高考調(diào)研物理大本練習(xí)冊

第七章恒定電流第8單元實(shí)驗(yàn)測定電源電動勢和內(nèi)阻一、應(yīng)試目標(biāo)1．各種測定電池的電動勢和內(nèi)阻的方法．2．利用圖像法解決電動勢及內(nèi)阻．3．誤差分析．二、實(shí)驗(yàn)原理在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室里，測定電動勢E和內(nèi)阻r的方法有多種，可以用一只電壓表和一只電流表，也可以用一只電流表和一只電阻箱，或者用一只電壓表和一只電阻箱，它們的測量原理都是閉合電路歐姆定律．三、實(shí)驗(yàn)器材電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙．四、實(shí)驗(yàn)步驟1．連接電路電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按上圖連接好電路．2．測量與記錄(1)把變阻器的滑片移動到使用阻值最大的一端．(2)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1)．用同樣方法測量幾組I、U值．【考題隨練1】

(2014·北京)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻．要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差．(1)應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是下圖中的____(選項(xiàng)“甲”或“乙”)．(2)現(xiàn)有電流表(0－0.6A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：A．電壓表(0－15V)B．電壓表(0－3V)C．滑動變阻器(0－50Ω)D．滑動變阻器(0－500Ω)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________；滑動變阻器應(yīng)選用________；(填選項(xiàng)字母)【解析】

(1)干電池內(nèi)阻較小，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選甲所示電路圖．(2)一節(jié)干電池電動勢約為1.5V，則電壓表應(yīng)選B項(xiàng)，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動變阻器應(yīng)選C項(xiàng)．【答案】

(1)甲(2)B

C【考題隨練2】

(2014·北京)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻．(1)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在下圖的坐標(biāo)紙上，請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)，并畫出U－I圖線．序號123456電壓U/V1.451.401.301.251.201.10電流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480(2)根據(jù)(1)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω.【解析】

(1)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點(diǎn)，然后作出電源的U－I圖像如圖所示；【答案】

(1)如解析圖所示(2)1.5

0.83測量電源電動勢和內(nèi)阻的方法一、伏阻法【考題隨練1】

(2012·福建)某研究性學(xué)習(xí)小組欲測定一塊電池的電動勢E.(1)先直接用多用電表測定該電池電動勢，在操作無誤的情況下，多用電表表盤示數(shù)如圖，其示數(shù)為________V.(2)然后，用電壓表V、電阻箱R、定值電阻R0、開關(guān)S、若干導(dǎo)線和該電池組成電路，測定該電池電動勢．①根據(jù)電路圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物圖乙連接成完整電路．②閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱阻值R，讀出電壓表V相應(yīng)示數(shù)U，該學(xué)習(xí)小組測出大量數(shù)據(jù)，分析篩選出下表所示的R、U數(shù)據(jù)，并計算出相應(yīng)的1/R與1/U的值．請用表中數(shù)據(jù)在下圖坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，并作出1/U－1/R圖線.R(Ω)166.771.450.033.325.020.0U(V)8.35.94.84.23.22.91/R(×10－2Ω－1)0.601.402.003.004.005.001/U(V－1)0.120.170.210.240.310.35③從圖線中可求得E＝________V.【解析】

(1)選擇開關(guān)位于直流電壓10V擋，按電表中央刻度0－10V刻度讀數(shù)，最小刻度為0.2V，電池的電動勢為9.4V.(2)①根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如下圖所示．②作出1/U－1/R圖線，如下圖所示．【答案】

(1)9.4

(2)①如解析圖所示②如解析圖所示③9.5－11.1【答案】

2.9

0.9【學(xué)法指導(dǎo)】圖像與函數(shù)一一對應(yīng)，從函數(shù)表達(dá)式中找斜率和截距的物理意義．(1)畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖．(2)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時，電壓表讀數(shù)為U2.則可以求出E＝________，r＝________.(用I1、I2、U1、U2及R表示)【解析】本題實(shí)際上是在課本實(shí)驗(yàn)《測定電源的電動勢和內(nèi)電阻》的基礎(chǔ)上改編而成的，因本題電壓表的量程只有3V，而電源電動勢E約為4.5V，故不能直接用電壓表測量電源的路端電壓，應(yīng)把待測電源與固定電阻串聯(lián)等效為一個新電源．(1)實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖所示．二、水果電池【例2】

(2012·重慶)某中學(xué)生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘作了果汁電池，他們測量這種電池的電動勢E和內(nèi)阻r，并探究電極間距對E和r的影響．實(shí)驗(yàn)器材如圖所示．(1)測量E和r的實(shí)驗(yàn)方案為：調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流I，依據(jù)公式________，利用測量數(shù)據(jù)作出U-I圖像，得出E和r.(2)將電壓表視為理想表，要求避免電流表分壓作用對測量結(jié)果的影響，請?jiān)趫D中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路．(3)實(shí)驗(yàn)中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應(yīng)果汁電池的U-I圖像如圖中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：在該實(shí)驗(yàn)中，隨電極間距的減小，電源電動勢________(填“增大”“減小”或“不變”)，電源內(nèi)阻________(填“增大”“減小”或“不變”)．曲線(c)對應(yīng)的電源電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω，當(dāng)外電路總電阻為2500Ω時，該電源的輸出功率P＝________mW.(均保留三位有效數(shù)字)【答案】

(1)U＝E－Ir(2)如下圖所示(3)不變增大0.975

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0.268【學(xué)法指導(dǎo)】本題U-I圖線縱軸起點(diǎn)為0.5V，即圖線與橫軸截距并非短路電流；為繪制更加精確的U-I圖線一般縱軸起點(diǎn)并不從0開始，處理內(nèi)阻一定注意用圖線的斜率，以免錯解電源電動勢及內(nèi)阻．三、巧妙利用圖像解疑難【例3】電池甲和乙的電動勢分別為E1和E2，內(nèi)阻分別為r1和r2，若用甲和乙電池分別向某電阻R供電，則在這個電阻上消耗的電功率相同，若用甲和乙電池分別向某電阻R′供電，則在這個電阻上消耗的電功率分別為P1和P2，已知E1＞E2，R′＞R，則(

)A．r1＞r2

B．r1＜r2C．P1＞P2 D．P1＜P2【解析】根據(jù)題意，該電路為純電阻電路如圖1，因?yàn)閮呻姵胤謩e接入同一電路，故設(shè)該電阻的伏安特性曲線為圖2，兩電池在電阻上消耗的功率相同，由P＝UI知兩電池的伏安特性曲線與電阻R的伏安特性曲線交于同一點(diǎn)A，由于甲電池的電動勢E1大于乙電池電動勢E2即E1＞E2分別作E1、E2與A的連線，交I軸于I1、I2，I1