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寒假訓練06測定電源的電動勢和內(nèi)阻 練習使用多用電表 1．【2018年普通高等學校招生海南卷】某同學利用圖(a)中的電路測量電流表A的內(nèi)阻RA(約為5 Ω)和直流電源的電動勢E(約為10 V)。圖中R1和R2為電阻箱，S1和S2為開關。已知電流表的量程為100 mA，直流電源的內(nèi)阻為r。 (1)斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R1的阻值，使A滿偏；保持R1的阻值不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R2，當R2的阻值為4.8 Ω時A的示數(shù)為48.0 mA。忽略S2閉合后電路中總電阻的變化，經(jīng)計算得RA=________Ω； (2)保持S1閉合，斷開S2，多次改變R1的阻值，并記錄電流表的相應示數(shù)。若某次R1的示數(shù)如圖(b)所示，則此次R1的阻值為________Ω； (3)利用記錄的R1的阻值和相應的電流表示數(shù)I，作出圖線，如圖(c)所示。用電池的電動勢E、內(nèi)阻r和電流表內(nèi)阻RA表示隨R1變化的關系式為＝________，利用圖(c)可求得E＝________V。(保留2位有效數(shù)字) 1．【2018年大連市一〇三中學高二上學期期中】用多用表測電阻時： (1)在某次測量中，實驗操作正確，選擇開關的位置如上圖所示，表頭刻度和指針位置如上圖所示，則被測電阻的阻值為___________Ω； (2)若繼續(xù)用該表測量另一阻值約為2.0104 Ω的電阻，則應將選擇開關旋至倍率為__________擋，并在測量電阻前先進行__________操作； (3)測量結束后，應將選擇開關旋至__________擋。 2．【2018年泰興一中高二上學期段考】在練習使用多用電表時： (1)下列關于用多用電表歐姆擋測電阻的說法中正確的是() A．測量電阻時，如果紅、黑表筆分別插在負、正插孔，則不會影響測量結果 B．雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大 C．測量電路中的電阻時，應該把該電阻與電路斷開 D．歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小，內(nèi)阻變大，但仍能調(diào)零，其測量結果與原來相比不變 (2)用多用電表探測二極管的極性，用歐姆擋測量，黑表筆接a端，紅表筆接b端時，指針向右偏轉角較大，然后黑、紅表筆反接指針偏轉角較小，說明(選填“a”或“b”)端是二極管正極。 (3)現(xiàn)有兩相同的某型號多用表，一同學在研究性學習過程中想獲得10 V量程直流電壓檔的內(nèi)阻和l k歐姆檔的內(nèi)部電源的電動勢，已知l k歐姆檔中央刻度線對應的數(shù)據(jù)為15，為完成實驗，進行了如下操作： ①將甲多用表檔位旋鈕撥到10 V電壓檔，將乙多用表檔位旋鈕撥到l k歐姆檔； ②應將甲多用表的紅表筆與乙多用表的__________(填“紅”或“黑”)表筆連接，再將另外兩表筆連接； ③在連接兩多用表表筆之前應對乙多用表進行的操作為：_____________ ④兩多用表連接后，兩表讀數(shù)分別為6.0 V和30 kW，可知10 V量程直流電壓檔內(nèi)阻為kW，l k歐姆檔的內(nèi)部電源的電動勢為_________V。 3．【2018年莆田第一中學高三上學期期中】某同學在練習使用多用電表時連接的電路如下圖所示 (1)若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電流擋，此時測得的是通過________(選填“R1”或“R2”)的電流。 (2)若斷開電路中的開關，旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋，則測得的是_________。 A．R1的電阻 B．R2的電阻 C．R1和R2的串聯(lián)電阻D．R1和R2的并聯(lián)電阻 (3)將選擇倍率的旋鈕撥至“100 Ω”的擋時，測量時指針偏轉角很大，為了提高測量的精確度，應將選擇開關撥至_________擋（選填“1 kΩ”或“10 Ω”），將兩根表筆短接調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使指針停在0 Ω刻度線上，然后將兩根表筆分別接觸待測電阻的兩端，若此時指針偏轉情況如圖所示，則所測電阻大小為________ Ω。 4．【2018年滄州市七縣高二上學期期中聯(lián)考】如圖所示為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭?的滿偏電流為250 μA，內(nèi)阻為480 Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開關，A端和B端分別與兩表筆相連．該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆100 Ω擋。 (1)圖中的B端與________(選填“紅”或“黑”)色表筆相連接。 (2)關于R6的使用，下列說法正確的是________(填正確答案標號)。 A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置 B．使用電壓擋時，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤左端電壓為“0”位置 C．使用電流擋時，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置 D．使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置 (3)換擋開關接1時，對應的擋位是________，換擋開關接3時，對應的擋位是__________。 A．直流電壓1 V擋 B．直流電壓5 V擋 C．直流電流1 mA擋 D．直流電流2.5 mA擋 E．歐姆100 Ω擋 (4)某次測量時該多用電表指針位置如圖所示，若此時B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為________(結果保留3位有效數(shù)字)；若此時B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為________。 5．【2018年廣安、眉山、內(nèi)江、遂寧高三第一次診斷】在測定一組干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，備有下列器材： A．電流表1(量程2 mA，內(nèi)阻r1＝100 Ω) B．電流表2(量程1 A，內(nèi)阻約10 Ω) C．定值電阻R0(2900 Ω) D．滑動變阻器R(0~20 Ω) E．開關和導線若干 (1)某同學根據(jù)提供的器材設計電路來完成實驗，PQ連接_________，MN連接_________(填“電流表1”或“電流表2”)。 (2)該同學利用測出的實驗數(shù)據(jù)作出的I1－I2圖線(I1為電流表1的示數(shù)，I2為電流表2的示數(shù)，且I1遠小于I2)如圖乙所示，則由圖線可得被測電池的電動勢E＝_______V，內(nèi)阻r＝_______Ω。 (3)若將圖線的縱軸改為_________（用所測物理量的符號表示)，則圖線與縱軸交點的物理含義即為被測電池電動勢的大小。 6．【2018年西安中學高三第二次模擬】“用DIS測定電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗電路如圖所示，其中定值電阻阻值R1＝1 Ω。 (1)圖中A為____傳感器，定值電阻R1在實驗中起_____的作用； (2)實驗測得的路端電壓U相應電流I的擬合曲線如圖(b)所示，由此得到電源電動勢E＝_______V，內(nèi)阻r＝______Ω； (3)實驗測得的數(shù)據(jù)如圖所示，則實驗中選用的滑動變阻器最合理的阻值范圍為( ) A．0～200 Ω B．0～50 Ω C．0～20 Ω D．0～5 Ω 7．【2018年重慶一中高二上學期期中】為測定某電源的電動勢E、內(nèi)阻r以及一段電阻絲的電阻率ρ，設計了如圖(a)所示的電路。ab是電阻率較大的粗細均勻的電阻絲，R0是阻值為2 Ω 的保護電阻，滑片P與電阻絲始終接觸良好。用螺旋測微器測得電阻絲的直徑d＝0.400 mm。實驗時，閉合開關S，調(diào)節(jié)P的位置，記錄aP長度x、對應的電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I等數(shù)據(jù)，并求得的數(shù)值，分別繪出了U－I關系圖象和關系圖象，如圖(b)、(c)所示。 (1)根據(jù)圖(b)可求出電源電動勢E＝______ V，內(nèi)阻r＝ ______ Ω。（均保留兩位有效數(shù)字） (2)圖(c)中關系圖象縱軸截距的物理意義是。 (3)根據(jù)圖(c)可求得電阻絲的電阻率ρ＝Ω?m。（保留三位有效數(shù)字） 8．【2018年上海市師范大學附屬中學高二上學期月考】某同學采用如圖甲所示的電路測定電池的電動勢和內(nèi)阻。除待測電池外，提供的器材還有：電壓表、電流表、滑動變阻器、開關和導線若干。 (1)請按圖甲所示的電路圖，將圖乙中的實物圖連接成實驗電路。 (2)圖丙是根據(jù)測量結果作出的U－I圖象，則由圖象可知該電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻為r＝_________Ω。 (3)我們都有過這樣的體驗：手電筒里的兩節(jié)串聯(lián)的干電池用久了以后，燈泡發(fā)“紅”光，這時我們常說“電池沒電了”。有人為了“節(jié)約”，在手電筒里裝一新電池和一節(jié)舊電池搭配使用。已知新電池的電動勢E＝1.5 V、內(nèi)阻r1＝0.2 Ω；舊電池的電動勢E2＝1.5 V；內(nèi)阻r2＝6.8 Ω；小燈泡上標有“3 V 3 W”，且電阻不隨溫度變化，則手電筒工作時舊電池本身消耗的電功率為________W(已知兩電池串聯(lián)的總電動勢等于兩電池的電動勢之和)。根據(jù)計算結果，你認為新舊電池搭配使用的做法是否合理________(填“合理”或“不合理”)。 9．【2018年延邊第二中學高二上學期第二次階段考】如圖為某同學測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的電路圖，其中虛線框內(nèi)是用毫安表改裝成雙量程電流表的改裝電路。 (1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為10 Ω，滿偏電流為100 mA；R1和R2為固定電阻，阻值分別為R1＝0.5 Ω，R2＝2.0 Ω；由此可知，若使用a和b兩個接線柱，電表的量程為_______A；若使用a和c兩個接線柱，電表的量程為_______A； (2)電壓表有兩種規(guī)格，V1（量程1.5 V，內(nèi)阻約為2 kΩ）和V2（量程3 V，內(nèi)阻約為4 kΩ）；滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為20 Ω和500 Ω。則電壓表應選用______（填“V1”或“V2”），R應選用最大阻值為______Ω的滑動變阻器。 (3)實驗步驟如下： ①開關S2撥向b，將滑動變阻器R的滑動片移到_______端（選填“左”或“右”），閉合開關S1； ②多次調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動片，記下電壓表的示數(shù)U和毫安表的示數(shù)I并作出U－I圖象如圖（b）所示； ③根據(jù)圖（b）求得電源的電動勢E＝_______V，內(nèi)阻r＝______Ω。（結果保留到小數(shù)點后兩位）  寒假訓練06測定電源的電動勢和內(nèi)阻 練習使用多用電表 1．【答案】(1)5.2 (2)148.2 R1E+r+R1E (3)9.1(8.9至9.4之間) 【解析】（1）因為忽略S2閉合后電路中總電阻的變化，總電流還是為100mA，表頭與R2并聯(lián)，電流按電阻成反比分配，即：RA：R2=I2：IA=52:48，易知：RA=5.2Ω。 （2）由圖可知R1=1100Ω+410Ω+81Ω+20.1Ω=148.2Ω （3）根據(jù)閉合電路歐姆定律，I=ERA+r+R1 易得1I=R1E+RA+rE 由斜率k=1E=22.5-12196-100，可求出E=1k=196-10022.5-12≈9.1V. 1．【答案】（1）1300 （2）1 k 調(diào)零（3）交流電壓最大檔或者“OFF”擋 【解析】（1）被測電阻的阻值為:13100Ω=1300Ω；（2）若繼續(xù)用該表測量另一阻值約為2.0104Ω的電阻，則應將選擇開關旋至倍率為“1k”擋，并在測量電阻前先進行調(diào)零操作；（3）測量結束后，應將選擇開關旋至交流電壓最大檔或者“OFF”擋。 2．【答案】AC a 黑兩表筆短接調(diào)零 30 kΩ，9V 【解析】(1)因為電阻不分正負極，因此如果紅黑表筆分別插在負、正插孔時不會影響測量結果，A正確；若雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏小，人是導體，會使測量結果偏小，B錯誤；測量電阻一定要斷電作業(yè)，即把該電阻與電路斷開，故C正確；根據(jù)閉合電路歐姆定律，調(diào)零時應有：Ig=Er+Rg+R變=ER中，所以若電池電動勢變小內(nèi)阻變大，調(diào)零時應有：Ig=Er‘+Rg+R變’=ER中，比較可知，兩次的中值電阻阻值不同，即測量結果會發(fā)生變化，故D錯誤。 (2)根據(jù)歐姆表改裝原理可知，紅表筆應接“+”插孔，但恰好與歐姆表內(nèi)部電池的負極相接，同理黑表筆應接“-”插孔，但與歐姆表內(nèi)部電池的正極相接，所以黑表筆接a端，紅表筆接b端時，指針偏轉角較大，然后黑、紅表筆反接指針偏轉角較小，說明a端是二極管的正極； (3)②甲多用電表選擇電壓檔，應將甲多用表的紅表筆與乙多用表的黑表筆連接，在將另兩表筆連接； ③由于乙的檔位被撥了一次，故應該在測量前進行歐姆調(diào)零，方法是兩表筆短接調(diào)零； ④1k歐姆檔中央刻度線對應的數(shù)據(jù)為15，則其中值電阻為15kΩ，歐姆表中值電阻等于其內(nèi)阻，則歐姆表內(nèi)阻為15kΩ；兩多用表連接后，兩表讀數(shù)分別為6V和30kΩ，可知10V量程直流電壓檔的內(nèi)阻為30kΩ。電壓表內(nèi)阻為30kΩ，電壓表示數(shù)為6V，歐姆表內(nèi)阻為15kΩ，則歐姆表電壓兩端為3V，1k歐姆檔的內(nèi)部電源的電動勢為E=6+3=9V。 3．【答案】(1)R1 (2)C (3) 10Ω 160 【解析】（1）多用電表使用電流檔時應該串聯(lián)在電路中，圖中多用電表與電阻R1串聯(lián)，電流相等，若旋轉選擇開關，使其尖端對準直流電流檔，此時測得的是通過R1的電流．（2）斷開電路中的電鍵，R1與R2串聯(lián)，多用電表兩表筆接在其兩端，故測得的是R1與R2串聯(lián)的總電阻，故選C；（3）用“100Ω”測電阻時擋時，指針停在刻度盤0Ω附近，說明所選擋位太大，為準確測量電阻阻值，應換用小擋，應選“10Ω”擋，然后對歐姆表重新進行歐姆調(diào)零，然后再測電阻阻值；由圖象表盤可知，待測電阻阻值為：1610Ω=160Ω； 4．【答案】(1)紅 (2)D (3)D E (4)1.47(1.45～1.48) 1100 【解析】(1)根據(jù)歐姆表的內(nèi)部結構可知，黑表筆接內(nèi)部電源的正極，紅表筆接內(nèi)部電源的負極，故B端與紅表筆相連．(2)R6是歐姆調(diào)零電阻，不能進行機械調(diào)零，只在歐姆表中使用，在使用電流擋時不需要進行調(diào)節(jié)，D選項正確，A、B、C選項錯誤．(3)分析可知，接1時測量電流，直流電流擋分為1 mA和2.5 mA兩擋，根據(jù)電表改裝原理可知，當接1時，并聯(lián)電阻較小，為電流2.5 mA擋，D選項正確；換擋開關接3時，電路中接入電源，此時多用電表作為歐姆表使用，測電阻，E選項正確．(4)與1連接，電流表的量程為2.5mA，分度值為0.05mA，讀數(shù)為1.47mA.選擇開關接3時為歐姆擋100Ω擋，讀數(shù)為11100Ω＝1100Ω. 5．【答案】（1）電流表2 電流表1 （2）4.5 1.5 （3）I1(R0+r1)或3000I1 【解析】（1）PQ連接電流表測電路的電流，MN連接內(nèi)阻已知的電流表相當于改裝了一只電壓表，故PQ接電流表2，MN接電流表1.（2）由閉合電路歐姆定律E=U+I2r=I1R0+r1+I2r，解得：I1=ER0+r1-rR0+r1I2，結合圖像解得：E=4.5V ; r=1.5Ω。（3）若將圖線的縱軸改為I1(RO+r1)或3000I1，則圖線與縱軸交點的物理含義即為被測電池電動勢的大小。 6．【答案】（1）電流保護電源（2）1.50 0.28 （3）C 【解析】（1）A串聯(lián)在電路中，測量電流的，所以A是電流傳感器；B與滑動變阻器并聯(lián)，測量電壓，所以B是電壓傳感器；定值電阻R1在實驗中的作用主要是保護電源，防止短路；（2）根據(jù)U=E-Ir可知，圖象與縱軸的交點表示電源的電動勢，故E=1.50V；圖象的斜率表示內(nèi)阻，則可知，r=△U△I=1.50-1.221.00=0.28Ω；（3）由圖可知，測出中的最小電流約為0.1A，此時對應的總電阻R總=EI=1.50.1=15Ω；此時滑動變阻器接入電阻應為15-1-0.28=13.7Ω；故滑動變阻器總阻值一定大于13.7Ω；同時為了調(diào)節(jié)方便，總阻值不應過大，故應選擇20Ω的總阻值，故C正確，ABD錯誤。 7．【答案】3.0 1.0 電流表的內(nèi)阻為2.0Ω 1.2610-6 【解析】（1）由圖c所示圖象可知，電源U-I圖象與縱軸交點坐標值是3.00，電源電動勢E=3.0V， R0+r=△U△I=3.00-1.500.50=3Ω，則電源內(nèi)阻：r=3-2=1.0Ω；（2）由電阻定律可得，R=ρxS，由歐姆定律可得：R=UI-RA，則UI=ρSx-RA，UI-x圖象斜率k=ρS，截距表示電流表的內(nèi)阻為2.0Ω；（3）由圖丙所示圖象可知：k=△UI△x=8.0-2.00.60=10，即k=ρS=10，電阻率ρ=kS=kπ（d2）2=103.14（0.38810-32）≈1.2610-6Ω?m。 8．【答案】(1)實物連接圖如圖所示 (2)1.50 0.20 (3)0.612 不合理 【解析】（1）根據(jù)圖甲所示電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示．（2）在U-I圖象中圖象與縱坐標的交點等于電源的電動勢，所以由圖可以讀出電源的電動勢為1.5V，圖象中的斜率表示電源的內(nèi)阻，所以電源的內(nèi)阻為r=1.5-1.02.5=0.2Ω（3）由燈泡銘牌可知，燈泡額定電壓是3V，額定功率是3W，∵P=U2R，∴燈泡電阻R=U2P=323=3Ω；手電筒里裝一節(jié)新電池和一節(jié)舊電池搭配使用，E=E1+E2=3V，內(nèi)阻r=r1+r2=7Ω，所以電路中電流I=ER+r=0.3A，手電筒工作時電路中舊電池提供的電功率為P=E2I=0.45W，它本身消耗的電功率P′=I2r2=0.612W，由于舊電池本身消耗的電功率大于提供的電功率，所以新舊電池搭配使用的做法是不合理的。 9．【答案】(1)0.5 2.5 (2)V1 20 (3)①右 0.34； 1.48； 0.45 【解析】(1)使用ab兩接線柱時，R1與R2串聯(lián)后與表頭并聯(lián)，則量程I=Ig+IgRgR1+R2=10010?3+10010-3102.5=0.5A； 接ac兩接線柱時，表頭與R2串聯(lián)后與R1并聯(lián)，則量程I=Ig+Ig(Rg+R2)R1=10010?3+10010-3(10+2.0)0.5=2.5A； (2)由于電源電動勢約為1.5V，所以電壓表應選量程為1.5V的V1；由于電源內(nèi)阻較小，滑動變阻器是用來調(diào)節(jié)電流的，電阻太大不利于調(diào)節(jié)，所以R應選用最大阻值為20Ω的滑動變阻器； （3）①為了讓電流由最小開始調(diào)節(jié)，開始時滑動變阻器阻值滑到最大位置，故應滑到右端；③由U=E?Ir可知，圖象中與縱坐標的交點表示電源的電動勢，故E=1.48V；圖象的斜率表示內(nèi)阻，由于指針指向b，故量程為0.5A。則r=1.48-0.58010-30.510010-3=2.5Ω。