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高考物理一轮总复习检测:实验九 测定电源的电动势和内阻 Word版含答案

一、基本实验要求 1.实验原理 (1)闭合电路的欧姆定律. ? ?U1=E-I1r (2)E 和 r 的求解:由 U=E-Ir 得? ,解得 E、r. ?U2=E-I2r ? (3)用作图法处理数据,如图所示. ①图线与纵轴交点为 E; E ②图线与横轴交点为 I 短= ; r ΔU ③图线的斜率表示 r= . ΔI 2.实验器材 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺. 3.基本操作 (1)连接电路. (2)电流表用 0.6 A 的量程,电压表用 3 V 的量程. (3)把滑动变阻器调到最大阻值处. (4)闭合开关,调节变阻器,使表有明显的示数,记下一组数据,同理记录多组数据. 二、规律方法总结 1.实验数据求 E、r 的处理方法 (1)列多个方程组求解,再求 E、r 的平均值. (2)图象法处理:以端电压 U 为纵轴,干路电流 I 为横轴,建系、描点、连线,纵轴截 距为电动势 E,直线斜率 k 的绝对值为内阻 r. 2.注意事项 (1)为了使端电压变化明显,可使用内阻较大的旧电池. (2)电流不要过大,应小于 0.5 A,读数要快. (3)要测出不少于 6 组的(U,I)数据,变化范围要大些. (4)若 U-I 图线纵轴刻度不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,应根据 r ?Δ =? ?Δ U? ?确定. I? (5)电流表要内接(因为 r 很小). 3.误差来源 (1)偶然误差:用图象法求 E 和 r 时作图不准确. (2)系统误差:电压表分流或电流表分压. 1. (2015·安徽卷)某同学为了测量一节电池的电动势和内阻, 从实验室找到以下器材, 一个满偏电流为 100 μ A,内阻为 2 500 Ω 的表头,一个开关,两个电阻箱(0~999.9 Ω ) 和若干导线; (1)由于表头量程偏小,该同学首先需要将表头改装成量程为 50 mA 的电流表,则应将 表头与电阻箱________(填“串联”或者“并联”),并将电阻箱阻值调为________Ω . (2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势和内阻进行测量,实验电路图如图所 示,通过改变电阻 R 测相应的电流 I,并且作相关计算后一并记录如下表: 1 R/Ω I/mA IR/V 95.0 15.0 1.43 2 75.0 18.7 1.40 3 55.0 24.8 1.36 4 45.0 29.5 1.33 5 35.0 36.0 1.26 6 25.0 48.0 1.20 ①根据表中的数据,图中已描绘出四个点,请将第 5、6 两组数据也描绘在图中,并画 出 IR-I 图线; ②根据图线可得电池的电动势 E 是________V,内阻 r 是________Ω . 解析:(1)把小量程的电流表改装成大量程的电流表需并联小电阻,由并联的特点,电 压相等(I-Ig)R=IgRg,得 R=5.0 Ω . (2)如题图所示,由 E=IR+I(r+RA)得 IR=E-I(r+RA),纵截距为电源的电动势 E.r +RA= 1.53-1.18 Ω ,RA=5.0 Ω ,得 r=2.0 Ω . -3 50×10 5.0 (2)①如图所示 ②1.53 2.0 答案:(1)并联 2.(2017·郑州模拟)用如图所示的电路测定一种特殊电池的电动势和内阻,它的电动 势 E 约为 8 V,内阻 r 约为 30 Ω ,已知该电池允许输出的最大电流为 40 mA.为防止调节滑 动变阻器时造成短路,电路中用了一个定值电阻充当保护电阻,除待测电池外,可供使用 的实验器材还有: A.电流表 A(量程为 0.05 A,内阻约为 0.2 Ω ) B.电压表 V(量程为 6 V,内阻为 20 kΩ ) C.定值电阻 R1(阻值为 100 Ω ,额定功率为 1 W) D.定值电阻 R2(阻值为 200 Ω ,额定功率为 1 W) E.滑动变阻器 R3(阻值范围为 0~10 Ω ,额定电流为 2 A) F.滑动变阻器 R4(阻值范围为 0~750 Ω ,额定电流为 1 A) G.导线和单刀单掷开关若干 (1)为了电路安全及便于操作,定值电阻应该选____;滑动变阻器应该选____(填写器 材名称). (2)接入符合要求的用电器后,闭合开关 S,调滑动变阻器的阻值,读取电压表和电流 表的示数.取得多组数据,作出了如图所示的图线.根据图线得出该电池的电动势 E 为 ________ V,内阻 r 为________ Ω (结果保留两位有效数字). (3)若所给的电压表已被损坏,其他器材均可使用.重新选择器材,设计电路测定该电 池的电动势和内阻.请在虚线框中画出设计的电路图并在上面标明选定器材的名称. 解析:(1)电压表量程为 6 V,电池允许输出的最大电流为 40 mA,故滑动变阻器接入 电路电阻必大于 150 Ω ,所以滑动变阻器应选 R4,保护电阻至少要分压 2 V,当电压表示 数为零时,保护电阻要分压 8 V,所以保护电阻应选阻值为 200 Ω 的 R2. (2)图线纵轴截距为电池电动势, 可得 E=7.8 V. 图线的斜率 k=R2+r= =229 Ω ,得 r=29 Ω . (3)电压表损坏,至少要测量 2 次,根据所提供器材,可以考虑用 2 个单刀单掷开关改 变电路总电阻,测出对应电流,得出电池内阻和电动势,所以设计如图所示电路. 7.80-0.00 Ω 0.034-0.00 答案:(1)R2 R4 (2)7.8(7.7~7.9 均对) 29(26~32 均对) (3)见解析图 3.(2016·济宁模拟)(1)用电压表、电流表测定电源的电动势和内阻实验,采用的是 下列________电路图. (2)某同学将○V 和○A 测得的数值逐一描绘在坐标纸上,再根据这些点分别画出了图 线 a 与 b,如图所示,你认为比较合理的是图线________(填“a”或“b”). (3)根据该图线得到电源

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