優(yōu)化探究(新課標(biāo))2017屆高三物理一輪復(fù)習(xí)第7章恒定電流實(shí)驗(yàn)9測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻知能提

1、測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示電路測(cè)定一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，備有下列器材:1待測(cè)電池，電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V（小于 1.5 V）電流表，量程3 mA電流表，量程0.6 A電壓表，量程1.5 V電壓表，量程3 V滑動(dòng)變阻器， 0 20 Q開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干（1）_ 請(qǐng)選擇實(shí)驗(yàn)中需要的器材（填標(biāo)號(hào)）（2）按電路圖將如圖甲中的實(shí)物連接起來.（3）該小組由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的_UI圖象如圖乙所示，由圖象可求得電源電動(dòng)勢(shì)為 _V,內(nèi)阻為_Q.解析：（1）根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的原理以及特點(diǎn)，所選器材是；（2）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖時(shí)，一定要看清電路的結(jié)構(gòu)，滑動(dòng)變阻器的接線柱所在的位置，注意導(dǎo)線不能交叉；（

2、3） 電源的電動(dòng)勢(shì)是縱軸截距1.45 V，內(nèi)阻r= 貯 =145 二 0Q =2.9Q.答案：（1）如圖所示 （3）1.45（1.431.47 均可）2.9（2.7 3.1 均可）2禾 U 用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差.（1）應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖 _（選填“甲”或“乙”）.3現(xiàn)有電流表（00.6 A）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：A. 電壓表（015 V）B. 電壓表（03 V）C. 滑動(dòng)變阻器（050Q）D. 滑動(dòng)變阻器（0500 Q ）實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用 _;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 _（選填相應(yīng)器材前的字母）（3）某位同學(xué)記錄的 6 組數(shù)據(jù)如下表所示，其中

3、 5 組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在坐標(biāo)紙上，請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并畫出U- I圖線.序號(hào)123456電壓U/V1.451.401.301.251.201.10電流I/A0.060.120.240.260.360.48根據(jù) 中所畫圖線可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)E=_ V，內(nèi)阻r=_Q .解析： 干電池內(nèi)阻較小，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，選用甲電路時(shí)電源內(nèi)阻的測(cè)量值相對(duì)誤差 小.（2）一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)只有 1.5 V 左右，故電壓表應(yīng)選用量程較小的B,干電池的內(nèi)阻一般只有零點(diǎn)幾歐或幾歐，為調(diào)節(jié)方便，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用總阻值與之相差較小的C.由U=E-Ir知U-I圖線在U軸上的截距表示E、斜率的絕對(duì)值表示r,由

4、圖線可得E=1.50 V ,r= 0.83 Q .答案：甲（2）B C （3）如圖所示4(4)1.50(1.49 1.51)0.83(0.81 0.85)3. (2016 浙江名校聯(lián)考)某同學(xué)要測(cè)定一電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,實(shí)驗(yàn)器材有：一只 DIS電流傳感器(可視為理想電流表，測(cè)得的電流用I表示)，一只電阻箱(阻值用R表示)，一只開關(guān)和導(dǎo)線若干.該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和采集數(shù)據(jù).(1)該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原理表達(dá)式是E=(用r、丨、R表示).該同學(xué)在閉合開關(guān)之前，應(yīng)先將電阻箱調(diào)到 _(選填“最大值”“最小值”或“任意值”)，實(shí)驗(yàn)過程中，將電阻箱調(diào)至如圖乙所示位置，則此時(shí)電阻箱接入電路

5、的阻值為_ Q .1(3)該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)采集到的數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的-R圖象，則由圖象可求得，該電源的電動(dòng)勢(shì)E=_V，內(nèi)阻r=_ Q.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律，該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原理表達(dá)式是E=I(R+r).(2) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的安全性原則，在閉合開關(guān)之前，應(yīng)先將電阻箱調(diào)到最大值.根據(jù)電阻箱讀數(shù)規(guī)則，電阻箱接入電路的阻值為2X10Q+ 1X1Q= 21Q.1111 1 1由E=I(R+r)可得-=RR+.R圖象斜率等于E，E= 6.3 V,圖象在縱軸截距等于,r= 2.5 Q .答案：(1)I(R+r)(2)最大值 21(3) 6.3(6.1 6.4)2.5(2.4

6、 2.6)4. (2015 高考安徽卷)某同學(xué)為了測(cè)量一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，從實(shí)驗(yàn)室找到以下器材：一個(gè)滿偏電流為 100 卩 A、內(nèi)阻為 2 500Q的表頭，一個(gè)開關(guān)，兩個(gè)電阻箱(0999.9Q)UN甲5和若干導(dǎo)線.(1)由于表頭量程偏小，該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為50 mA 的電流表，則應(yīng)將表頭與電阻箱_ (選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)，并將該電阻箱阻值調(diào)為 _Q.6(2)接著該同學(xué)用改裝的電流表對(duì)電池的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示, 通過改變電阻R測(cè)相應(yīng)的電流I，且作相關(guān)計(jì)算后一并記錄如下表123456RQ95.075.055.045.035.025.0I/mA15.018

7、.724.829.536.048.0IR/V1.421.401.361.331.261.20(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，圖乙中已描繪出四個(gè)點(diǎn)，請(qǐng)將第 5、6 兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖乙中，并畫出IR-I圖線.根據(jù)圖線可得電池的電動(dòng)勢(shì)E是_ V,內(nèi)阻r是_ Q .解析：(1)改裝電流表時(shí)，在表頭上并聯(lián)一個(gè)電阻，即電阻箱.當(dāng)表頭滿偏時(shí)Ug=IgR7250 mVR=5.0Q50 mA0.1 mAU=0.1 mAX2 500Q =250 mV所以電阻箱調(diào)至 5.0Q.描點(diǎn)、連線，作出的IR-I圖線如圖所示.8答案：并聯(lián) 5.0（3）圖見解析 （4）1.532.05.（2015 高考四川卷）用實(shí)驗(yàn)測(cè)一電池的內(nèi)阻r和一

8、待測(cè)電阻的阻值RX.已知電池的電動(dòng)勢(shì)約 6V，電池內(nèi)阻和待測(cè)電阻阻值都為數(shù)十歐可選用的實(shí)驗(yàn)器材有：電流表 Ai（量程 030 mA）; 電流表 A2（量程 0100 mA）;電壓表 V（量程 06 V）;滑動(dòng)變阻器R（阻值 05Q）; 滑動(dòng)變阻器R2（阻值 0300Q）;開關(guān) S 一個(gè)，導(dǎo)線若干條.某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程如下：1設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路圖，正確連接電路.2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(cè)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.3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U-I圖線，圖線與橫軸I

9、的交點(diǎn)坐標(biāo)為（1。,0），與縱軸U的交點(diǎn)坐標(biāo)為（0 ,U0）. 回答下列問題：（1）_ 電流表應(yīng)選用 _ 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用.（2）由圖乙的圖線，得電源內(nèi)阻r=Q.用I。、U0 和r表示待測(cè)電阻的關(guān)系式RX=_ ，代入數(shù)值可得RX.若電表為理想電表，RX 接在B C之間與接在A、B之間，滑動(dòng)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_ .（選填“相同”或“不同”）（4） 連線時(shí)注意作出或使各點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè),E= 1.53 V .從實(shí)驗(yàn)原理上看,圖線斜率為電源內(nèi)阻與改裝電表的內(nèi)阻之和,電流表內(nèi)阻為 2 500Q與 5Q電阻并聯(lián)而成,R

10、A 5Q,圖線斜率k=二 丿0.047 AQ，因此r= (7.0 5.0) Q = 2.0 Q .9解析：（1）由題圖乙知，電流最大不超過100 mA,電流表選 AE 6 V、一、R= 60Q，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R2.I100 mAR改接B C之間，作出U-1圖象，圖線斜率絕對(duì)值R+r，因此R= r.I0可判斷出電流表示數(shù)變化范圍相同電壓表測(cè)量電路不同部分，根據(jù) 表示數(shù)變化范圍不同.答案：（1）A2 艮（2）25（3）r（4）相同 不同I06. （2014 高考新課標(biāo)全國(guó)卷I）利用如圖所示電路，可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：ifll荷測(cè)電源待測(cè)電源，電阻箱 R 最大阻值為 999.

11、9Q），電阻 R）（阻值為 3.0Q），電阻R（阻值為 3.0Q）,電流表、（量程為 200 mA,內(nèi)阻RA= 6.0 Q），開關(guān) S.實(shí)驗(yàn)步驟如下：1將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S;2多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R1 13以 1 為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，作 1 一R圖線（用直線擬合）；4求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b.回答下列問題：1（1）分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，貝 U 與R的關(guān)系式為（2）實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R= 3.0Q時(shí)電流表的示數(shù)如圖所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表.答：_ ，_ . 圖線斜率絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻,6.0 3.50.1Q

12、 =25Q.電流表測(cè)量干路電流， 不論R接在什么位置，電路中的總電阻是相同的,根據(jù)IERTr，U= IR，可判斷出電壓10F/Q1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077I1/A16.998.0010.011.011.913.011(3)在坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖，根據(jù)圖線求得斜率k=_A1 Q -截距 b =_A1.根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢(shì)E=_ V,內(nèi)阻r=_Q.1RA+R1R+R整理得I=ERR+ERX+( r+R0)，13 03 0代入數(shù)據(jù)得IE(5.0+r) (2)由題圖知該電流表的最小分度為2 mA 讀數(shù)為 110 mA 考慮到表格內(nèi)各組數(shù)據(jù)的單位1.及有效數(shù)字位數(shù)，故結(jié)果應(yīng)為0.110 A -=9.09 A . 描點(diǎn)作圖如圖所示,解析：(1)由閉合電路歐姆定律有E=IRA+12由圖線可得k=700A Q =1.0 A Q ,b=6.0 A7.0013t13.03.0.3.03.0t,1-1(4)由-= R-I (5.0 +r)可知k