- 1.60 MB
- 2021-05-20 发布
专题 35 测定电源的电动势和内阻(练)
1.用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为 2 V ,内电
阻很小,除蓄电池、开关、导线外,可供使用的实验器材还有:
A.电压表(量程3 V )
B.电流表(量程 0.6 A )
C.电流表(量程3 A )
D.定值电阻 0R (阻值 4 ,额定功率 4 W )
E.滑动变阻器 R (阻值范围 0 20 ,额定电流1 A )
①电流表应选;(填器材前的字母代号)
②根据实验数据作出U I 图象,如图乙所示,则蓄电池的电动势 E V ,蓄电池的内阻
r 。
【答案】①B;② 2.10 V ; 0.20
【名师点睛】本题考查闭合电路的欧姆定律的仪表选择及数据的处理,注意 U-I 图形中求出
的内阻包含保护电阻,故最后应减去其阻值才是内电阻。
2.如图甲是某研究小组设计的一个实验电路,R 为阻值可调节的电阻箱,R0 为定值电阻,K
为单刀双掷开关,电流表量程适当、内阻忽略不计,用该实验电路测量直流电源的电动势 E
和内阻 r.
(1) 读出图乙中电阻箱的阻值 R=________ Ω。
(2) 根据图甲实验电路,用笔画线代表导线将图乙仪器连接好。
(3) 将单刀双掷开关 K 分别拨到左侧 a、竖起空置两种状态下并保持电阻箱阻值(已知)不
变,闭合开关 K1 时电流表的读数分别为 Ia、I0,则直流电源的电动势 E=_______(用符号表
示) 。
【答案】(1)110 (2)如图(3)
2
0
0 0( )
a
a
I I RE I I R R
【解析】(1)图乙中电阻箱的阻值 R=1×100Ω+1×10Ω=110Ω.
(2)根据电路图连接实物图:
【名师点睛】电阻箱的读数方法:各旋盘对应的指示点(图中的箭头)的示数乘以面板上标
记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值.根据电路图连接实物图.根据闭合电路欧
姆定律列出等式求解
3.某实验小组正在测定一节新型电池的电动势(约为 3V)和内阻,现要选取一个定值电阻
R0 当做保护电阻。
(1)首先为了准确测量定值电阻 R0 阻值,在操作台上准备了如下实验器材:
A、电压表 V(量程 3V,电阻约为 4kΩ) B、电流表 A1(量程 1A,内阻约 0.5Ω)
C、电流表 A2(量程 3A,内阻约 0.5Ω)D、定值电阻 R0(阻值约为 3Ω)
E、滑动变阻器 R(0-10Ω) F、开关 s 一个,导线若干
根据上述器材,在测量 R0 阻值时应选择________(填序号)为电流表,其实验电路图应选择
以下哪种接法________(填字母),经测量定值电阻 R0 阻值为 2.8Ω。
(2)之后为了测量该新型电池的电动势和内阻,设计了如下实验,在下图中将所选器材进行
连接。
(3)根据实验记录做出 U-I 图线如图所示,从中可以求出待测新型电池的内阻为
________Ω,电池电动势为________V(保留两位有效数字)。
【答案】(1)B ;a (2)如图:
(3)0.95 ;2.9
【解析】(1)定值电阻约为 3 ,电动势约为3V ,则最大电流约为1A ,则电流表应选择 B;
因电阻较小,为了精确测量,应采用电流表外接法,故选 a;
(2)根据原理图可得出对应的实物图;
(3)根据 0U E I r R ( )可知,图象与纵坐标的电动势表示电源的电动势;故 2.9E V ;
图象的斜率表示内阻,故内阻 0
2.9 1 0.950.5r R ;
【名师点睛】本题考查测量电动势和内电阻的实验,要注意明确实验原理,掌握数据分析的
基本方法,注意图象的准确应用。
4.利用如图所示的实验电路可以测量电源的电动势和内阻,其中 0R 是一个定值电阻,R 是一
个电阻箱,在闭合开关 S 前应使电阻箱的阻值达到最大值,闭合开关 S,改变电阻箱的阻值 R,
测出 R 两端的电压 U。
(1)某同学根据实验数据在建立好的坐标系中画出 1 1
U R
图像,测得的图像是一条斜率为 k,
与纵轴的截距为 b 的直线,则电源的电动势 E=__________,内电阻 r=_____________。(用 k、
b、 0R 表示)。
(2)用此电路测得的电动势与实际值相比__________,测得的内电阻与实际值相比
_____________。(均填“偏大”“偏小”“不变”)。
【答案】(1) 1
b 0
k Rb
(2)偏小 偏小
实验中测出的内阻应为实际电源内阻和电压表内阻并联的等效电阻,所以测得的内阻与实际
值相比偏小
【名师点睛】测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点,是近几年各地高
考题目的出题热点,本题突出了对于实验原理、仪器选择及 U-I 图象处理等多方面内容的考
查,题目层次源于课本,凸显能力,体现创新意识,侧重于对实验能力的考查。
5.用如图所示的实验器材“测定电池的电动势和内阻”,
(1)用笔画线代替导线在实物图上正确连线;
(2)实验中测得数据如下:
次数 1 2 3 4 5
R /Ω 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
U /V
0.9
5
0.8
5
0.7
8
0.6
5
0.4
0
U-1 /V-1
1.0
5
1.1
8
1.2
8
1.5
4
2.5
0
用作图法求得电池的电动势为,内阻为。
【答案】(1)如图 1 所示:连线正确给分(2)如图 2 所示:作图正确给分;
电动势 E=(1.44±0.05)V,内阻 r =(0.52±0.05)Ω
【解析】(1)伏阻法测量电源的电动势和内阻,电压表测路端电压,实验电路图如图所示:
物理量
【名师点睛】解决本题的关键:知道运用伏阻法测量电源电动势和内阻的原理,会根据图象
测量电源的电动势和内阻,将两个非线性关系的物理量,变成两个线性关系的物理量。
1.一实验小组用某种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z,并通过实验研究该元件中的电
流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
(1)在方框内画出实验电路图。
(2)在实验中应选用的滑动变阻器是.
A.滑动变阻器R1(0~5Ω 额定电流5A) B.滑动变阻器R2(0~20Ω 额定电流2A)
C.滑动变阻器R3(0~100Ω 额定电流0.5A)
(3)实验测得元件中的电流与电压的关系如下表所示,试在方格纸中画出电流与电压的关系
图线.
U(V) 0 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 1.00 1.20
I(A) 0 0.20 0.30 0.40. 0.55 0.75 1.25 1.80
(4)把元件Z接入如图所示的电路中,当电阻R的阻值为21Ω时,电流表的读数为0.2A;当电
阻R的阻值为1Ω时,电流表的读数为1.80A.结合图线,求出电池的电动势为V,内阻为Ω.(不
计电流表的内阻,结果保留两位有效数字)
【答案】(1)(3)(2) A (4)电池的电动势为 4.8V,内阻为 1.0Ω.
(3)如图所示
(4)根据闭合回路欧姆定律 E U Ir 可得 21 0.2 0.4r E ,
1 1.8 1.20r E ,联立解得 4.8V, 1E r
【名师点睛】测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点,是近几年各地高
考题目的出题热点,本题突出了对于实验原理、仪器选择及 U-I 图象处理等多方面内容的考
查,题目层次源于课本,凸显能力,体现创新意识,侧重于对实验能力的考查
2.用如图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小,为了防止在调节
滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻 0R 起保护作用。除电池、开关和导线外,可
供使用的实验器材还有:
A、电流表(量程 0.6A、3A);
B、电压表(量程 3V、15V)
C、定值电阻(阻值 1Ω,额定功率 5W)
D、定值电阻(阻值 10Ω,额定功率 10W)
E、滑动变阻器(阻值范围 0~10Ω,额定电流 2A)
那么:
(1)要正确完成实验,尽可能地减小电表的读数造成的误差,电压表的量程应选择________V,
电流表的量程应选择________A; 0R 应选择________Ω的定值电阻。
(2)引起该实验系统误差的主要原因是
________________________________________________________
【答案】(1)3V、0.6A、1Ω(2)电压表的分流作用
【名师点睛】测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点,是近几年各地高
考题目的出题热点,本题突出了对于实验原理、仪器选择及 U-I 图象处理等多方面内容的考
查,题目层次源于课本,凸显能力,体现创新意识,侧重于对实验能力的考查。
3.硅光电池是一种可将光能转换成电能的器件,某同学用图甲所示电路探究硅光电池的路端
电压 U 与总电流 I 的关系,图中 0R 为已知定值电阻,电压表视为理想电压表。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线将图乙中的实验器材连接成实验电路。
(2)若电压表 2V 的读数为 0U ,则 I=_________
(3)实验一:用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的 U-I
曲线 a,可见图丙,由此可知电池内阻________(填“是”或“不是”)常数,短路电流为______mA,
电动势为______V.
(4)实验二:减小实验一中光的强度,重复实验,测得 U-I 曲线 b,见图丙,当滑动变阻器
的电阻为某值时,若实验一中的路端电压为 1.5V,则实验二中外电路消耗的电功率为
_______mW(计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)如图所示(2) 0
0
UI R
(3)电动势为 2.67V,短路电流为 0.295mA(4)0.065mW
【解析】(1)电路图如图所示
【名师点睛】测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点,是近几年各地高
考题目的出题热点,本题突出了对于实验原理、仪器选择及 U-I 图象处理等多方面内容的考
查,题目层次源于课本,凸显能力,体现创新意识,侧重于对实验能力的考查。
4.为了撰写关于废旧电池的暑期实践报告,某学校课题研究小组收集了数码相机、手机等用
旧了的各种类型的电池及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电路元件,现从这
些材料中选取两个待测元件,一是电阻 R0(约为 2k ),二是手机中常用的锂电池(电动势标
称值为 3.7V,允许最大放电电流为 100mA)。在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表 V(量程 4V,内阻极大)
B.电流表 A1(量程 100mA,电阻 RA1 约为 5 )
C.电流表 A2(量程 2mA,电阻 RA2 约为 50 )
D.滑动变阻器 R1(0--40 ,额定电流 1A)
E.电阻箱 R2(0--999.9 )
开关一只导线若干
(1)为了测定电阻 R0 的阻值,小组的一位成员,设计了如图所示的电路原理图,所选取的相
应的器材(电源用待测的锂电池)均标在图上,其他成员发现他在器材选取中有不妥之处你
认为应该怎样调整?
(2)在实际操作过程中,发现滑动变阻器 R1、电流表 A1 已损坏,请用余下的器材测量锂电池
的电动势 E 和内阻 r。
(请你在方框中画出实验电路图(标注所用器材符号);
(为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,请写出与线性图象对应的相关物理量间的函
数关系式:
U
1 。
【答案】(1)电流表用 A1 量程太大,换用 A2 表
(2)
2
11
RE
r
E
【名师点睛】测量电源的电动势常用有三种方法:伏安法、安阻法、伏阻法.电压表与电阻
箱配合或电流表与电阻箱配合等效于电压表与电流表的作用.(1)估算 R0 中最大电流,确定
电流表量程;(2)滑动变阻器 R1、电流表 A1 已损坏,可用余下的器材电压表 V 和电阻箱 R2
合作测量锂电池的电动势 E 和内阻 r.根据闭合欧姆定律,运用数学变形,得出线性图象对应
的相关物理量间的函数关系式.
5.硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件。某同学利用图甲所示电路探究某硅光电池的
路端电压 U 与电流 I 的关系。图中定值电阻 R0=2Ω,电压表、电流表均可视为理想电表。
(1)用笔画线代替导线,根据电路图,将图乙中的实物电路图补充完整。
(2)实验一:用一定强度的光照射硅光电池,闭合开关 S,调节可调电阻 R 的阻值,通过测量得
到该电池的 U -I 曲线 a(如图丙所示)。则由图像可知,当电流小于 200mA 时,该硅光电池的电
动势为
V,内阻为 Ω。
(3)实验二:减小光照强度,重复实验,通过测量得到该电池的 U -I 曲线 b(如图丙所示)。
当可调电阻 R 的阻值调到某值时,若该电路的路端电压为 1.5V,由曲线 b 可知,此时可调电阻 R
的电功率约为
W(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) 如图所示:
(2) 2.9 ,E V 4.0r
(3) 0.083W
【解析】(1)实物电路图,如图所示。
【名师点睛】本题主要考查了在实验中如何利用图线进行数据处理,在测电源电动势和内阻
的实验中,明确电源 U-I 图象和电阻 U-I 图象的含义和区别。
1.【2016·四川卷】(11 分)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源
(电动势约 3 V,内阻约 2 Ω),保护电阻 R1(阻值 10 Ω)和 R2(阻值 5 Ω),滑动变阻器 R,
电流表 A,电压表 V,开关 S,导线若干。
实验主要步骤:
(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;
(ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数 U 和相应电流表的示数 I;
(iii)以 U 为纵坐标,I 为横坐标,作 U–I 图线(U、I 都用国际单位);
(iv)求出 U–I 图线斜率的绝对值 k 和在横轴上的截距 a。
回答下列问题:
(1)电压表最好选用_____;电流表最好选用_____。
A.电压表(0~3 V,内阻约 15 kΩ) B.电压表(0~3 V,内阻约 3 kΩ)
C.电流表(0~200 mA,内阻约 2 Ω) D.电流表(0~30 mA,内阻约 2 Ω)
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连
接情况是_____。
A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱
B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱
C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端的接线柱
D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端的接线柱
(3)选用 k、a、R1 和 R2 表示待测电源的电动势 E 和内阻 r 的表达式 E=______,r=______,
代入数值可得 E 和 r 的测量值。
【答案】(1)A、C (2)C (3)ka; 2k R
(3)根据 U-I 图线的在 U 轴上的截距等于电动势 E,则 E=ka;斜率等于内阻与 R2 之和,则 r=k-R2。
【名师点睛】此实验是课本上的测量电源的电动势和内阻实验的改进实验;与课本实验不同
的地方就是加了两个保护电阻;仪器的选择要考虑实验的误差因素,比如此实验产生误差的
是电压表的分流作用,故选择电压表时要尽量用内阻较大的电压表.
2.【2015·安徽·21II】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 100μA,内阻为 2500Ω的表头,一个开关,两个电阻箱( 0 ~ 999.9 )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 50mA 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 1 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根据表中的数据,图 2 中已描绘出四个点,请将第 5、6 两组数据也描绘在图 2 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。
【答案】(1)并联 5.0(2)①如图所示②1.53 2.0
【名师点睛】
测量电源的电动势和内阻是高考的热点,这两年总是和它综合出题,而电表的改装只要运用
一下串并联的特点,很容易得出答案。
3.【2015·天津·9(3)】用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约
为 4.5V,内电阻约为 1Ω)的电动势和内电阻,除了待测电池组,电建,导线外,还有下列
器材供选用;
A.电流表:量程 0.6A,内电阻约为 1Ω
B.电流表:量程 3A,内电阻约为 0.2Ω
C.电压表:量程 3V,内电阻约为 30kΩ
D.电压表:量程 6V,内电阻约为 60kΩ
E.滑动变阻器:0-1000Ω,额定电流 0.5A
F.滑动变阻器:0-20Ω,额定电流 2A
①为了使测量结果尽量准确,电流表应选用_______,电压表选用_______,滑动变阻器选用
_______(均填仪器的字母代号)
②右图为正确选择仪器后,连好的部分电路,为了使测量误差尽量小,还需要在电路中用导
线将_______和_______相连、_______和_______相连、_______和_______相连(均填仪器上
接线柱的字母代号)
③实验时发现电流表坏了,于是不再使用电流表,剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器,
重新连接电路,仍能完成实验,实验中读出几组电阻箱的阻值 R 和对应电压表的示数 U;用图
像法处理采集到数据,为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线,则可以_______为纵坐
标,以_______为横坐标
【答案】①ADF②ad cg fh③ 1
U
1
R
或 U U
R
或 R
U
R(横纵坐标互换亦可)
【名师点睛】测定电池的电动势和内阻属于恒定电流四个电学实验之一(还有测定小灯泡的
伏安特性曲线、测定金属丝的电阻率、多用电表的使用),高中电学实验设计的核心指导思想
是想尽一切办法减小误差(包括系统误差和偶然误差),无论是仪器规格的选择、电表的内外
接法、变阻器的分压限流还是实验数据的事分析处理,都是从这个角度分析的。最好的备考
方案就是在实验室认真完成实验并做好深入分析。比如本题中的数据处理,原理是闭合电路
欧姆定律,如何获得直线的几种方案探讨等。
4.【2014·北京·21】(18)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽
量减小实验误差。
(1)应该选择的实验电路是图中的________(选项“甲”或“乙”)。
(2)现有电流表(0—0.6A),开关和导线若干,以及以下器材:
A.电压表(0—15V)
B.电压表(0—3V)
C.滑动变阻器(0—50Ω)
D.滑动变阻器(0—500Ω)[
实验中电压表应选用________,滑动变阻器应选用__________(选填相应器材前的字母)。
(3)某同学记录的 6 组数据如下表所示,其中 5 组数据的对应点已经标在图 2 的坐标纸上,
请标出余下一组数据的对应点,[并画出 U-I 图线。
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势 E=____V,内电阻 r=_____ [。
(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数 U 以及干电池的输出功率 P 都会发
生变化,图 3 的各示意图中正确反映 P—U 关系的是____[
【答案】(1)甲图 (2)B、C(3)如图所示 (4)1.50.83(5)C
【解析】(1)干电池的内阻较小,电压表的分流作用可以忽略,可以用滑动变阻器中的电流
来代替干路中的电流,所以选甲图电路。(注意:两种实验电路都存在系统误差,题图甲实际
测量的电阻是电源内阻与电压表的并联电阻,而图乙测量的电阻是电池内阻与电流表内阻之
和)
【方法技巧】注意分析题目的隐含信息,根据表格的数据,选择电表,利用图像求电动势和
内阻。
5.【2014·海南·12】用伏安法测量一电池的内阻。已知该待测电池的电动势 E 约为 9V,内
阻约数十欧,允许输出的最大电流为 50mA。可选用的实验器材有:
电压表 (量程 5V);电压表 (量程 10V);
电流表 (量程 50mA);电流表 (量程 100mA);
滑动变阻器 R(最大阻值 300 );
定值电阻 R1(阻值为 200 ,额定功率为 81 W);
定值电阻 R2(阻值为 200 ,额定功率为 1W);
开关 S;导线若干。
测量数据如坐标纸上 U-I 图线所示。
(1)在答题卡相应的虚线方框内画出合理的电路原理图,并标明所选器材的符号。
(2)在设计的电路中,选择定值电阻的根据是_____________。
(3)由 U-I 图线求得待测电池的内阻为_________ .
(4)在你设计的实验电路中,产生系统误差的主要原因是___________。
【答案】(1)
(2)定值电阻在电路中的功率会超过 81 W,R2 的功率满足要求;
(3)51.0(49.0~53.0 范围内的均给分)
(4)忽略了电压表的分流
【方法技巧】本题意在考查伏安法测电动势和内阻,U-I 图像给出了电压电流的测量范围,以
此选择电表;根据闭合电路的欧姆定律得到 U-I 的函数关系,由图像计算电动势和内阻。
相关文档
- 2021版高考物理大二轮复习专题一力2021-05-20 10:28:2661页
- 全国版2021高考物理一轮复习专题六2021-05-20 10:12:548页
- 2013三维设计高考物理二轮复习第二2021-05-20 03:21:1962页
- 高考物理人教一轮基础夯实练2及答2021-05-20 03:20:425页
- 【物理】2020届高考物理二轮复习电2021-05-20 03:16:489页
- 2020-2021年高考物理必考实验二:探2021-05-20 03:16:3310页
- 高考物理电场单元测试2021-05-20 03:01:447页
- 预测2021高考物理实验题知识点归纳2021-05-20 03:00:3327页
- 江苏桃州中学高考物理一轮练习导学2021-05-20 02:44:097页
- 2020版高考物理大二轮复习考前知识2021-05-20 02:39:032页