則滑動變阻器應(yīng)選最大阻值較大的r2。(2)由題圖乙得：r25 。(3)rx改接在b、c之間后，可視(rxr)為新電源的內(nèi)阻，故有rxr，即rxr。(4)電路中的電流i，rrx

5、一定，r都從300 調(diào)到某同一阻值，電流的變化范圍相同，即電流表示數(shù)的變化范圍相同。rx接在a、b間時，電壓表所測電壓u(rrx)，rx接在b、c間時，電壓表所測電壓ur，故兩種情況下電壓表所測電壓的變化范圍不同。3為了測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，某實驗小組設(shè)計了如圖甲所示的電路，實驗室準(zhǔn)備了下列器材供選用：a待測干電池一節(jié)b直流電流表a1(量程00.6 a，內(nèi)阻約為0.01 )c直流電流表a2(量程03 a，內(nèi)阻約為0.02 )d直流電壓表v1(量程03 v，內(nèi)阻約為5 k)e直流電壓表v2(量程015 v，內(nèi)阻約為25 k)f滑動變阻器r1(阻值范圍為015 ，允許最大電流為1 a)g滑

6、動變阻器r2(阻值范圍為01000 ，允許最大電流為2 a)h開關(guān)i導(dǎo)線若干(1)實驗中電壓表應(yīng)選用_；電流表應(yīng)選用_；滑動變阻器應(yīng)選用_。(填字母代號)(2)實驗小組在進(jìn)行實驗時，開始滑片p在最右端，但由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路，合上開關(guān)s后發(fā)現(xiàn)滑片p向左滑過一段距離x后電流表才有讀數(shù)，于是該組同學(xué)分別作出了電壓表讀數(shù)u與x、電流表讀數(shù)i與x的關(guān)系圖，如圖乙所示，則根據(jù)圖象可知，電池的電動勢為_ v，內(nèi)阻為_ 。答案(1)dbf(2)1.50.5解析(1)一節(jié)干電池的電動勢約為1.5 v，故電壓表應(yīng)選v1；由題圖乙知電路中的電流較小，因此電流表應(yīng)選a1；為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選最大阻值

7、較小的r1。(2)根據(jù)兩圖對應(yīng)的x值相等時的電壓和電流可知當(dāng)i10.20 a時，u11.40 v；當(dāng)i20.40 a時，u21.30 v；代入ueir，解得e1.5 v，r0.5 。4.圖a為某同學(xué)測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的電路圖。(1)虛線框內(nèi)是用毫安表改裝成電流表的電路。已知毫安表表頭的內(nèi)阻為10 ，滿偏電流為100 ma，電阻r12.5 ，由此可知，改裝后電流表的量程為_ a。(2)實驗步驟如下，請完成相應(yīng)的填空：將滑動變阻器r的滑片移到_端(選填“a”或“b”)，閉合開關(guān)s；多次調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，記下電壓表的示數(shù)u和毫安表的示數(shù)i；某次測量時毫安表的示數(shù)如圖b所示，其讀數(shù)為_

8、ma；以u為縱坐標(biāo)，i為橫坐標(biāo)，作ui圖線，如圖c所示；根據(jù)圖線求得電源的電動勢e_ v，內(nèi)阻r_ 。(結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位)答案(1)0.5(2)b681.48(1.471.49之間均可)0.45(0.430.48之間均可)解析(1)根據(jù)電流表改裝原理，改裝后的量程iigi1ig，代入數(shù)據(jù)得i0.5 a。(2)為保護(hù)電路，滑動變阻器為限流式接法時，閉合開關(guān)前，電阻應(yīng)調(diào)至最大，故滑片應(yīng)移到b端。毫安表的最小刻度為2 ma，故讀數(shù)為68 ma。ui圖象縱軸的截距表示電源電動勢，故由圖c可知e1.48 v(1.471.49 v之間均可)，由于橫軸與縱軸的交點(diǎn)縱坐標(biāo)不為0，故不能用縱軸截距與橫軸

9、截距之比求內(nèi)阻。電流表的電阻ra2 ，由eu5i(rra)，得rra2.45 ，則r0.45 (0.430.48 均可)。5某同學(xué)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻(約1.0 )。(1)現(xiàn)備有下列器材：a待測的干電池一節(jié)b電流表(量程0150 ma，內(nèi)阻rg3.0 )c電壓表(量程03 v，內(nèi)阻rv約1 k)d滑動變阻器r0(020 ，1.0 a)e電阻箱r(099.9 )f開關(guān)和若干導(dǎo)線該同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中電流表的量程較小，他想利用現(xiàn)有的電流表和電阻箱改裝成一塊量程為00.6 a的電流表，則電阻箱r的阻值應(yīng)取_ ，請在圖甲的虛線框內(nèi)畫出利用上述器材測量干電池電動勢和內(nèi)阻的實驗電路

10、圖。(2)圖乙為該同學(xué)根據(jù)合理電路所繪出的ui圖象(u、i分別為電壓表和電流表的示數(shù))。根據(jù)該圖象可得被測電池的電動勢e_ v，內(nèi)阻r_ 。(結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位)(3)對本實驗的理解正確的是_。a要減小實驗誤差，可以增大電源的等效內(nèi)阻b如果縱坐標(biāo)從零開始，圖線的分布空間將更大c電壓表的分流作用導(dǎo)致實驗產(chǎn)生系統(tǒng)誤差d由于電壓表讀數(shù)變化不大，讀數(shù)不準(zhǔn)確導(dǎo)致實驗的系統(tǒng)誤差大答案(1)1.0圖見解析(2)1.490.88(3)ac解析(1)利用現(xiàn)有的電流表和電阻箱改裝成一塊量程為00.6 a的電流表，則需要并聯(lián)的電阻箱r的阻值r 1 ，電路圖如圖所示。(2)通過電流表的電流為i，則干路電流為4i

11、，由閉合電路的歐姆定律ue4ir，代入兩組數(shù)值(12.5103,1.45)，(112.5103,1.10)，得e1.49 v，r0.88 。(3)要減小實驗誤差，可以增大電源等效內(nèi)阻，這樣在變化相同電流時電壓表示數(shù)的變化較大，a正確；如果縱坐標(biāo)從零開始，圖線分布空間將較小，b錯誤；電壓表的分流作用導(dǎo)致實驗產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，c正確；由于電壓表讀數(shù)變化不大，讀數(shù)不準(zhǔn)確導(dǎo)致實驗產(chǎn)生的偶然誤差大，d錯誤。題組二高考真題6(2016北京高考)某興趣小組探究用不同方法測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，他們提出的實驗方案中有如下四種器材組合。為使實驗結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，最不可取的一組器材是()a一個安培表、一個伏特表和一個

12、滑動變阻器b一個伏特表和多個定值電阻c一個安培表和一個電阻箱d兩個安培表和一個滑動變阻器答案d解析a項，根據(jù)閉合回路歐姆定律可得euir，可測量多組數(shù)據(jù)列式求解，a正確，不符合題意；b項，根據(jù)歐姆定律可得e(rr)，測量多組數(shù)據(jù)可求解，b正確，不符合題意；c項，根據(jù)歐姆定律可得ei(rr)，測得多組數(shù)據(jù)可求解，c正確，不符合題意；d項，兩個安培表和一個滑動變阻器，由于不知道滑動變阻器的具體電阻，故無法測量，d錯誤，符合題意。7(2018江蘇高考)一同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻。(1)如圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時的實驗電路。請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處_

13、；_。(2)實驗測得的電阻箱阻值r和電流表示數(shù)i，以及計算的數(shù)據(jù)見下表：r/8.07.06.05.04.0i/a0.150.170.190.220.26/a16.76.05.34.53.8根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出r關(guān)系圖象，由圖象可計算出該干電池的電動勢為_ v；內(nèi)阻為_ 。(3)為了得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100 mv的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 a時，電壓表的指針位置如圖所示，則該干電池的電動勢應(yīng)為_ v；內(nèi)阻應(yīng)為_ 。答案(1)開關(guān)未斷開電阻箱阻值為零(2)圖象如圖所示137(1.301.44都算正確)1.

14、20(1.01.4都算正確)(3)1.37(結(jié)果與(2)問第一個空格一致)1.00(結(jié)果比(2)問第二個空格小0.2)解析(1)連接電路時電源應(yīng)與電路斷開，所以開關(guān)要斷開；另一錯誤是電阻箱接入電路的電阻是零，這樣容易燒壞電流表和電源。(2)將數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線，作出一條傾斜的直線。根據(jù)閉合電路歐姆定律ei(rr)得rer，所以圖線的斜率表示電源電動勢，e v1.37 v，截距絕對值表示電源內(nèi)阻：r0.43.0 1.20 。(3)用電壓表與電流表并聯(lián)，可測得電流表的內(nèi)阻ra 0.20 ，考慮電表內(nèi)阻對實驗的影響，則ei(rrar)，得re(rar)，所以圖線的斜率仍表示電動勢，電動勢的準(zhǔn)確值為1.37

15、 v，圖線的截距絕對值表示(rar)，所以內(nèi)阻精確值為r(1.200.20) 1.00 。8.(2017天津高考)某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻。其中電流表a1的內(nèi)阻r11.0 k，電阻r19.0 k，為了方便讀數(shù)和作圖，給電池串聯(lián)一個r03.0 的電阻。(1)按圖示電路進(jìn)行連接后，發(fā)現(xiàn)aa、bb和cc三條導(dǎo)線中，混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開的導(dǎo)線。為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開的，將開關(guān)s閉合，用多用電表的電壓擋先測量a、b間電壓，讀數(shù)不為零，再測量a、a間電壓，若讀數(shù)不為零，則一定是_導(dǎo)線斷開；若讀數(shù)為零，則一定是_導(dǎo)線斷開。(2)排除故障后，該小組順利完成實驗。通過多次改變

16、滑動變阻器觸頭位置，得到電流表a1和a2的多組i1、i2數(shù)據(jù)，作出圖象如圖。由i1i2圖象得到電池的電動勢e_v，內(nèi)阻r_。答案(1)aabb(2)1.4(1.361.44均可)0.5(0.40.6均可)解析(1)a、b間的電壓不為零，說明a、a或b、b間有一處導(dǎo)線斷開，若a、a間電壓不為零，說明aa導(dǎo)線斷開；若a、a間電壓為零，則一定是bb導(dǎo)線斷開。(2)在給出的圖象中取兩個點(diǎn)，讀數(shù)分別為i10.12 ma、i260 ma，i10.07 ma、i2200 ma。據(jù)閉合電路歐姆定律知：e(i1i2)(r0r)i1(r1r1)，將上述兩組數(shù)據(jù)代入可得：電動勢e1.4 v，內(nèi)阻r0.57 。9.(

17、2016四川高考)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 )，保護(hù)電阻r1(阻值10 )和r2(阻值5 )，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：將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)；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；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)；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(03 v，內(nèi)阻約15 k)b電壓表(03 v，內(nèi)阻約3 k)c電流表(0200 ma，內(nèi)阻

18、約2 )d電流表(030 ma，內(nèi)阻約2 )(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。答案(1)ac(2)c(3)akkr2解析(1)電壓表測量路端電壓，測量中為了減小誤差，電壓表分得的電流越小越好，在量程一樣(03

19、v)的情況下，其內(nèi)阻越大越好，故電壓表應(yīng)選a；電路中的電流最大值大約為176 ma，故電流表應(yīng)選c。(2)滑片從左向右滑動時，電壓表示數(shù)增大，說明滑片滑動時滑動變阻器接入電路的電阻變大，只有c項的接法符合上述情形。(3)ui圖線如圖所示，斜率的絕對值krr2，故rkr2；橫軸上的截距a，則eak。題組三模擬題10(2019江西省上饒模擬)現(xiàn)有一種特殊的電池，它的電動勢e約為9 v，內(nèi)阻r約為50 ，已知該電池允許輸出的最大電流為50 ma，為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實驗，圖中電壓表的內(nèi)阻很大，對電路的影響可不考慮，r為電阻箱，阻值范圍09999 ，r0是定值

20、電阻，起保護(hù)電路的作用。閉合開關(guān)s，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)，改變電阻箱阻值，取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的圖線(已知該直線在縱軸的截距為0.1 v1)。則根據(jù)該同學(xué)所作出的圖線可求得電池的電動勢e為_ v，內(nèi)阻r為_ 。答案10462解析由題中所給圖線，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：eur，得到，可見縱軸截距為電動勢的倒數(shù)，故電源電動勢的值為10 v；斜率，解得r46 。11(2019湖北八校聯(lián)考)甲同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路來測量電源的電動勢e及電阻r1和r2的阻值。實驗器材有：待測電源e(不計內(nèi)阻)，待測電阻r1，待測電阻r2，電壓表v(量程為1.5 v，內(nèi)阻很大)，電阻箱r(0

21、99.99 )，單刀單擲開關(guān)s1，單刀雙擲開關(guān)s2，導(dǎo)線若干。(1)先測電阻r1的阻值。請將甲同學(xué)的操作補(bǔ)充完整：閉合s1，將s2切換到a，調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)r0和對應(yīng)的電壓表示數(shù)u1。保持電阻箱示數(shù)不變，_，讀出電壓表的示數(shù)u2。則電阻r1的表達(dá)式為r1_。(2)甲同學(xué)已經(jīng)測得電阻r14.80 ，繼續(xù)測電源電動勢e和電阻r2的阻值，該同學(xué)的做法是：閉合s1，將s2切換到a，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)r和對應(yīng)的電壓表示數(shù)u，用測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖乙所示的圖線，則電源電動勢e_ v，電阻r2_ 。(保留三位有效數(shù)字)答案(1)將s2切換到br0(2)1.431.20解析(1)s2切

22、換到a，電路中的電流i，保持電阻箱示數(shù)不變，將s2切換到b，電路中的電流不變，即i，由于電阻箱和r1串聯(lián)，所以r1兩端的電壓為u2u1，所以r1r0。(2)s2切換到a，根據(jù)閉合電路歐姆定律，e(4.8r2r)，所以(4.8r2)，由此式看出，圖線的截距為0.7，斜率k(4.8r2)4.2，由此兩式得，e1.43 v，r21.20 。12(2019河南省豫南九校檢測)某興趣小組的同學(xué)制作了一個“水果電池”：將一銅片和一鋅片分別插入同一蘋果內(nèi)，就構(gòu)成了一個簡單的“水果電池”，其電動勢約為1.5 v，內(nèi)阻約為幾百歐，現(xiàn)要求用量程合適的電壓表(內(nèi)阻幾千歐)、電流表(內(nèi)阻十幾歐)來測定水果電池的電動勢

23、e和內(nèi)阻r。(1)本實驗的電路圖應(yīng)該選擇圖_(選填“甲”或“乙”)。(2)若給出的滑動變阻器有兩種規(guī)格：a(020 )、b(03 k)。本實驗中應(yīng)該選用的滑動變阻器為_，通電前應(yīng)該把滑動變阻器的阻值調(diào)至_(選填“最大”或“最小”)。(3)實驗中測出六組(u，i)的值，在ui坐標(biāo)系中描出圖丙所示的六個點(diǎn)，分析圖中的點(diǎn)跡可得出水果電池的電動勢為e_ v，內(nèi)阻為r_ 。(均保留三位有效數(shù)字)(4)根據(jù)在(1)中所選擇的電路測量得出的電動勢e和內(nèi)阻r的測量值與真實值相比，電動勢e_，內(nèi)阻r_(均選填“偏大”“相等”或“偏小”)，由此造成的實驗誤差屬于_(選填“系統(tǒng)”或“偶然”)誤差。答案(1)甲(2)

24、b最大(3)1.50500(4)相等偏大系統(tǒng)解析(1)由于“水果電池”的內(nèi)阻較大，為減小誤差，電流表要采用相對電池內(nèi)接的電路，即應(yīng)選擇題圖甲所示電路。(2)由題意可知，“水果電池”的內(nèi)阻約為幾百歐，若選用020 的滑動變阻器，當(dāng)滑動滑片時，電表的讀數(shù)幾乎不變，無法多次測量，實驗的誤差較大；為了減小實驗誤差，應(yīng)選用最大阻值較大的滑動變阻器b。在閉合開關(guān)前，應(yīng)把滑動變阻器的阻值調(diào)到最大。(3)圖線的縱截距等于電源的電動勢，ui圖線的縱截距為1.50 v，故水果電池的電動勢e1.50 v，圖線斜率的絕對值等于其內(nèi)阻，r 500 。(4)由于電流表的分壓，使得路端電壓存在誤差，而電流沒有誤差，運(yùn)用圖象法分別在ui圖上由測量數(shù)據(jù)作出圖線1和修正誤差后由真實值作出圖線2，由圖看出，電動勢的測量值與真實值相等，內(nèi)阻的測量值偏大，由此造成的實驗誤差屬于系統(tǒng)誤差。13(2019湖北武漢模擬)現(xiàn)要測量電壓表的內(nèi)阻和電源的電動勢，提供的器材有：電源(電動勢約為6 v，內(nèi)阻不計)，電壓表v1(量程02.5 v，內(nèi)阻約為2.5 k)，電壓表v2(量程03 v，內(nèi)阻約為10 k)，電阻箱r0(最大阻值為9999.9 )，滑動變阻器r1(最大阻值為3 k)，滑動變阻器r2(最大阻值為500