高考專題-專項(xiàng)復(fù)習(xí)-基礎(chǔ)知識(shí)-電路-恒定電流 一等獎(jiǎng)

《測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻》導(dǎo)學(xué)案注意事項(xiàng)1.可選用舊電池：為了使電路的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用已使用過一段時(shí)間的1號(hào)干電池。2.電流不要過大，讀數(shù)要快：干電池在大電流放電時(shí)，電動(dòng)勢E會(huì)明顯下降，內(nèi)阻r會(huì)明顯增大，故長時(shí)間放電不宜超過A，短時(shí)間放電不宜超過A。因此，實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過大，讀數(shù)要快，每次讀完立即斷電。3.計(jì)算法求E、r：要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時(shí)，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組、第2和第5為一組、第3和第6為一組，分別解出E、r值再求平均值。4.合理選擇標(biāo)度：為使圖線分布空間大，如圖所示，縱坐標(biāo)可以不從零開始，則圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，電源的內(nèi)阻不能用r＝eq\f(E,I短)確定，應(yīng)根據(jù)r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))確定。熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)【例1】（2017·11月浙江選考）小明同學(xué)在測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為防止電流過大而損壞器材，電路中加了一個(gè)保護(hù)電阻R0，根據(jù)如圖1所示電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，圖1（1）電流表量程應(yīng)選擇（填“A”或“3A”），保護(hù)電阻應(yīng)選用（填“A”或“B”）。A.定值電阻（阻值Ω，額定功率10W）B.定值電阻（阻值Ω，額定功率5W）（2）在一次測量中電壓表的指針位置如圖2所示，則此時(shí)的電壓為V。圖2（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的5組數(shù)據(jù)所畫出的U－I圖線如圖3所示。則干電池的電動(dòng)勢E＝V，內(nèi)阻r＝Ω（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位）。圖3解析（1）通過題目給出的U－I圖象可知，最大電流為A，故電流表選擇A即可。從U－I圖線可知R0＋r＝eq\f－,Ω＝Ω，保護(hù)電阻R0必須小于Ω。因此選擇B比較合理。（2）一節(jié)干電池的電動(dòng)勢為V，故應(yīng)選0～3V的量程讀數(shù)，根據(jù)讀數(shù)方法可知電壓表讀數(shù)V。（3）本題中，保護(hù)電阻可以看做電源內(nèi)阻一部分，所以通過圖象可知E＝V，r＋R0＝eq\f－,Ω＝Ω，所以內(nèi)阻r＝Ω。答案（1）AB（2）（3）熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新測定電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的其他方法安阻法伏阻法eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r,E)eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)縱軸截距為eq\f(r,E)，斜率為eq\f(1,E)縱軸截距為eq\f(1,E)，斜率為eq\f(r,E)【例2】某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖4甲所示電路測量電池組的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖乙所示的R－eq\f(1,I)圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得到E＝，r＝。圖4解析由歐姆定律有，E＝I（R＋r），R＝eq\f(E,I)－r。由此知圖線的斜率為電動(dòng)勢E，縱軸截距大小為內(nèi)阻r。E＝eq\f(2－（－）,V＝V，r＝Ω。答案VΩ1.在測定一節(jié)干電池（電動(dòng)勢約為V，內(nèi)阻約為2Ω）的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器和電壓表各有兩個(gè)供選：A.電壓表量程為15V；B.電壓表量程為3VC.變阻器為（20Ω，3A）D.變阻器為（500Ω，A）（1）電壓表應(yīng)該選（選填“A”或“B”），這是因?yàn)開________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）變阻器應(yīng)選（選填“C”或“D”），這是因?yàn)開________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析本題主要考查學(xué)生對(duì)電學(xué)儀器的選擇。電學(xué)儀器的選擇最主要的有兩條原則：（1）安全，即不能超量程；（2）方便，即便于讀數(shù)和調(diào)節(jié)。由于電源的電動(dòng)勢約為V，故選量程為0～3V的電壓表，讀數(shù)既準(zhǔn)確，又方便，D滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，阻值大，調(diào)節(jié)不方便，故選C變阻器。答案（1）B讀數(shù)既準(zhǔn)確、又方便（2）C滑動(dòng)變阻器D的額定電流太小，最大阻值太大，調(diào)節(jié)不方便2.測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路如圖5所示。圖5（1）在閉合開關(guān)之前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)放在最。（填“左端”或“右端”）（2）現(xiàn)備有以下器材：A.干電池1節(jié)；B.滑動(dòng)變阻器（0～50Ω）；C.滑動(dòng)變阻器（0～1750Ω）；D.電壓表（0～3V）；E.電流表（0～A）；F.電流表（0～3A）。則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用，電流表應(yīng)選用。解析（1）閉合開關(guān)前應(yīng)使滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大，所以根據(jù)電路圖可知滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)在最左端；（2）電源內(nèi)阻較小，為控制方便，滑動(dòng)變阻器選擇0～50Ω即可順利進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選B；由于干電池允許通過的最大電流不大，故電流表應(yīng)選小量程的，故電流表應(yīng)選E。答案（1）左端（2）BE3.（2015·10月浙江選考）某實(shí)驗(yàn)小組做“測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路如圖6甲所示：（1）電流表示數(shù)如圖乙所示，則電流為A。圖6（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得U－I圖象如圖丙所示，則電動(dòng)勢E＝V，內(nèi)阻r＝Ω。解析（1）該電流表示數(shù)為A。（2）根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得U＝E－Ir，圖象U－I縱軸截距為電動(dòng)勢，即E＝V；斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，即r＝eq\f－,－0)Ω＝Ω。答案（1）±（2）±±4.某實(shí)驗(yàn)小組利用電壓表和電阻箱測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻（1）請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖（2）實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：①檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零，將開關(guān)S斷開，按照電路圖連線。②調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值至。③將開關(guān)S閉合，逐漸調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電壓表指針有足夠的偏轉(zhuǎn)，記下此時(shí)電阻箱的阻值R和電壓表的示數(shù)U。④改變電阻箱的阻值，測出幾組U及R的數(shù)據(jù)，作出eq\f(1,R)－eq\f(1,U)的圖線如圖7所示（單位為國際單位制單位）。圖7（3）由作出的eq\f(1,R)－eq\f(1,U)圖線可求得電動(dòng)勢E＝V，內(nèi)阻r＝Ω。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）解析（2）為了保護(hù)電路，電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為最大值。（3）由閉合電路歐姆定律E＝U＋eq\f(U,R)r，得到eq\f(1,R)＝eq\f(E,r)·eq\f(1,U)－eq\f(1,r)，由圖象在縱軸上截距的絕對(duì)值得內(nèi)阻r＝Ω，由圖象斜率可得電動(dòng)勢E＝V。答案（1）如圖所示（2）最大值（3）5.在測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：A.干電池E（電動(dòng)勢約為V、內(nèi)阻小于Ω）B.電流表A1（滿偏電流3mA、內(nèi)阻r1＝10Ω）C.電流表A2（0～A、內(nèi)阻Ω）D.滑動(dòng)變阻器R1（0～20Ω，10A）E.滑動(dòng)變阻器R2（0～100Ω，10A）F.定值電阻R3（990Ω）G.開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干（1）實(shí)驗(yàn)器材中未提供電壓表，可以利用將A1改裝成電壓表。（2）為方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，其中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是（填字母代號(hào)）。（3）請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出利用本題提供的器材所設(shè)計(jì)的測量電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖。圖8（4）如圖為某一同學(xué)根據(jù)他所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)給出的I1－I2圖線（I1為A1的示數(shù)，I2為A2的示數(shù)），由圖線可求得被測干電池的電動(dòng)勢E＝V，內(nèi)阻r＝Ω。解析（1）因提供的器材沒有電壓表，則可由量程知，將電流表A1與定值電阻R3串聯(lián)改裝成電壓表。（2）由于干電池內(nèi)阻小