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1、(通用版)2022年高考物理一輪復習 課時檢測(五十二)測定電源的電動勢和內阻(實驗增分課)(含解析)
1.某學生用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內阻時,采用圖甲所示電路,所用滑動變阻器的阻值范圍為0~20 Ω,電路實物圖如圖乙所示。
(1)該學生接線中錯誤和不規(guī)范的做法是________。
A.滑動變阻器不起變阻作用
B.電流表接線有錯
C.電壓表量程選用不當
D.電壓表接線不妥
(2)該同學將電路按正確的方式連接好,檢查無誤后,閉合開關,進行實驗。某一次電表的示數如圖丙所示,則電壓表的讀數為________V,電流表的讀數為________A。
(3)該同學實驗完
2、畢,將測量的數據反映在UI圖上(如圖丁所示),根據該圖線,可求出干電池的電動勢E=________V,內阻r=________Ω。
解析:(1)由題圖乙可知,滑動變阻器均接下邊兩個接線柱,起不到變阻作用;電壓表的正接線柱應與開關連接,使開關對電壓表有控制作用,故應選A、D。
(2)電壓表讀數用“十分之一”估讀法,得:1.20 V,電流表讀數用“二分之一”估讀法,得:0.26 A。
(3)題圖丁圖線與縱軸交點縱坐標值表示干電池的電動勢大小,則E=1.48 V,圖線斜率的絕對值表示內阻,即r== Ω≈0.77 Ω。
答案:(1)AD (2)1.20 0.26 (3)1.48 0.77
3、2.根據閉合電路歐姆定律,用圖甲所示電路可以測定電池的電動勢和內阻。圖中R0是定值電阻,通過改變R的阻值,測出R0兩端的對應電壓U12,對所得的實驗數據進行處理,就可以實現測量目的。根據實驗數據在-R坐標系中描出坐標點,如圖乙所示。已知R0=150 Ω,請完成以下數據分析和處理。
(1)圖乙中電阻為________Ω的數據點應舍掉。
(2)在坐標紙上畫出-R的關系圖線。
(3)圖線的斜率是________(V-1·Ω-1),由此可得電池電動勢Ex=________V(計算結果均保留三位有效數字)。
解析:(1)根據畫圖描點原則,應舍掉電阻為80 Ω的數據點。
(2)如圖所示。
4、
(3)根據閉合電路歐姆定律:Ex=U12+(R+rx),所以=++,由(2)中圖線可知斜率=≈0.004 57(V-1·Ω-1),解得Ex≈1.46 V。
答案:(1)80 (2)見解析圖 (3)0.004 57 1.46
3.某同學為了測量電源的電動勢和內阻設計了圖(a) 所示電路,所用的實驗器材有:待測電源,量程為3 V 的電壓表V(內阻無窮大),電阻箱R,阻值未知的定值電阻R0,開關K1,雙擲開關K2。
實驗步驟如下:
①調節(jié)電阻箱的阻值為20 Ω,K2接a,閉合K1,記下電壓表的讀數為2.00 V,斷開K1;
②保持電阻箱的阻值不變,K2切換到b,閉合K1,記下圖(b
5、)所示電壓表的讀數,斷開K1;
③將K2再切換到a,閉合K1,多次調節(jié)電阻箱,讀出多組電阻箱的阻值R和對應的電壓表的示數U,斷開K1;
④以為縱坐標,為橫坐標,繪出圖線(用直線擬合)。
回答下列問題:
(1)圖(b)所示電壓表的讀數為________V,定值電阻R0=________Ω。
(2)用E、r表示電源的電動勢和內阻,則與的關系式為________________________。
(3)依據實驗數據繪出的圖線如圖(c)所示,則電源電動勢E=________V,內阻r=________Ω(結果均保留兩位有效數字)。
解析:(1)電壓表量程為3 V,由題圖(b)知最小分
6、度為0.1 V,可得其讀數為2.30 V;當R=20 Ω,K2接a,閉合K1時,得通過R的電流為 A=0.1 A,K2切換到b,閉合K1時,電阻箱與R0串聯,則由歐姆定律可知,R0=Ω=3.0 Ω。
(2)由實驗步驟及閉合電路歐姆定律可知,U=R,變形可得:=+·。
(3)題圖(c)中,圖線與縱坐標軸的交點縱坐標值為0.34,由(2)中關系式可得E= V≈2.9 V,圖線斜率k=,由圖線數據知k==1.44,解得r≈1.2 Ω。
答案:(1)2.30 3.0(3或3.00) (2)=+· (3)2.9 1.2(1.1~1.3均可)
4.電動自行車的電瓶用久以后性能會下降,表現之一為電池
7、的電動勢變小,內阻變大。某興趣小組將一輛舊電動自行車充滿電,取下四塊電池,分別標為A、B、C、D,測量它們的電動勢和內阻。
(1)用多用電表直流電壓50 V擋測量每塊電池的電動勢。測量電池A時,多用電表的指針如圖甲所示,其讀數為________V。
(2)用圖乙所示電路測量A、B、C、D四塊電池的電動勢E和內阻r,圖中R0為保護電阻,其阻值為5 Ω。改變電阻箱的阻值R,測出對應的電流I,根據測量數據分別作出A、B、C、D四塊電池的-R圖線,如圖丙。由圖線C可知電池C的電動勢E=________V,內阻r=________Ω。
(3)分析圖丙可知,電池________(選填“A”“B”“C”或“D”)最優(yōu)。
解析:(1)用多用電表直流電壓50 V擋測量每塊電池的電動勢,可以從表盤中的中間刻度讀出正確結果,由指針指示可知電池A的電動勢:E=11.0 V。
(2)根據閉合電路歐姆定律有:E=I(R0+r)+IR,因此有:=×R+×(R0+r),由此可知,題圖丙中圖線的斜率表示,縱軸截距表示。由圖線C可知:k==,=0.5,由此解得:E=12 V,r=1 Ω。
(3)電動勢大、內阻小的電源最優(yōu),由題圖丙可知圖線C代表的電源電動勢最大,內阻最小,因此最優(yōu)。
答案:(1)11.0 (2)12 1 (3)C