物理大一輪復(fù)習(xí)課時規(guī)范訓(xùn)練第章實驗測定電源的電動勢和內(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1．下列給出多種用伏安法測定電源電動勢和內(nèi)阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是（）A．測出兩組I、U的數(shù)據(jù),代入方程組E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E和rB．多測幾組I、U的數(shù)據(jù),求出幾組E、r,最后分別求出其平均值C．測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出U.I圖象，再根據(jù)圖象求出E、rD．測出多組I、U的數(shù)據(jù),分別求出I和U的平均值，用電壓表測出斷路時的路端電壓即為電動勢E,再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r解析：選C.A中只測兩組數(shù)據(jù)求出E、r,偶然誤差較大；B中計算E、r平均值雖然能減小誤差，但太繁瑣；D中分別求I、U的平均值是錯誤的做法．2．在測一節(jié)干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為2Ω）的電動勢和內(nèi)阻的實驗中,電壓表和變阻器各有兩個供選擇：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”)，這是因為________________________________________________________________________________________________。變阻器應(yīng)該選________(填“C”或“D”),這是因為________________________________________________________________________________________________。解析：待測干電池電動勢約為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小，調(diào)節(jié)不方便．答案:BA電壓表量程過大，讀數(shù)誤差較大CD變阻器電阻太大而額定電流過小，調(diào)節(jié)不方便3．要精確測量一個直流電源的電動勢和內(nèi)阻，給定下列實驗器材：（）A．待測電源（電動勢約為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．滑動變阻器R（阻值范圍0~20Ω）H．開關(guān)及導(dǎo)線（1)該實驗中電壓表應(yīng)選________(填選項前面的序號），定值電阻應(yīng)選________（填選項前面的序號)．(2)在方框中畫出實驗電路圖．（3）若將滑動變阻器滑到某一位置，讀出此時電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，從理論上分析，電源電動勢E和內(nèi)阻r間的關(guān)系式應(yīng)為E＝________.解析：(1）待測電源的電動勢約為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，對甲圖，有E＝eq\f（3，2）U＋（1Ω＋r）I，對乙圖,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，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻．電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護作用．除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實驗器材還有: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．滑動變阻器(阻值范圍0～10Ω、額定電流2A)；F．滑動變阻器（阻值范圍0～100Ω、額定電流1A)．那么:（1）要正確完成實驗，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的滑動變阻器．(2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是____________________.解析：（1）由于一節(jié)干電池的電動勢為1。5V，故選量程為3V的電壓表;估算電流時,考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾歐左右,加上保護電阻，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，所以保護電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大；滑動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會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象．（2）系統(tǒng)誤差一般是由測量工具和測量方法造成的，一般具有傾向性,總是偏大或者偏小．本實驗中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成E測＜E真，r測＜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)總是比電池實際輸出電流小5．用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻．實驗器材：待測電源（電動勢約3V，內(nèi)阻約2Ω)，保護電阻R1（阻值10Ω）和R2(阻值5Ω）,滑動變阻器R，電流表A，電壓表V，開關(guān)S，導(dǎo)線若干．實驗主要步驟：(i)將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān);(ii)逐漸減小滑動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都用國際單位)；（iv）求出U。I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a?；卮鹣铝袉栴}:(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）滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大．兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是________．A．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱B．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱C．一條導(dǎo)線接在滑動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表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達式，E＝________，r＝________，代入數(shù)值可得E和r的測量值．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)滑動變阻器接入電路阻值最小時通過電流表電流最大,此時通過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,電壓表示數(shù)變大，意味著滑動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時阻值增大，符合題意．（3）由E＝U＋I(r＋R2),得U＝－I（r＋R2)＋E，對比U。I圖線可知，圖象斜率的絕對值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)要測定一電源的電動勢E和內(nèi)電阻r,實驗器材有：一只DIS電流傳感器(可視為理想電流表，測得的電流用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)計了如圖甲所示的電路進行實驗和采集數(shù)據(jù)．(1）該同學(xué)設(shè)計實驗的原理表達式是E＝________（用r、I、R表示）．（2)該同學(xué)在閉合開關(guān)之前，應(yīng)先將電阻箱調(diào)到________(填“最大值”、“最小值”或“任意值"），實驗過程中，將電阻箱調(diào)至如圖乙所示位置，則此時電阻箱接入電路的阻值為________Ω.(3）該同學(xué)根據(jù)實驗采集到的數(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，該電源的電動勢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)計實驗的原理表達式是E＝I（R＋r)．(2)根據(jù)實驗的安全性原則,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)們測出一待測電源的電動勢及內(nèi)阻，所給的實驗器材有：待測電源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），單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干．某同學(xué)連接了一個如圖所示的電路，他接下來的操作是:a．撥動電阻箱旋鈕，使各旋鈕盤的刻度處于如圖甲所示的位置后，將S2接到A，閉合S1，記錄下對應(yīng)的電壓表示數(shù)為2.20V,然后斷開S1;b．保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換到B，閉合S1，記錄此時電壓表的讀數(shù)（電壓表的示數(shù)如圖乙所示),然后斷開S1.(1）請你解答下列問題：圖甲所示電阻箱的讀數(shù)為________Ω，圖乙所示的電壓表讀數(shù)為________V．由此可算出定值電阻R1的阻值為________Ω.（計算結(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和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(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勢E及內(nèi)阻r，其中E＝________V，電源內(nèi)阻r＝________Ω。（計算結(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