高考实验专题测电源电动势和内阻解析版.docx
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高考实验专题测电源电动势和内阻解析版
测电源电动势和内阻---解析版
1.(2018广东湛江调研)某研究小组收集了两个电学元件:
电阻R0(约为5Ω)和旧电池(电动势约为3V)。
实验室备有如下器材:
A.直流电压表V1、V2(量程均为3V,内阻均约为3kΩ)
B.电流表A(量程300mA,内阻为5Ω)
C.滑动变阻器R1,最大阻值为20
D.开关S一只,导线若干
(1)为了尽量准确测定电阻R0阻值,小组设计了一个电路,如图所示为其对应实物图,请用笔画线代替导线将实物连线补充完整。
(2)为测量电池电动势E和内阻r,小组设计了如图乙所示电路图。
某次实验中电压表示数如图丙所示,则电压表读数是V.
(3)根据图乙所示电路图,分别用E、r、R0表示电源电动势、内阻和定值电阻值,则U1与U2函数关系式为。
实验中移动滑动变阻器触头,读出直流电压表V1、V2多组数据U1、U2,描出U1——U2图象如图丁所示,图中直线斜率为k,与横轴截距为b,则电源电动势E=,内阻r=(用k、b、R0表示)。
【参考答案】(9分)
(1)如右图。
(2分)
(2)2.24~2.26(2分)(3)U1=
U2-
(2分)
(2分)
(2分)
2.(2018开封质检)用下列器材组装一个电路,要求既能测量出电池组电动势和内阻r,又能同时描绘一定范围内小灯泡电流与电压变化关系。
A.电压表V1(量程6V,内阻很大)B.电压表V2(量程3V,内阻很大)
C.电流表A(量程3A,内阻很小)D.滑动变阻器R(最大阻值10Ω,额定电流4A)
E.小灯泡(2A,5W)F.电池组(电动势E,内阻r)
G.开关一只,导线若干
实验时,调节滑动变阻器阻值,多次测量后发现:
若电压表V1示数增大,则电压表V2示数减小。
(1)请将设计实验电路图在虚线框中补充完整。
(2)每一次操作后,同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2示数,组成两组坐标,标到坐标系中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图所示,则电池组电动势E=,内阻r=。
(结果保留两位有效数字)
(3)在坐标系中两条图线在P点相交,此时滑动变阻器连入电路阻值应为。
【参考答案】
(1)如右图所示(3分)
(2)4.5V(2分)1.0Ω(2分)(3)0Ω(2分)
3.
(1)如图甲,是多用电表简化电路图,作为电压表使用时,选择开关应接;作为欧姆表使用时,选择开关应接。
(填1、2或3)使用时,电流一定从端流入多用电表(填A或B)。
(2)利用多用电表和电阻箱测量电源电动势和内阻电路如图乙。
调节电阻箱,记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I,作出
图线如图丙。
由图丙可求得电动势E=V,内阻r=Ω。
(结果均保留2位有效数字)
(3)忽略偶然误差,本实验测得E测、r测与真实值比较:
E测E真,r测r真。
(选填“<”、“=”或“>”)
【参考答案】(10分)
(1)3(2分);2(2分);A(2分)
(2)2.8~2.9(1分);1.1~1.3(1分);(3)=(1分);>(1分)
4.(2018辽宁名校联考)随着全世界开始倡导低碳经济发展,电动自行车产品已越来越受到大家青睐,某同学为了测定某电动车电池电动势和内电阻,设计了如图所示电路,提供实验器材有:
(A)电动车电池一组,电动势约为12V,内阻未知(B)直流电流表量程300mA,内阻很小
(C)电阻箱R,阻值范围为0~999.9Ω(D)定值电阻R0,阻值为10Ω
(E)导线和开关
(1)当他闭合开关时发现,无论怎样调节变阻器,电流表都没有示数,反复检查后发现电路连接完好,估计是某一元件损坏,因此他拿来多用电表检查故障,他操作如下:
①断开电源开关S,②将多用表选择开关置于×1Ω档,调零后,红黑表笔分别接R0两端,读数为10Ω,③将多用表选择开关置于×10Ω档,调零后,将红黑表笔分别接电阻箱两端,发现指针读数如图所示,则所测阻值为Ω,然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测,发现电源和开关均完好.
由以上操作可知,发生故障元件是.
(2)在更换规格相同元件后重新连接好电路.
(3)改变电阻箱阻值R,分别测出阻值为R0=10Ω定值电阻电流I,下列三组关于R取值方案中,比较合理方案是(选填方案编号1、2或3).
(4)根据实验数据描点,绘出
图象是一条直线.若直线斜率为k,在
坐标轴上截距为b,则该电源电动势E=,内阻r=(用k、b和R0表示).
【参考答案】(10分)
(1)70Ω,电流表(3)方案是2(选填方案编号1、2或3).
(4)
,
(用k、b和R0表示).
5.(2016·江西吉安高三期末)某同学准备利用下列器材测量干电池电动势和内电阻。
A.待测干电池两节,每节电池电动势约为1.5V,内阻约几欧姆
B.直流电压表V1、V2,量程约为3V,内阻约为3kΩ
C.定值电阻R0未知D.滑动变阻器R,最大阻值RmE.导线和开关
(1)根据如图甲所示实物连接图,在图乙方框中画出相应电路图。
(2)实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻R0,方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm,再闭合开关,电压表V1和V2读数分别为U10、U20,则R0=________(用U10、U20、Rm表示)
(3)实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表V1和V2多组数据U1、U2,描绘出U1-U2图象如图丙所示,图中直线斜率为k,与横轴截距为a,则两节干电池总电动势为E=________,总内阻r=________(用k、a、R0表示)。
【参考答案】
(1)如图所示
(2)
Rm (3)
【名师解析】
(1)电路图如图所示
(2)由部分电路欧姆定律可得R0=
=
Rm
6.(2016·江苏淮安高三检测)现有一摄像机电池,无法从标签上看清其电动势等数据。
现进行如下实验操作:
(1)选取多用电表直流电压10V挡,将两表笔直接接到电池正负两极,指针偏转情况如图1,由此可知其电动势约为________V。
是否可以利用多用电表欧姆挡直接粗测其内阻,答:
________(选填“可以”或“不可以”)。
(2)现要更加准确测量其电动势和内电阻,实验室备有下列器材:
A.电流表(量程0.6A,内阻为3Ω)B.电压表(量程3V,内阻为3kΩ)
C.电压表(量程30V,内阻为30kΩ)D.定值电阻R1=500Ω
E.定值电阻R2=5000ΩF.滑动变阻器(阻值范围0~30Ω)
G.开关及导线
①该实验中电压表应选________,定值电阻应选________(均选填选项前字母序号)。
②在图3方框中画出实验电路图,并将图2实物连线图补充完整。
③若将滑动变阻器打到某一位置,读出此时电压表读数为U,电流表读数为I,则电源电动势和内阻间关系式为________________________。
【参考答案】
(1)7.1 不可以
(2)①B E ②如图所示③E=
U+(I+
)r
②根据以上分析电压表与定值电阻串联充当电压表,由于电源内阻与电流表内阻较为接近,故电流表采用相对电源外接法;
故原理图如答案图所示;由原理图可得出对应实物图如答案图所示;
7.(2016·江西临川高三月考)小华、小刚共同设计了图甲所示实验电路,电路中各个器材元件参数为:
电池组(电动势约6V,内阻r约3Ω)、电流表(量程2.0A,内阻RA=0.8Ω)、电阻箱R1(0~99.9Ω)、滑动变阻器R2(0~R1)、开关三个及导线若干。
他们认为该电路可以用来测电源电动势、内阻和R2接入电路阻值。
(1)小华先利用该电路准确地测出了R2接入电路阻值。
他主要操作步骤是:
先将滑动变阻器滑片调到某位置,接着闭合S2、S,断开S1,读出电流表示数I;再闭合S、S1,断开S2,调节电阻箱电阻值为3.6Ω时,电流表示数也为I。
此时滑动变阻器接入电路阻值为________Ω。
(2)小刚接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻。
①他实验步骤为:
A.在闭合开关前,调节电阻R1或R2至________(填“最大值”或“最小值”),之后闭合开关S,再闭合________(填“S1”或“S2”);B.调节电阻________(填“R1”或“R2”),得到一系列电阻值R和电流I数据;C.断开开关,整理实验仪器。
②图乙是他根据实验数据绘出
-R图象,图象纵轴截距与电源电动势乘积代表________,电源电动势E=________V,内阻r=________Ω。
(计算结果保留两位有效数字)
【参考答案】
(1)3.6
(2)①最大值 S1 R1
②RA与r之和 6.0 2.8
8.要精确测量一个直流电源电动势和内阻,给定下列实验器材:
A.待测电源(电动势约为4.5V,内阻约为2Ω)B.电流表
(量程0.6A,内阻为1Ω)
C.电压表
(量程15V,内阻为3kΩ)D.电压表
(量程3V,内阻为2kΩ)
E.定值电阻R1=500ΩF.定值电阻R2=1000Ω
G.滑动变阻器R(阻值范围0~20Ω)H.开关及导线
(1)该实验中电压表应选________(填选项前面序号),定值电阻应选________(填选项前面序号)。
(2)在方框中画出实验电路图。
(3)若将滑动变阻器滑到某一位置,读出此时电压表读数为U,电流表读数为I,从理论上分析,电源电动势E和内阻r间关系式应为E=________。
【参考答案】
(1)D F
(2)见解析图 (3)E=
U+(1Ω+r)I或E=
U+
r
9.(2016·济宁模拟)老师要求同学们测出一待测电源电动势及内阻,所给实验器材有:
待测电源E,定值电阻R1(阻值未知),电压表
(量程为3.0V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。
某同学连接了一个如图甲所示电路,他接下来操作是:
a.拨动电阻箱旋钮,使各旋钮盘刻度处于如图乙所示位置后,将S2接到A,闭合S1,记录下对应电压表示数为2.20V,然后断开S1;
b.保持电阻箱示数不变,将S2切换到B,闭合S1,记录此时电压表读数(电压表示数如图丙所示),然后断开S1。
(1)请你解答下列问题:
图甲所示电阻箱读数为________Ω,图丙所示电压表读数为________V。
由此可算出定值电阻R1阻值为________Ω。
(计算结果取3位有效数字)
(2)在完成上述操作后,该同学继续以下操作:
将S2切换到A,多次调节电阻箱,闭合S1,读出多组电阻箱示数R和对应电压表示数U,由测得数据,绘出了如图丁所示
图象。
由此可求得该电池组电动势E及内阻r,其中E=________V,电源内阻r=______Ω。
(计算结果保留3位有效数字)
【参考答案】
(1)20.00 2.80 5.45
(2)2.86 0.26
10.在测定一节干电池电动势和内阻实验中,备有下列器材:
A.干电池E(电动势约为1.5V,内阻小于1.0Ω)B.电流表A1(满偏电流3mA,内阻r1=10Ω)
C.电流表A2(0~0.6A,内阻0.1Ω)D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω,10A)F.定值电阻R3(990Ω)
G.开关和导线若干
(1)为方便且能较准确地进行测量,其中应选用滑动变阻器是________.(填字母代号)
(2)请画出利用本题提供器材所设计测量电池电动势和内阻实验电路图.
(3)如下图为某一同学根据他所设计实验绘出I1-I2图线(I1为A1示数,I2为A2示数),由图线可求得被测电池电动势E=________V,内阻r=________Ω.
答案9.
(1)D
(2)
(3)1.48(1.47~1.49均可) 0.75
11.(2014·全国卷Ⅰ)利用如图所示电路,可以测量电源电动势和内阻,所用实验器材有:
待测电源,电阻箱R(最大阻值为999.9Ω),电阻R0(阻值为3.0Ω),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表Ⓐ(量程为200mA,内阻为RA=6.0Ω),开关S。
实验步骤如下:
①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;
②多次调节电阻箱,记下电流表示数I和电阻箱相应阻值R;
③以
为纵坐标,R为横坐标,作
R图线(用直线拟合);
④求出直线斜率k和在纵轴上截距b。
回答下列问题:
(1)分别用E和r表示电源电动势和内阻,则
与R关系式为________。
(2)实验得到部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0Ω时电流表示数如左下图所示,读出数据,完成下表。
答:
①________;②________。
R/Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I/A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
/A-1
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0
(3)在右上图坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k=________A-1·Ω-1,截距b=________A-1。
(4)根据图线求得电源电动势E=______V,内阻r=______Ω。
答案: