物理大一輪復(fù)習(xí)課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練第章實(shí)驗(yàn)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精高效演練跟蹤檢測(cè)1．下列給出多種用伏安法測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既能減小偶然誤差，又直觀、簡(jiǎn)便的方法是（）A．測(cè)出兩組I、U的數(shù)據(jù),代入方程組E＝U1＋I(xiàn)1r和E＝U2＋I(xiàn)2r，求出E和rB．多測(cè)幾組I、U的數(shù)據(jù),求出幾組E、r,最后分別求出其平均值C．測(cè)出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫(huà)出U.I圖象，再根據(jù)圖象求出E、rD．測(cè)出多組I、U的數(shù)據(jù),分別求出I和U的平均值，用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓即為電動(dòng)勢(shì)E,再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r解析：選C.A中只測(cè)兩組數(shù)據(jù)求出E、r,偶然誤差較大；B中計(jì)算E、r平均值雖然能減小誤差，但太繁瑣；D中分別求I、U的平均值是錯(cuò)誤的做法．2．在測(cè)一節(jié)干電池（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約為2Ω）的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,電壓表和變阻器各有兩個(gè)供選擇：A．電壓表量程為15VB．電壓表量程為3VC．變阻器為(0～20Ω，3A）D．變阻器為(0～500Ω,0。2A）電壓表應(yīng)該選________（填“A"或“B”)，這是因?yàn)開(kāi)_______________________________________________________________________________________________。變阻器應(yīng)該選________(填“C”或“D”),這是因?yàn)開(kāi)_______________________________________________________________________________________________。解析：待測(cè)干電池電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，而A電壓表量程為15V，若用A則很難精確讀數(shù)，誤差太大;D變阻器電阻太大而額定電流過(guò)小，調(diào)節(jié)不方便．答案:BA電壓表量程過(guò)大，讀數(shù)誤差較大CD變阻器電阻太大而額定電流過(guò)小，調(diào)節(jié)不方便3．要精確測(cè)量一個(gè)直流電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，給定下列實(shí)驗(yàn)器材：（）A．待測(cè)電源（電動(dòng)勢(shì)約為4。5V,內(nèi)阻約為2Ω)B．電流表A1(量程0。6A，內(nèi)阻為1Ω)C．電壓表V1(量程15V，內(nèi)阻為3kΩ）D．電壓表V2(量程3V，內(nèi)阻為2kΩ)E．定值電阻R1＝500ΩF．定值電阻R2＝1000ΩG．滑動(dòng)變阻器R（阻值范圍0~20Ω）H．開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線（1)該實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選________(填選項(xiàng)前面的序號(hào)），定值電阻應(yīng)選________（填選項(xiàng)前面的序號(hào))．(2)在方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．（3）若將滑動(dòng)變阻器滑到某一位置，讀出此時(shí)電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，從理論上分析，電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r間的關(guān)系式應(yīng)為E＝________.解析：(1）待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)約為4。5V，用量程為15V的電壓表V1誤差大，選用量程3V的電壓表V2,需串聯(lián)電阻擴(kuò)大量程，串聯(lián)的定值電阻R＝eq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f（E,U）－1))RV＝1kΩ；(2)如圖所示(3）由閉合電路的歐姆定律，對(duì)甲圖，有E＝eq\f（3，2）U＋（1Ω＋r）I，對(duì)乙圖,有E＝eq\f（3，2）U＋eq\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1（I＋\f(U,2000Ω）））r答案:（1）DF（2)見(jiàn)解析圖（3)E＝eq\f(3，2)U＋(1Ω＋r)I或E＝eq\f(3，2)U＋eq\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1(I＋\f（U,2000Ω))）I4．如圖所示電路，測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用．除電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有:A．電流表(量程0。6A、3A)；B．電壓表(量程3V、15V）;C．定值電阻（阻值1Ω、額定功率5W）；D．定值電阻(阻值10Ω、額定功率10W）；E．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～10Ω、額定電流2A)；F．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～100Ω、額定電流1A)．那么:（1）要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇________V，電流表的量程應(yīng)選擇________A；R0應(yīng)選擇________Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是________Ω的滑動(dòng)變阻器．(2)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是____________________.解析：（1）由于一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1。5V，故選量程為3V的電壓表;估算電流時(shí),考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾歐左右,加上保護(hù)電阻，最大電流在0。5A左右，所以選量程為0。6A的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護(hù)電阻不宜太大，否則會(huì)使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大；滑動(dòng)變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω會(huì)出現(xiàn)開(kāi)始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象．（2）系統(tǒng)誤差一般是由測(cè)量工具和測(cè)量方法造成的，一般具有傾向性,總是偏大或者偏?。緦?shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測(cè)量值小，造成E測(cè)＜E真，r測(cè)＜r真．答案：（1)30。610~10（2)由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電池實(shí)際輸出電流小5．用如圖所示電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．實(shí)驗(yàn)器材：待測(cè)電源（電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻約2Ω)，保護(hù)電阻R1（阻值10Ω）和R2(阻值5Ω）,滑動(dòng)變阻器R，電流表A，電壓表V，開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)主要步驟：(i)將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān);(ii)逐漸減小滑動(dòng)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；（iii）以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作U.I圖線（U、I都用國(guó)際單位)；（iv）求出U。I圖線斜率的絕對(duì)值k和在橫軸上的截距a?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)電壓表最好選用________；電流表最好選用________．A．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約15kΩ)B．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）C．電流表(0～200mA,內(nèi)阻約2Ω)D．電流表(0～30mA，內(nèi)阻約2Ω）(2）滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大．兩導(dǎo)線與滑動(dòng)變阻器接線柱連接情況是________．A．兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端的接線柱B．兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿兩端的接線柱C．一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)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(dòng)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(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)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(cè)量值．解析：(1）電壓表內(nèi)阻越大，分得的電流越小，誤差也就越小，所以選內(nèi)阻較大的A電壓表；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最小時(shí)通過(guò)電流表電流最大,此時(shí)通過(guò)電流表電流大小約為I＝eq\f（E,R1＋R2＋r)≈176mA，所以選量程為200mA的C電流表．（2）由電路分析可知，滑片從左向右滑動(dòng),電壓表示數(shù)變大，意味著滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值增大,一導(dǎo)線接金屬桿左端，一導(dǎo)線接電阻絲左端,則滑片從左向右滑動(dòng)時(shí)阻值增大，符合題意．（3）由E＝U＋I(xiàn)(r＋R2),得U＝－I（r＋R2)＋E，對(duì)比U。I圖線可知，圖象斜率的絕對(duì)值k＝r＋R2，所以電源內(nèi)阻r＝k－R2;令U＝0,得I＝eq\f（E,r＋R2）＝eq\f（E，k）,圖線在橫軸上的截距為a，所以a＝I＝eq\f(E，k），則E＝ka.答案:（1）AC(2）C(3）kak－R26．某同學(xué)要測(cè)定一電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻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(kāi)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、I、R表示）．（2)該同學(xué)在閉合開(kāi)關(guān)之前，應(yīng)先將電阻箱調(diào)到________(填“最大值”、“最小值”或“任意值"），實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將電阻箱調(diào)至如圖乙所示位置，則此時(shí)電阻箱接入電路的阻值為_(kāi)_______Ω.(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eq\f（1，I).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＝________Ω。（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(kāi)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2×10Ω＋1×1Ω＝21Ω.（3)由E＝I（R＋r）可得eq\f(1,I)＝eq\f(1，E)R＋eq\f(1,E）r.eq\f(1，I)。R圖象斜率等于eq\f（1,E),E＝6.3V，圖象在縱軸截距等于eq\f(1,E）r,r＝2.5Ω.答案：(1）I(R＋r）(2）最大值21(3）6。3（6。1～6。4）2.5（2.4~2。6)7．老師要求同學(xué)們測(cè)出一待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻，所給的實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)電源E，定值電阻R1（阻值未知)，電壓表V（量程為3.0V，內(nèi)阻很大)，電阻箱R（0～99。99Ω），單刀單擲開(kāi)關(guān)S1，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2，導(dǎo)線若干．某同學(xué)連接了一個(gè)如圖所示的電路，他接下來(lái)的操作是:a．撥動(dòng)電阻箱旋鈕，使各旋鈕盤(pán)的刻度處于如圖甲所示的位置后，將S2接到A，閉合S1，記錄下對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)為2.20V,然后斷開(kāi)S1;b．保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換到B，閉合S1，記錄此時(shí)電壓表的讀數(shù)（電壓表的示數(shù)如圖乙所示),然后斷開(kāi)S1.(1）請(qǐng)你解答下列問(wèn)題：圖甲所示電阻箱的讀數(shù)為_(kāi)_______Ω，圖乙所示的電壓表讀數(shù)為_(kāi)_______V．由此可算出定值電阻R1的阻值為_(kāi)_______Ω.（計(jì)算結(jié)果取3位有效數(shù)字)（2）在完成上述操作后，該同學(xué)繼續(xù)以下的操作:將S2切換到A，多次調(diào)節(jié)電阻箱，閉合S1,讀出多組電阻箱的示數(shù)R和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測(cè)得的數(shù)據(jù),繪出了如圖丙所示的eq\f(1，U）-eq\f（1,R)圖象．由此可求得該電池組的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r，其中E＝________V，電源內(nèi)阻r＝________Ω。（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)解析：(1）電阻箱的讀數(shù)等于各擋位的電阻之和，為20.00Ω;電壓表讀數(shù)應(yīng)估讀一位,為2。80V；根據(jù)部分電