2024-2025年新教材高中物理第4章閉合電路歐姆定律與科學用電2科學測量：電源的電動勢和內(nèi)阻課時檢測含解析魯科版必修第三冊

PAGE6-科學測量：電源的電動勢和內(nèi)阻1.某愛好小組探究用不同方法測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，他們提出的試驗方案中有如下四種器材組合，為使試驗結果盡可能精確，最不行取的一組器材是()A.一個安培表、一個伏特表和一個滑動變阻器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【解析】選D。安培表測電流，伏特表測路端電壓，滑動變阻器變更電路的阻值從而獲得多組數(shù)據(jù)，故A可取；伏特表測路端電壓，電流可由路端電壓和定值電阻求得，通過變更接入定值電阻的個數(shù)變更電路的電阻，故B可??；安培表測電流，再由電流和電阻箱電阻可得路端電壓，通過變更電阻箱電阻變更電路的電阻，故C可取；兩個安培表和一個滑動變阻器，不管怎么組合，不能測出路端電壓，故不能測出電動勢和內(nèi)阻，故D最不行取。故選D。2.如圖為測量某電源電動勢和內(nèi)電阻時得到的U-I圖線，則該電源的電動勢大小為 ()A.3VB.6VC.9VD.12V【解析】選B。依據(jù)閉合電路歐姆定律得：U=E-Ir，由U-I圖像可知，電源的電動勢為：E=6V，故B正確，A、C、D錯誤?！狙a償訓練】(多選)如圖所示是依據(jù)某次測電源的電動勢和內(nèi)阻的試驗記錄的數(shù)據(jù)作出的U-I圖像，下列關于圖像的說法中正確的是 ()A.縱軸截距表示待測電源的電動勢，即E=3.0VB.橫截距表示短路電流，即I0=0.6AC.依據(jù)r=計算出待測電源內(nèi)阻為5ΩD.依據(jù)r=||計算出待測電源內(nèi)阻為1Ω【解析】選A、D。由閉合電路歐姆定律可知：U=E-Ir；由數(shù)學學問可知，圖像與縱坐標的交點為電源的電動勢，故電動勢為3V，故A正確；由于圖像的縱坐標不是從零起先的，故圖像與橫坐標的交點不是短路電流，故B錯誤；圖像的斜率肯定值表示電源的內(nèi)阻，故r==Ω=1Ω，故C錯誤，D正確。3.(多選)用圖像法計算電動勢和內(nèi)阻時，先要描點，就是在U-I坐標系中描出與每組I、U值對應的點，以下說法正確的是 ()A.這些點應當精確地分布在一條直線上，即U-I圖線應通過每個點B.這些點應當基本在一條直線上，由于偶然誤差不能避開，所以U-I圖線不行能通過每一個點C.畫U-I圖線應當使它通過盡可能多的描出的點D.不在U-I圖線上的點應大致均衡地分布在圖線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠的點，應當舍去【解析】選B、C、D。描點作圖法須要留意的問題：由于偶然誤差不能避開，所以U-I圖線不行能通過每一個點，但應當使它通過盡可能多的描出的點，不在U-I圖線上的點應大致均衡地分布在圖線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠的點，應當舍去。所以B、C、D正確，A錯誤。4.如圖所示是測量兩節(jié)干電池組成的串聯(lián)電池組的電動勢和內(nèi)阻的試驗所用器材，用實線將它們連成試驗電路?！窘馕觥渴紫犬嫵鲈囼炿娐穲D如圖a所示，依據(jù)電路圖連接實物如圖b所示，因為待測電源電動勢約為3V，所以電壓表選用0～3V的量程；干電池的允許電流一般在0.5A左右，所以電流表應選用0～0.6A的量程；還有一點就是留意開關閉合前，要使變阻器接入電路的阻值盡量大些，愛護電流表，以防燒壞。答案：見解析。5.為了較精確地測量一節(jié)干電池的內(nèi)阻，可用以下給定的器材和一些導線來完成試驗：量程3V的志向電壓表V，量程0.6A的電流表A(具有肯定內(nèi)阻)，定值電阻R0(R0=1.5Ω)，滑動變阻器R1(0～10Ω)，滑動變阻器R2(0～200Ω)，電鍵S。試驗電路原理圖如圖(a)。(1)為便利試驗調(diào)整和較精確地測量，滑動變阻器應選用________(選填R1或R2)。

(2)用筆畫線代替導線在圖(b)中完成電路連接。(3)試驗中變更滑動變阻器的阻值，測出幾組電流表和電壓表的讀數(shù)，在給出的U-I坐標系中畫出U-I圖線如圖(c)所示，則干電池的內(nèi)阻r=________Ω(結果保留兩位有效數(shù)字)

【解題指南】解答本題應留意以下三點：(1)依據(jù)閉合電路歐姆定律求出電路中須要的最大電阻，從而確定對應的滑動變阻器；(2)依據(jù)電路圖可得出對應的實物圖；(3)依據(jù)閉合電路歐姆定律寫出關于U與I的函數(shù)表達式，然后依據(jù)斜率和截距的概念即可求解?！窘馕觥?1)電流表的量程IA=0.6A，依據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中須要的最大電阻應為：Rmax==Ω=7.5Ω，所以變阻器應選R1。(2)依據(jù)原理圖可知實物圖如圖所示：(3)依據(jù)閉合電路歐姆定律應用：E=U+I(r+R0)，整理可得：U=-(r+R0)I+E，由圖可知圖像與縱軸的交點為電源的電動勢，故E=1.5V；依據(jù)函數(shù)斜率的概念應有：r+R0=Ω，解得r=0.29Ω。答案：(1)R1(2)如圖所示(3)0.296.用試驗測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx。已知電池的電動勢約6V，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐。可選用的試驗器材有：電流表A1(量程0～30mA)；電流表A2(量程0～100mA)；電壓表V(量程0～6V)；滑動變阻器R1(阻值0～5Ω)；滑動變阻器R2(阻值0～300Ω)；開關S一個，導線若干條。某同學的試驗過程如下：Ⅰ.設計如圖甲所示的電路圖，正確連接電路。Ⅱ.將R的阻值調(diào)到最大，閉合開關，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。Ⅲ.斷開開關，將Rx改接在B、C之間，A與B干脆相連，其他部分保持不變。重復Ⅱ的步驟，得到另一條U-I圖線，圖線與橫軸I的交點坐標為(I0，0)，與縱軸U的交點坐標為(0，U0)。回答下列問題：(1)電流表應選用________，滑動變阻器應選用________。

(2)由圖乙的圖線，得電源內(nèi)阻r=________Ω。

(3)用I0、U0和r表示待測電阻的關系式Rx=________，代入數(shù)值可得Rx。

(4)若電表為志向電表，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，兩種狀況相比，電流表示數(shù)變更范圍________，電壓表示數(shù)變更范圍________。(均選填“相同”或“不同”)

【解析】(1)由圖乙U-I圖線可知電流表量程應為0～100mA，故選A2。路端電壓大于5.5V，而電源電動勢E≈6V，故R外?r，則滑動變阻器選R2。(2)由題圖乙得：r==25Ω。(3