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文檔簡介
2025高考物理專項(xiàng)復(fù)習(xí)測定電源的電動(dòng)勢
和內(nèi)阻含答案
測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻
.考情探究,
1.高考真題考點(diǎn)分布
題型考點(diǎn)考查考題統(tǒng)計(jì)
實(shí)驗(yàn)題測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻2024年北京卷、甘肅卷、遼寧卷
2.命題規(guī)律及備考策略
【命題規(guī)律】各地高考對測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻這個(gè)實(shí)驗(yàn)的考查近幾年頻度較高,考查多在原型實(shí)驗(yàn)的所用
原理的基礎(chǔ)之上,通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的方式予以考查。
【備考策略】
L理解和掌握測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)原理,并會做出必要的誤差分析。
2.能夠在原型實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過對實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)或者創(chuàng)新,做出同類探究。
【命題預(yù)測】重點(diǎn)關(guān)注利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。
脆.考點(diǎn)梳理卜
(一)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。
2.加深對閉合電路歐姆定律的理解。
(二)實(shí)驗(yàn)思路
如圖甲或圖乙所示,改變R的阻值,從電壓表和電流表中讀出幾組U、/值,利用閉合電路的歐姆定律求E、r
值。
(三)實(shí)驗(yàn)器材
電池、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙、鉛筆和刻度尺。
(四)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
1.按實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路。
2.把變阻器的滑片移動(dòng)到使接入電路阻值最大的一端。
3.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器,記錄幾組/、U值,填入表格中。
4.斷開開關(guān),拆除電路,整理好器材。
(五)數(shù)據(jù)處理
方法一:列方程組求解電動(dòng)勢和內(nèi)阻的大小
⑴產(chǎn)=—生⑵產(chǎn)"一"⑶產(chǎn)"Tr
[U5=E-I5r'[U6=E-I6r
根據(jù)以上三組方程分別求出E、T,再取其平均值作為電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻發(fā)。
方法二:用作圖法處理數(shù)據(jù),如圖所示。
(1)圖線與縱軸交點(diǎn)為E;
(2)圖線的斜率的絕對值表示發(fā)=端。
(六)誤差分析
1由于讀數(shù)不準(zhǔn)和電表線性不良引起誤差。
2.用圖像法求E和r時(shí),由于作圖不準(zhǔn)確造成誤差。
3實(shí)驗(yàn)時(shí)通電時(shí)間過長或電流過大,都會引起E、r變化。
4.若采用圖甲電路,由于電壓表的分流作用造成誤差,電壓值越大,電壓表的分流越多,對應(yīng)的/真與/測的差值
越大。其。一/圖像如圖丙所示。結(jié)論:E測真,「測Vr真。
5.若采用圖乙電路,由于電流表的分壓作用造成誤差,電流值越大,電流表的分壓越多,對應(yīng)的4與5a的差
值越大。其U—/圖像如圖丁所示。結(jié)論:E測=石真,「測真。
(七)注意事項(xiàng)
1.為了使電池的路端電壓變化明顯,應(yīng)選內(nèi)阻大些的電池(選用已使用過一段時(shí)間的干電池)。
2.在實(shí)驗(yàn)中不要將/調(diào)得過大,每次讀完。和/的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即斷開電源,以免干電池的E和r明顯變化。
3要測出多組(LU)數(shù)據(jù),且變化范圍要大些。
4.畫U-/圖線時(shí),縱軸的刻度可以不從零開始,而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始(橫坐標(biāo)/必須從零開
始)。但這時(shí)圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值不再是短路電流,而圖線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值仍為電源電動(dòng)勢,圖
線斜率的絕對值仍為內(nèi)阻。
考點(diǎn)精講|
考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)
典例引領(lǐng)
1.某同學(xué)用伏安法測一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,現(xiàn)備有下列器材:
A.被測干電池一節(jié)B.電流表4:量程0-0.64,內(nèi)阻約為0.2Q
C.電流表4:量程0?0.6A,內(nèi)阻為0.1QD.電壓表弘:量程0~3『,內(nèi)阻未知
E.電壓表%:量程0-L5U,內(nèi)阻未知F.滑動(dòng)變阻器3:0-10。,2A
G.滑動(dòng)變阻器顯:0-100Q,1AH.開關(guān)、導(dǎo)線若干
伏安法測電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響,測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差。在
現(xiàn)有器材的條件下,為消除上述系統(tǒng)誤差,盡可能準(zhǔn)確地測量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。
(1)在上述器材中請選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模弘娏鞅?電壓表,滑動(dòng)變阻器選o(填寫
器材前的序號字母)
(2)實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇下圖中的(填“甲”或“乙”)
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的U—/圖像。由此可知,干電池的電動(dòng)勢
E=V,內(nèi)電阻r=Q。(結(jié)果保留一位小數(shù))
即町檢測
2.用如圖所示電路測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)器材:待測電源(電動(dòng)勢約3V,內(nèi)阻約2Q),保護(hù)電阻
%(阻值10。)和凡(阻值5Q),滑動(dòng)變阻器A,電流表4電壓表V,開關(guān)S,導(dǎo)線若干。
實(shí)驗(yàn)主要步驟:
⑴將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān);
(口逐漸減小滑動(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)/;
(斑)以U為縱坐標(biāo),/為橫坐標(biāo),作U—/圖線(U、/用國際單位);
(歷)求出U—/圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a。
回答下列問題:
待測電源
(1)電壓表最好選用:電流表最好選用O
A.電壓表(0?3口內(nèi)阻約15k。)B.電壓表(0?3V,內(nèi)阻約3地)
C.電流表(0?200mA,內(nèi)阻約2。)D.電流表(0?30mA,內(nèi)阻約2Q)
⑵選用除a、4、R2表示待測電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E=r=,代入數(shù)值
可得E和r的測量值。
考向2螂處理與誤差分析
典例同領(lǐng)
3.實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用電流表和電壓表測定由一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。
現(xiàn)有開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及如下器材:
A.電流表4:量程0~0.6人,內(nèi)阻約為0.125。B.電壓表V:量程0?3V,內(nèi)阻約為3%。
C.滑動(dòng)變阻器0?50。D.滑動(dòng)變阻器0-500。
(1)為了操作方便,盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用(填器材前的字母)。
(2)根據(jù)所畫圖線可得出干電池的電動(dòng)勢后=V,內(nèi)電阻「=。(結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)
后兩位)。
(3)用該電路測得的電源電動(dòng)勢真實(shí)值,內(nèi)阻真實(shí)值。(填大于、等于或小于)
即時(shí)檢測
4.在“電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量”實(shí)驗(yàn)中
(1)設(shè)計(jì)如圖1所示的電路,現(xiàn)有圖2所示的實(shí)驗(yàn)器材和若干導(dǎo)線。圖中已將實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了部分連
接,還應(yīng)當(dāng)用一根導(dǎo)線將電壓表接線柱h與(填寫接線柱對應(yīng)的字母,下同)接線柱連接,再用
另一根導(dǎo)線將電壓表接線柱g與接線柱連接。
(2)電路接線完畢,在保證電路安全的情況下閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)一直接近
3V而電流表讀數(shù)始終為零。已知導(dǎo)線與接線柱均無故障,且故障只有一處?,F(xiàn)只改變電壓表接線,
再閉合開關(guān)、調(diào)節(jié)變阻器。下列推斷不正確的是。
A.電壓表接在a、y之間,電壓表、電流表讀數(shù)總為零,表明滑動(dòng)變阻器短路
B.電壓表接在a、b之間,電壓表讀數(shù)總接近3V、電流表讀數(shù)總為零,表明電流表斷路
C.電壓表接在c、d之間,電壓表、電流表讀數(shù)總為零,表明開關(guān)是完好的
(3)實(shí)驗(yàn)由圖1正確操作后,根據(jù)下圖數(shù)據(jù),測得電池的電動(dòng)勢E=『,內(nèi)阻r=。;
1.5
1.3
1.1
0.9
0.7…
00.080.160.240.32
(4)如果連接線接頭嚴(yán)重氧化或與接線柱連接不緊就會產(chǎn)生“接觸電阻”,若本實(shí)驗(yàn)中連接滑動(dòng)變阻器
和電流表導(dǎo)線接頭處有“接觸電阻”,則由此產(chǎn)生的影響是:電動(dòng)勢E測量值(選填“偏大”、“偏
小"或‘'不變”)。
考點(diǎn)精講|
考點(diǎn)二創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案
蜜包1W坎t避曼戴
典例引領(lǐng)
5.在“用。/S(數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的簡稱)測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中
(1)將待測蓄電池滑動(dòng)變阻器、電流傳感器、電壓傳感器、定值電阻(阻值未知)、電鍵及若干導(dǎo)線連接
成電路如圖a所示。圖中有一處連線錯(cuò)誤,錯(cuò)誤的連線是(選填:“人?!薄ⅰ?。戌'或“67”),應(yīng)將
該段導(dǎo)線的端改接到端(選填:“4'、"3”、“?!?、“?!?、“后”、"尸'、"?!?、"牙’或"廠)。
(2)實(shí)驗(yàn)得到的。一/關(guān)系如圖b中的直線/所示,則蓄電池的電動(dòng)勢為V,內(nèi)電阻阻值為
。。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)為了測量定值電阻的阻值,應(yīng)將圖a中AC導(dǎo)線的。端連接到。點(diǎn),所得到的U—/關(guān)系如圖(b)
中的直線〃所示,則定值電阻的阻值為Q。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
即B騏立
6.某同學(xué)利用DTS系統(tǒng)、定值電阻為、電阻箱R等實(shí)驗(yàn)器材研究兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)裝置
如圖甲所示。首先測量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)時(shí)多次改變R的阻值,用電流傳感器測得對應(yīng)的電
流值I,在計(jì)算機(jī)上顯示出如圖乙所示的十-R的關(guān)系圖線。
Q/W
(1)某次實(shí)驗(yàn)電阻箱調(diào)節(jié)后如圖丙所示,則此時(shí)電阻箱的讀數(shù)為。。
⑵若定值電阻為=1.0。,令夕=:,7=凡由圖乙中實(shí)驗(yàn)圖線的擬合方程可得,電池的電動(dòng)勢E=
V,內(nèi)阻r=。。
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的電池的H、/數(shù)據(jù),若令y=P[R+R0),x=R+昂),則由計(jì)算機(jī)擬合得出的y-x
圖線如圖丁所示,則圖線最高點(diǎn)A的坐標(biāo)值應(yīng)為工=Q,y=W(結(jié)果均保留2位有效
數(shù)字)。
孑向2M國爵的創(chuàng)薪
典例引領(lǐng)
7.某中學(xué)生課外科技活動(dòng)小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的橙子制作了橙汁電池,他們利用下列器材測
量這種電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r,測量電路的電路圖如圖甲所示。
所用器材有:
一個(gè)電源E(電動(dòng)勢約IV、內(nèi)阻約球。,由盛有橙汁的玻璃器皿、銅片和鋅片組成);
一只微安表G(內(nèi)阻為Ra=100Q,量程為0~300"人);
一個(gè)電阻箱R(阻值為0?9999。);
一個(gè)開關(guān)S,導(dǎo)線若于。
(1)連接電路后,通過多次測量得到電阻箱R和電流表I的各組數(shù)據(jù),利用數(shù)據(jù)作出本-R圖線如圖
乙實(shí)線所示;
(2)根據(jù)李-A圖線可得E=V,r=也(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字);
7
(3)若將電路圖中的微安表G當(dāng)成理想電表,得到的電源內(nèi)阻為〃,由此產(chǎn)生的誤差為U二二x
r
100%=%(結(jié)果保留2位有效數(shù)字);
(4)將該橙汁電池靜置一段時(shí)間后,再次測量獲得數(shù)據(jù)畫出"-R圖線如圖乙中虛線所示,可知該電
池的內(nèi)阻(填"增大""減小"或"不變")o
即町性測
8.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們想利用電壓表和電阻箱測量一電池組的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,他們找到的實(shí)驗(yàn)器材如
下:
A.待測電池組;B.電壓表(量程0?3憶內(nèi)阻約3RQ);
C.電阻箱出阻值范圍0~999.9Q);D.開關(guān)、導(dǎo)線若干。
圖甲圖乙
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①將電池組與其余實(shí)驗(yàn)器材按圖甲所示電路連接;
②調(diào)節(jié)電阻箱阻值,閉合開關(guān),待示數(shù)穩(wěn)定后,記錄電阻箱的阻值R和電壓表的數(shù)值U后立即斷開開
關(guān);
③改變電阻箱的阻值,重復(fù)實(shí)驗(yàn),計(jì)算出相應(yīng)的.[和《,,繪制出]關(guān)系圖線如圖中的直線
ILUUK
所示。請回答下列問題:
⑴步驟②中立即斷開開關(guān)最可能的原因是(填序號);
A.防止燒壞電阻箱B.防止燒壞電壓表
C.防止長時(shí)間通電,電池內(nèi)阻和電動(dòng)勢發(fā)生明顯變化
⑵根據(jù)閉合電路歐姆定律,可以得到上與[的關(guān)系表達(dá)式為白=(用E、r和R表示);
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的圖線由圖像得出電池組的電動(dòng)勢E=V、內(nèi)電阻r=Q。(結(jié)
果保留兩位有效數(shù)字)
(4)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是(選填”電壓表分壓”“電壓表分流”或“電阻箱分壓”),內(nèi)阻
「測量值比真實(shí)值(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。
好題沖關(guān)
,基礎(chǔ)(_過__關(guān)___________
9.某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻度,選用的器材如下:
甲
A.毫安表mA(量程為10mA,內(nèi)阻為59。)B.電壓表『(量程為3Vz,內(nèi)阻很大)
C.電阻箱用(0-999.9Q)D.滑動(dòng)變阻器凡(0?50Q)
E.干電池一節(jié)、開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干
(1)根據(jù)圖甲,在圖乙上用筆畫線代替導(dǎo)線完成實(shí)物圖連線。
(2)正確連接后,某次測量中電壓表指針位置如圖丙所示,其示數(shù)為
丙
(3)由于毫安表mA的量程太小,因此實(shí)驗(yàn)前需要將其改裝成量程為0.6A的電流表,圖甲中電阻箱R
應(yīng)調(diào)整為。。
(4)改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,記錄兩電表的示數(shù),電壓表的示數(shù)為。,改裝后電流表的示數(shù)為Io
根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的U-1圖像如圖丁所示,則干電池的電動(dòng)勢為V(保留三位有效數(shù)字)、內(nèi)
阻為Q(保留兩位有效數(shù)字)。
10.提供有下列器材,用于測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻:
①待測電源(電動(dòng)勢小于3『)
②電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3地)
③電阻箱R(O?999.9Q)
④定值電阻凡=4Q
⑤開關(guān)
⑥導(dǎo)線若干
甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖a和圖b所示的電路。
(1)某次實(shí)驗(yàn)中電阻箱的情況如圖所示,則其接入電路的電阻為Q;
⑵若圖a和圖b電阻箱接入電路的電阻均為(1)中所讀的阻值,電壓表的示數(shù)分別為6和2,則它們
的大小關(guān)系aa(選填或“v”);
(3)兩同學(xué)分別根據(jù)電阻箱和電壓表的讀數(shù)R和。,通過建立合適的坐標(biāo)系,通過圖像處理數(shù)據(jù)得出
了電動(dòng)勢和內(nèi)阻的值。某同學(xué)根據(jù)圖a實(shí)驗(yàn)測得的電壓表的示數(shù)U和電阻箱的讀數(shù)R,作出了如圖
所示圖線,則所測得的電動(dòng)勢4=,內(nèi)阻n=0(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。由于電
壓表的內(nèi)阻不是無窮大,該同學(xué)所測得的電動(dòng)勢(選填“>"、"=”或“<”)真實(shí)值。
11.為測量干電池的電動(dòng)勢E(約為1.5。V)和內(nèi)阻"約為1。Q),某同學(xué)將兩節(jié)相同的干電池串聯(lián)后設(shè)
計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)電路圖。已知電流表的內(nèi)阻約為1。Q,電壓表的內(nèi)阻約為3。%。,滑動(dòng)
變阻器最大電阻為20。。。
(1)按照圖甲所示的電路圖,將圖丙中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整
⑵閉合開關(guān)S前,圖丙中的滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移至最o(填“左”或“右”)端。
(3)閉合開關(guān)S后,移動(dòng)滑片P改變滑動(dòng)變阻器接入的阻值,記錄下多組電壓表示數(shù)U和對應(yīng)的電流
表示數(shù)/,將實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)并作出圖像。
(4)在圖丙中通過改變導(dǎo)線的接線位置,完成了如圖乙所示電路圖的實(shí)物連接,重復(fù)步驟(2)(3)o將
實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)在同一坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)并作出對應(yīng)的U-I圖像,如圖丁所示,圖丁中5、5、人、人均已
知。
(5)利用圖丁中提供的信息可知,每節(jié)干電池的電動(dòng)勢E的準(zhǔn)確值為,每節(jié)干電池的內(nèi)阻度的
準(zhǔn)確值為O
12.為了測定某電池的電動(dòng)勢(約為10V)和內(nèi)阻(小于5Q),一個(gè)量程為5V的電壓表與電阻箱串聯(lián),將其
量程擴(kuò)大為15V,然后用伏安法測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大電
阻,該實(shí)驗(yàn)的操作過程如下:
(1)擴(kuò)大電壓表的量程,實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。
①把滑動(dòng)變阻器的滑片移至(填%”或*”)端,把電阻箱的阻值調(diào)到零,閉合開關(guān)。
②移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為4.8V,保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,把電阻箱的阻
值調(diào)到適當(dāng)值,使電壓表的示數(shù)為V,若此時(shí)電阻箱的示數(shù)為風(fēng),則改裝后電壓表的內(nèi)阻為
(結(jié)果用RQ表示)。
(2)用該擴(kuò)大了量程的電壓表(電壓表的表盤沒變)測電池電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r,實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示,記
錄多組電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)/,并作出U—/圖線如圖丙所示,可知電池的電動(dòng)勢為
V,內(nèi)阻為
能力提升|
13.比亞迪“秦”電池采用的是比亞迪刀片電池技術(shù)?,F(xiàn)將其中一塊電芯拆解出來,測量其?電動(dòng)勢?E和內(nèi)?
阻r。實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)電路圖,所用器材如圖丙所示。已知電流表的內(nèi)阻約為
1Q,電壓表的內(nèi)阻約為弘Q,滑動(dòng)變阻器最大電阻20Q、額定電流L4,定值電阻凡=20
⑴按照圖甲所示的電路圖,將圖丙中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整;
(2)閉合開關(guān)S前,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至最左端;
(3)閉合開關(guān)S后,移動(dòng)滑片P改變滑動(dòng)變阻器的接入阻值,記錄下幾組電壓表示數(shù)。和對應(yīng)的電流
表示數(shù)1,將實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)作出U-1圖像;
(4)在圖丙中改變導(dǎo)線接線位置,完成圖乙電路圖的實(shí)物連接,重復(fù)步驟(2)、(3),將實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)
在同一坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)作出U—/圖像,如圖丁所示為兩條傾斜直線,圖丁中標(biāo)記為I的圖線應(yīng)是采用
實(shí)驗(yàn)電路(填“甲”或"乙”)測量得到的;
T
(5)利用圖丁圖像提供的信息可知,該電源電動(dòng)勢E的準(zhǔn)確值為,該電源內(nèi)阻T的準(zhǔn)確值為
(G、氏小小品均已知)
14.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材,進(jìn)行測量電池組電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)??捎闷鞑娜缦拢?/p>
A.電池組(電動(dòng)勢約為3口內(nèi)阻約為IQ)B.表頭A(量程0?200/M,內(nèi)阻&=198。)
C.電阻箱用(阻值調(diào)節(jié)范圍0~99.9。)D.電阻箱七(阻值調(diào)節(jié)范圍0~999.9。)
E.開關(guān)1個(gè)、導(dǎo)線若干
(1)該小組同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路分別如圖(a)中的甲、乙所示,結(jié)合器材規(guī)格可知,電路圖(填
“甲”或“乙”)較合適,且在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)將電阻箱(填或“4”)的阻值調(diào)為。,使
改裝后電表的量程為表頭初始量程的100倍來完成實(shí)驗(yàn)。
(2)結(jié)合所選電路圖,在圖⑹中用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖連接完整。
(3)連接電路后,通過改變另一電阻箱接入回路的阻值R,記錄多組電表示數(shù)1和H的值,作出的關(guān)系
圖像如圖(c)所示,則電池組的電動(dòng)勢E=V,內(nèi)阻r=。。(結(jié)果均保留2位小數(shù))
(4)不考慮實(shí)驗(yàn)操作和讀數(shù)帶來的誤差,電池組電動(dòng)勢的測量值真實(shí)值,內(nèi)阻的測量值
真實(shí)值。(均填“大于”“小于”或“等于”)
15.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器扇、R2接入電路的阻值,使通過電流計(jì)G(零刻度在中央位置)的電流
為零;
②記錄電流表4、4的示數(shù),記為小心記錄電壓表弘、%的示數(shù),記為5、5;
③重復(fù)①、②步驟獲得多組數(shù)據(jù);
④把每次測量的電壓表的示數(shù)之和作為路端電壓U,電流表的示數(shù)之和作為通過電源的電流/,作出
u隨/變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。
丙
(1)根據(jù)圖甲所示電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線在圖丙中將實(shí)物圖補(bǔ)充完整。
(2)若某次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器用接入電路的阻值后,發(fā)現(xiàn)電流計(jì)G中有自下而上的電流,為使電流計(jì)G
中的電流為零,在保持滑動(dòng)變阻器用接入電路的阻值不變的情況下,應(yīng)(填“增大”或“減小”)
滑動(dòng)變阻器用接入電路的阻值。
(3)由圖乙可知,電源的電動(dòng)勢為,內(nèi)阻為o(用表示)
(4)下列關(guān)于電表內(nèi)阻對該實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果影響的說法正確的是()(填正確答案標(biāo)號)
A.由于電表內(nèi)阻的影響,使電源內(nèi)阻的測量值大于真實(shí)值
B.由于電表內(nèi)阻的影響,使電源電動(dòng)勢的測量值小于真實(shí)值
C.電表的內(nèi)阻對電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量結(jié)果均無影響
16.將銅片和鋅片插入蘋果中制成一個(gè)“水果電池”,利用下列所給器材測量該“水果電池”的電動(dòng)勢E和
內(nèi)阻r。
電流表4(量程0.6A,內(nèi)阻約0.5。)
電流表4(量程20mA,內(nèi)阻約10。)
電壓表H(量程3U,內(nèi)阻約MQ)
電壓表區(qū)(量程15V,內(nèi)阻約4kQ)
滑動(dòng)變阻器居(0~10。)
滑動(dòng)變阻器用(0~1000。)
待測''水果電池”(電動(dòng)勢E約為4U,內(nèi)阻r約為200。)
開關(guān)S,導(dǎo)線若干
(1)為盡量減小實(shí)驗(yàn)的誤差,實(shí)驗(yàn)中電流表選擇;電壓表選擇;滑動(dòng)變阻器選。
(填寫字母代號。)
(2)甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路中最合理的電路為(選填“甲”或“乙”)。
(3)甲同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出U—/圖線,如圖所示。由圖線可得“水果電池”的電動(dòng)勢E=
『,內(nèi)阻r=。。(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
(4)乙同學(xué)利用圖像對所選最佳實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行誤差分析。在如圖中實(shí)線是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖得
到的U—/圖像;虛線是沒有電表內(nèi)阻影響的理想情況下該電源的路端電壓U隨電流/變化的U—1
圖像。則與該實(shí)驗(yàn)對應(yīng)的分析圖像是()
O
A.IB.O
uu
真題感知
17.(2024年甘肅卷高考真題)精確測量干電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻需要考慮電表內(nèi)阻的影響??捎闷鞑挠校弘?/p>
壓表(量程1.5口內(nèi)阻約為1.5k。)、電流表(量程0.64)、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、干電池和導(dǎo)線若干。某小
組開展了以下實(shí)驗(yàn)。
(1)考慮電流表內(nèi)阻影響
①用圖1所示電路測量電流表的內(nèi)阻。從圖2電壓表和電流表讀數(shù)可得電流表內(nèi)阻E,=Q
(保留2位有效數(shù)字)。
②用圖3所示電路測量干電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻。電壓表讀數(shù)、電流表讀數(shù)、干電池內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻分
別用U、/、r■和用表示。則干電池電動(dòng)勢E=U+(用/、「和&表示)。
③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測得多組電表讀數(shù),作出圖4所示的U-/圖像。則待測干電池電動(dòng)勢E=
V(保留3位有效數(shù)字)、內(nèi)阻r=Q(保留1位小數(shù))o
(2)考慮電壓表內(nèi)阻影響
該小組也嘗試用圖5所示電路測量電壓表內(nèi)阻,但發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)無法完成。原因是(單選,填正確
答案標(biāo)號)。
電池圖5
A.電路設(shè)計(jì)會損壞儀器B.滑動(dòng)變阻器接法錯(cuò)誤
C.電壓太大無法讀數(shù)D.電流太小無法讀數(shù)
18.(2024年遼寧卷高考真題)某探究小組要測量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻??衫玫钠鞑挠校弘妷罕?、電阻
絲、定值電阻(阻值為國)、金屬夾、刻度尺、開關(guān)S、導(dǎo)線若下。他們設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路原理
圖。
(1)實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①將電阻絲拉直固定,按照圖(a)連接電路,金屬夾置于電阻絲的。(填“4’或)端;
②閉合開關(guān)S,快速滑動(dòng)金屬夾至適當(dāng)位置并記錄電壓表示數(shù)U,斷開開關(guān)S,記錄金屬夾與8端的距
離L;
③多次重復(fù)步驟②,根據(jù)記錄的若干組U、L的值,作出圖(c)中圖線I;
④按照圖(b)將定值電阻接入電路,多次重復(fù)步驟②,再根據(jù)記錄的若干組U、L的值,作出圖(c)中圖
圖(c)
(2)由圖線得出縱軸截距為b,則待測電池的電動(dòng)勢E=o
(3)由圖線求得I、11的斜率分別為島、的,若與=",則待測電池的內(nèi)阻度=(用"和七表
自------
示)。???
測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻
腌.考情探究?
1.高考真題考點(diǎn)分布
題型考點(diǎn)考查考題統(tǒng)計(jì)
實(shí)驗(yàn)題測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻2024年北京卷、甘肅卷、遼寧卷
2.命題規(guī)律及備考策略
【命題規(guī)律】各地高考對測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻這個(gè)實(shí)驗(yàn)的考查近幾年頻度較高,考查多在原型實(shí)驗(yàn)的所用
原理的基礎(chǔ)之上,通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的方式予以考查。
【備考策略】
1.理解和掌握測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)原理,并會做出必要的誤差分析。
2.能夠在原型實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過對實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)或者創(chuàng)新,做出同類探究。
【命題SOW重點(diǎn)關(guān)注利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。
瞧.考點(diǎn)梳理卜
(一)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。
2.加深對閉合電路歐姆定律的理解。
(二)實(shí)驗(yàn)思路
如圖甲或圖乙所示,改變R的阻值,從電壓表和電流表中讀出幾組U、/值,利用閉合電路的歐姆定律求E、r
值。
(三)實(shí)驗(yàn)器材
電池、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙、鉛筆和刻度尺。
(四)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
1.按實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路。
2.把變阻器的滑片移動(dòng)到使接入電路阻值最大的一端。
3.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器,記錄幾組/、U值,填入表格中。
4.斷開開關(guān),拆除電路,整理好器材。
(五)數(shù)據(jù)處理
方法一:列方程組求解電動(dòng)勢和內(nèi)阻的大小
⑴產(chǎn)=—生⑵產(chǎn)"一"⑶產(chǎn)"Tr
[U5=E-I5r'[U6=E-I6r
根據(jù)以上三組方程分別求出E、T,再取其平均值作為電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻發(fā)。
方法二:用作圖法處理數(shù)據(jù),如圖所示。
(1)圖線與縱軸交點(diǎn)為E;
(2)圖線的斜率的絕對值表示發(fā)=端。
(六)誤差分析
1由于讀數(shù)不準(zhǔn)和電表線性不良引起誤差。
2.用圖像法求E和r時(shí),由于作圖不準(zhǔn)確造成誤差。
3實(shí)驗(yàn)時(shí)通電時(shí)間過長或電流過大,都會引起E、r變化。
4.若采用圖甲電路,由于電壓表的分流作用造成誤差,電壓值越大,電壓表的分流越多,對應(yīng)的/真與/測的差值
越大。其。一/圖像如圖丙所示。結(jié)論:E測真,「測Vr真。
5.若采用圖乙電路,由于電流表的分壓作用造成誤差,電流值越大,電流表的分壓越多,對應(yīng)的4與5a的差
值越大。其U—/圖像如圖丁所示。結(jié)論:E測=石真,「測真。
(七)注意事項(xiàng)
1.為了使電池的路端電壓變化明顯,應(yīng)選內(nèi)阻大些的電池(選用已使用過一段時(shí)間的干電池)。
2.在實(shí)驗(yàn)中不要將/調(diào)得過大,每次讀完。和/的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即斷開電源,以免干電池的E和r明顯變化。
3要測出多組(LU)數(shù)據(jù),且變化范圍要大些。
4.畫U-/圖線時(shí),縱軸的刻度可以不從零開始,而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始(橫坐標(biāo)/必須從零開
始)。但這時(shí)圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值不再是短路電流,而圖線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值仍為電源電動(dòng)勢,圖
線斜率的絕對值仍為內(nèi)阻。
考點(diǎn)精講|
考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)
典例引領(lǐng)
1.某同學(xué)用伏安法測一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,現(xiàn)備有下列器材:
A.被測干電池一節(jié)B.電流表4:量程0-0.64,內(nèi)阻約為0.2Q
C.電流表4:量程0?0.6A,內(nèi)阻為0.1QD.電壓表弘:量程0~3『,內(nèi)阻未知
E.電壓表%:量程0-L5U,內(nèi)阻未知F.滑動(dòng)變阻器3:0-10。,2A
G.滑動(dòng)變阻器顯:0-100Q,1AH.開關(guān)、導(dǎo)線若干
伏安法測電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響,測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差。在
現(xiàn)有器材的條件下,為消除上述系統(tǒng)誤差,盡可能準(zhǔn)確地測量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。
(1)在上述器材中請選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模弘娏鞅?電壓表,滑動(dòng)變阻器選o(填寫
器材前的序號字母)
(2)實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇下圖中的(填“甲”或“乙”)
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的U—/圖像。由此可知,干電池的電動(dòng)勢
E=V,內(nèi)電阻r=Q。(結(jié)果保留一位小數(shù))
【答案】(1)CDF⑵乙⑶1.50.9
【詳解】用伏安法測一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,在現(xiàn)有器材的條件下,為消除上述系統(tǒng)誤差,盡可
能準(zhǔn)確地測量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,電流表4的內(nèi)阻為已知,因此實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇圖中的乙,因此電流
表應(yīng)選內(nèi)阻為已知的電流表,應(yīng)選電流表4:量程0~0.6人,內(nèi)阻為0.1Q;即選C。
[2]電壓表應(yīng)選電壓表n:量程0~3V,內(nèi)阻未知;即選。。
[3]為調(diào)節(jié)方便靈活,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選總電阻值較小滑動(dòng)變阻器Ri:0~10Q,24,即選
(2)電流表選內(nèi)阻為已知的42,因此實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇圖中的乙,電流表4的電阻可等效到電源內(nèi)阻中,
可減小實(shí)驗(yàn)誤差。
(3)[1]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=0+/(_%+7)整理可得"=石一/(尺4+r)可知U—/圖像的縱軸
截
距E=1.5V
[2]U-/圖像的斜率大小=&Q=1Q,R=0」Q可得「=0.9。
0.5
即町檢測
2.用如圖所示電路測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)器材:待測電源(電動(dòng)勢約3V,內(nèi)阻約2Q),保護(hù)電阻
品(阻值10Q)和凡(阻值5Q),滑動(dòng)變阻器R,電流表電壓表V,開關(guān)S,導(dǎo)線若干。
實(shí)驗(yàn)主要步驟:
⑴將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān);
(洲逐漸減小滑動(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)/;
(m)以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),作U—/圖線(U、/用國際單位);
(歷)求出U—/圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a。
回答下列問題:
待測電源
(1)電壓表最好選用:電流表最好選用O
A.電壓表(0~3口內(nèi)阻約15kQ)B.電壓表(0?3V,內(nèi)阻約就。)
C.電流表(0~200mA,內(nèi)阻約2Q)D.電流表(0~30mA,內(nèi)阻約2。)
⑵選用除a、4、R2表示待測電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E=,r=,代入數(shù)值
可得E和r的測量值。
【答案】(1)A。⑵kak-R2
【詳解】(1)[1]由于待測電源的電動(dòng)勢約3V,為了減小電壓表分流的影響,電壓表最好選用內(nèi)阻較大的人。
[2]由于保護(hù)電阻&(阻值10。)和五2(阻值5Q),則最大電流大約為4ax=°后七200mA所以電流表最
此+也
好選用Co
⑵[1][2]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得{7=£—/(凡+度)由于U—/圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截
距a;則有k—R2+r,0—E—a(反+r)解得E—ka,r—k—R2
鸚現(xiàn)婀
3.實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用電流表和電壓表測定由一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。
甲乙
現(xiàn)有開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及如下器材:
A.電流表4量程0?0.64內(nèi)阻約為0.125QB.電壓表V:量程0?3U,內(nèi)阻約為3%。
C.滑動(dòng)變阻器0?50QD.滑動(dòng)變阻器。?500Q
(1)為了操作方便,盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用(填器材前的字母)O
(2)根據(jù)所畫圖線可得出干電池的電動(dòng)勢七=V,內(nèi)電阻「=。(結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)
后兩位)。
(3)用該電路測得的電源電動(dòng)勢真實(shí)值,內(nèi)阻真實(shí)值。(填大于、等于或小于)
【答案】⑴。⑵1.501.04⑶小于小于
【詳解】⑴本題測量的是電源電動(dòng)勢,內(nèi)阻比較小,為了使電流表有明顯偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)方便,減小實(shí)驗(yàn)誤差,所
以選擇電阻值較小的滑動(dòng)變阻器。。
(2)[1][2]U-/圖像與縱軸交點(diǎn)代表干電池的電動(dòng)勢E=1.50V圖像的斜率的絕對值代表了電源的內(nèi)阻1
=岑=14小="
(3)[1][2]本接法中采用相對電源的電流表外接法,因?yàn)殡妷罕淼姆至髯饔?,使電流表測量結(jié)果偏小,可知
實(shí)際圖像(虛線所示)和測量圖像應(yīng)如圖所示;由圖可知,用該電路測得的電源電動(dòng)勢小于真實(shí)值,內(nèi)阻小
于真實(shí)值。
即時(shí)啊
4.在“電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量”實(shí)驗(yàn)中
圖2
(1)設(shè)計(jì)如圖1所示的電路,現(xiàn)有圖2所示的實(shí)驗(yàn)器材和若干導(dǎo)線。圖中已將實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了部分連
接,還應(yīng)當(dāng)用一根導(dǎo)線將電壓表接線柱h與(填寫接線柱對應(yīng)的字母,下同)接線柱連接,再用
另一根導(dǎo)線將電壓表接線柱9與接線柱連接。
(2)電路接線完畢,在保證電路安全的情況下閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)一直接近
3V而電流表讀數(shù)始終為零。已知導(dǎo)線與接線柱均無故障,且故障只有一處?,F(xiàn)只改變電壓表接線,
再閉合開關(guān)、調(diào)節(jié)變阻器。下列推斷不正確的是o
A.電壓表接在a、/之間,電壓表、電流表讀數(shù)總為零,表明滑動(dòng)變阻器短路
B.電壓表接在a、b之間,電壓表讀數(shù)總接近3V、電流表讀數(shù)總為零,表明電流表斷路
C.電壓表接在c、d之間,電壓表、電流表讀數(shù)總為零,表明開關(guān)是完好的
(3)實(shí)驗(yàn)由圖1正確操作后,根據(jù)下圖數(shù)據(jù),測得電池的電動(dòng)勢E=『,內(nèi)阻r=Q;
(4)如果連接線接頭嚴(yán)重氧化或與接線柱連接不緊就會產(chǎn)生“接觸電阻”,若本實(shí)驗(yàn)中連接滑動(dòng)變阻器
和電流表導(dǎo)線接頭處有“接觸電阻”,則由此產(chǎn)生的影響是:電動(dòng)勢E測量值(選填“偏大”、“偏
小"或“不變”)。
【答案】⑴b/c/加(2)43)1.442.47⑷不變
【詳解】[2]由圖結(jié)合電流的流向可知,由于兒、羽是分別同一根導(dǎo)線的兩端;故可知還應(yīng)當(dāng)用一根
導(dǎo)線將電壓表接線柱后與6或c連接,而再用另一根導(dǎo)線將電壓表接線柱g與/或p連接;
(2)原電路中電壓表示數(shù)為3V電流表示數(shù)為零說明電壓表測量電源電壓,即開關(guān)和電源完好,電流表示數(shù)
為零說明電流表或者電阻器斷路。
A.電壓表接在a、/之間,由圖可知,測量的是滑動(dòng)變阻器端電壓,若電壓表、電流表讀數(shù)總為零表明電路
沒有接通,有可能為電鍵處斷路,故A錯(cuò)誤;
B.電壓表接在a、b之間,測量的電流表端電壓,若電壓表讀數(shù)總接近3匕說明電壓表與電源連接良好、而
電流表讀數(shù)總為零,則由故障分析可知為電流表斷路,故B正確;
C.電壓表接在c、d之間,電壓表、電流表讀數(shù)總為零,開關(guān)兩端電壓為零,說明開關(guān)連接是完好的,故。正
確。選不正確的,故選
(3)[1][2]由閉合電路歐姆定律可得—由圖像的斜率及截距含義可得電源的電動(dòng)勢為E=
L44V電源的內(nèi)阻為丁=筆=E^”Q%2.47Q
(4)電壓表所測電壓值包含了接觸電阻的電壓,因此對電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量值都不影響,故電動(dòng)勢E測量
值不變。
考點(diǎn)精講|
考點(diǎn)二創(chuàng)新實(shí)疆方案
典例引領(lǐng)
5.在“用。/S(數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的簡稱)測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中
(1)將待測蓄電池滑動(dòng)變阻器、電流傳感器、電壓傳感器、定值電阻(阻值未知)、電鍵及若干導(dǎo)線連接
成電路如圖a所示。圖中有一處連線錯(cuò)誤,錯(cuò)誤的連線是(選填:"/C”、“0E”或“G/”),應(yīng)將
該段導(dǎo)線的端改接到端(選填:"A"、"B”、"C”、"D”、"E”、"F”、"C”、"H”或"I”)。
圖a
⑵實(shí)驗(yàn)得到的UT關(guān)系如圖b中的直線/所示,則蓄電池的電動(dòng)勢為憶內(nèi)電阻阻值為
(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)為了測量定值電阻的阻值,應(yīng)將圖a中AC導(dǎo)線的。端連接到。點(diǎn),所得到的U—1關(guān)系如圖(6)
中的直線〃所示,則定值電阻的阻值為。。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
【答案】(1)DEEF(2)3.82.0(3)3.0或2.9
【詳解】[2][3]閉合開關(guān)時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于最大阻值處,故應(yīng)將導(dǎo)線DE的E端改接在F
端
(2)[1][2]根據(jù)U—/圖像的意義可知,電源的電動(dòng)勢為縱截距,即E=3.8V其斜率為內(nèi)阻的大小,即「=
(3)此時(shí)可以把電源的內(nèi)阻和定值電阻作為總內(nèi)阻來處理,即有R+r=強(qiáng)二=3f二0「=5.0。解得R
AT0.56
=3.0。。
即町性測
6.某同學(xué)利用S系統(tǒng)、定值電阻為、電阻箱R等實(shí)驗(yàn)器材研究兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)裝置
如圖甲所示。首先測量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)時(shí)多次改變R的阻值,用電流傳感器測得對應(yīng)的電
流值I,在計(jì)算機(jī)上顯示出如圖乙所示的十一五的關(guān)系圖線。
甲乙丙
⑴某次實(shí)驗(yàn)電阻箱調(diào)節(jié)后如圖丙所示,則此時(shí)電阻箱的讀數(shù)為。。
⑵若定值電阻凡=1.0。,令片十,①=凡由圖乙中實(shí)驗(yàn)圖線的擬合方程可得,電池的電動(dòng)勢后=
V,內(nèi)阻r=。。
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的電池的R、/數(shù)據(jù),若令夕=I\R+凡),c=R+%,則由計(jì)算機(jī)擬合得出的y-x
圖線如圖丁所示,則圖線最高點(diǎn)A的坐標(biāo)值應(yīng)為x=Q,y=W(結(jié)果均保留2位有效
數(shù)字)。
【答案】⑴12.0⑵1.332.0(3)2.00.22
【詳解】(1)由電阻箱的讀數(shù)規(guī)則可知,此時(shí)電阻箱的讀數(shù)為7?=0x100Q+1x10Q+2x1£}+0x0.1Q=
12.0。
(2)[1]由閉合電路歐姆定律有/=T、n整理則有;=士R+結(jié)合題中圖線的解析式,有
V-\-RQ+RIEE
0.75UT=4■解得
乜3
[2]由2.25由7=丁甘"解得==2.0。
E
(3)[1][2]分析題圖中電路可知,外電路的用電器為電阻R和用,結(jié)合題意可知,題圖的沙軸為電池的輸出
27^2
功率,題圖的c軸為外電路的電阻。對電池有P=0R=E——結(jié)合題圖有9=^一與——由之
(R外一廠)2
+47三+分
R外
前的分析可知E=^V,r=2.0Q題圖中A點(diǎn)為y最大值,由上述公式可知,當(dāng)c=r時(shí),即外電路電阻等
O
于電池內(nèi)阻時(shí),取得最大值,所以c=2.0Q,y^Q.22W
蜜電2甦黑賭的劍微
典峋領(lǐng)
7.某中學(xué)生課外科技活動(dòng)小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的橙子制作了橙汁電池,他們利用下列器材測
量這種電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r,測量電路的電路圖如圖甲所示。
所用器材有:
一個(gè)電源E(電動(dòng)勢約IV、內(nèi)阻約MQ,由盛有橙汁的玻璃器皿、銅片和鋅片組成);
一只微安表G(內(nèi)阻為尺4=100Q,量程為0~300//A);
一個(gè)電阻箱R(阻值為0?9999。);
一個(gè)開關(guān)S,導(dǎo)線若于。
(1)連接電路后,通過多次測量得到電阻箱R和電流表1的各組數(shù)據(jù),利用數(shù)據(jù)作出十-R圖線如圖
乙實(shí)線所示;
j(A1)
12000
10000
8000
6000
4000
2000
012345678910R/k£1
乙
⑵根據(jù)十—R圖線可得七=V,r=卜。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字);
(3)若將電路圖中的微安表G當(dāng)成理想電表,得到的電源內(nèi)阻為穴,由此產(chǎn)生的誤差為三二x
100%=%(結(jié)果保留2位有效數(shù)字);
(4)將該橙汁電池靜置一段時(shí)間后,再次測量獲得數(shù)據(jù)畫出十-A圖線如圖乙中虛線所示,可知該電
池的內(nèi)阻(填"增大""減小"或"不變")o
【答案】0.931.010%增大
【詳解】⑵⑴[2]根據(jù)閉合電路歐姆定律有/=用貴工/解得十=卷出+與工結(jié)合圖像有卷=
12000-1200”A,,=12004-1解得£=0.93V,r=1.0fcQ
10X103E
(3)[3]若將電路圖中的電流表當(dāng)成理想電表,得到的電源內(nèi)阻為貝比+7則有丈二匚X100%=
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