2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練25 實(shí)驗(yàn):測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻 練習(xí)使用多用電表(含解析).doc
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實(shí)驗(yàn):測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻 練習(xí)使用多用電表 小題狂練 小題是基礎(chǔ) 練小題 提分快 1.[2019河南省豫南九校檢測(cè)]某興趣小組的同學(xué)制作了一個(gè)“水果電池”:將一銅片和一鋅片分別插入一蘋果內(nèi),就構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的“水果電池”,其電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V,內(nèi)阻約為幾百歐,現(xiàn)要求用量程合適的電壓表(內(nèi)阻幾千歐)、電流表(內(nèi)阻十幾歐)來測(cè)定水果電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r. ①本實(shí)驗(yàn)的電路應(yīng)該選擇圖________(選填“甲”或“乙”). ②若給出的滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格:A (0~20 Ω)、B(0~3 kΩ).本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器為________,通電前應(yīng)該把滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至________(選填“最大”或“最小”). ③實(shí)驗(yàn)中測(cè)出六組(U,I)的值,在U—I坐標(biāo)系中描出圖丙所示的六個(gè)點(diǎn),分析圖中的點(diǎn)跡可得出水果電池的電動(dòng)勢(shì)為E=________V,內(nèi)阻為r=________Ω.(均保留三位有效數(shù)字) ④根據(jù)在①中所選擇的電路測(cè)量得出的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的測(cè)量值與真實(shí)值相比,電動(dòng)勢(shì)E____________,內(nèi)阻r____________(均選填“偏大”、“相等”或“偏小”),由此造成的實(shí)驗(yàn)誤差屬于________誤差(選填“系統(tǒng)”或“偶然”). 答案:①甲?、贐 最大?、?.50 500?、芟嗟取∑蟆∠到y(tǒng) 解析:①“水果電池”的內(nèi)阻很大,為了使電表有明顯示數(shù),應(yīng)選用阻值較大的滑動(dòng)變阻器,由于滑動(dòng)變阻器的電阻較大,為減小誤差,應(yīng)選擇題圖甲所示電路(電流表內(nèi)接法).②由題意可知,“水果電池”的內(nèi)阻很大,若選用0~20 Ω的滑動(dòng)變阻器,當(dāng)滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí),電表的讀數(shù)幾乎不變,無法多次測(cè)量,使實(shí)驗(yàn)的誤差較大;為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)選用最大阻值較大的滑動(dòng)變阻器B,在閉合開關(guān)前,應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大.③圖線的縱截距等于電源的電動(dòng)勢(shì),U—I圖線的縱截距為1.50 V,故水果電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.50 V,圖線斜率的絕對(duì)值等于內(nèi)阻,r= Ω=500 Ω.④由于電流表的分壓,使得路端電壓存在誤差,而電流沒有誤差,運(yùn)用圖象法分別在U—I圖上由測(cè)量數(shù)據(jù)作出圖線1和修正誤差后由真實(shí)值作出圖線2,由圖看出,電動(dòng)勢(shì)沒有系統(tǒng)誤差,即電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值與真實(shí)值相等,內(nèi)阻的測(cè)量值偏大,由此造成的實(shí)驗(yàn)誤差屬于系統(tǒng)誤差. 2.[2019福建省福州市閩侯六中測(cè)試]某同學(xué)用伏安法測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.實(shí)驗(yàn)室提供的器材有: A.待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約18 V,內(nèi)阻約2 Ω) B.電壓表(內(nèi)阻約幾十千歐,量程為6 V) C.電流表(內(nèi)阻約為0.3 Ω,量程為3 A) D.滑動(dòng)變阻器(0~50 Ω,3 A) E.電阻箱(最大阻值999 999 Ω) F.開關(guān) G.導(dǎo)線若干 (1)為完成實(shí)驗(yàn),該同學(xué)將量程為6 V的電壓表擴(kuò)大量程,需測(cè)定電壓表的內(nèi)阻,該同學(xué)設(shè)計(jì)了圖1所示的甲、乙兩個(gè)電路,經(jīng)過思考,該同學(xué)選擇了甲電路,該同學(xué)放棄乙電路的理由是:______________________________________. (2)該同學(xué)按照?qǐng)D甲連接好電路,進(jìn)行了如下幾步操作. ①將滑動(dòng)變阻器觸頭滑到最左端,把電阻箱的阻值調(diào)到零; ②閉合開關(guān),緩慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭,使電壓表指針指到6.0 V; ③保持滑動(dòng)變阻器觸頭不動(dòng),調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.0 V時(shí),電阻箱的阻值如圖2所示,示數(shù)為________Ω; ④保持電阻箱的阻值不變,使電阻箱和電壓表串聯(lián),改裝成新的電壓表,改裝后電壓表的量程為________V. (3)將此電壓表(表盤未換)與電流表連成如圖3所示的電路,測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭,讀出電壓表和電流表示數(shù),作出的U—I圖象如圖4所示,則電源的電動(dòng)勢(shì)為________V,內(nèi)阻為________Ω.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 答案:(1)電路中電流太小,電流表無法準(zhǔn)確測(cè)量 (2)50 452 18 (3)17.4 1.60 解析:(1)電流表不能和電壓表串聯(lián),否則電流表讀數(shù)很小,無法準(zhǔn)確測(cè)量;(2)根據(jù)電阻箱各個(gè)旋鈕的位置,可得示數(shù)為50 452 Ω;依題意,電壓表的內(nèi)阻與電阻箱阻值之比為1:2,而電阻箱與電壓表為串聯(lián)關(guān)系,所以改裝后電壓表量程為63 V=18 V; (3)由于電壓表改裝過,并且改裝后的電壓表量程是原來的三倍,結(jié)合題圖4,可知電源的電動(dòng)勢(shì)為5.83 V=17.4 V,內(nèi)阻為題圖4中圖線斜率的絕對(duì)值的三倍,r=3 Ω=1.60 Ω. 3.[2019河北省五校聯(lián)盟摸底]為測(cè)定某舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材: A.舊干電池一節(jié); B.電壓表(視為理想電壓表,量程為0~3 V); C.電阻箱R(0~999.9 Ω); D.定值電阻R0=10 Ω; E.多用電表; F.開關(guān)、導(dǎo)線若干. (1)同學(xué)甲直接使用多用電表的直流2.5 V擋測(cè)量該干電池的電動(dòng)勢(shì),讀數(shù)如圖1所示,則該同學(xué)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)E=________V,此測(cè)量值比舊干電池電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值________(選填“大”或“小”). (2)同學(xué)乙將干電池接入如圖2所示的電路,規(guī)范操作得到如圖3所示的圖象.該同學(xué)所描繪的圖象中,橫坐標(biāo)是________(填選項(xiàng)前的字母). A.R B. C. (3)按照(2)問中所選的橫坐標(biāo),已知圖象的斜率為k,縱截距為b,則干電池的電動(dòng)勢(shì)E=____________,內(nèi)阻r=____________.(用k、b、R0表示) 答案:(1)1.45 小 (2)A (3)?。璕0 解析:(1)由題圖1可知,量程為2.5 V,則其讀數(shù)為1.45 V;由于干電池自身有內(nèi)阻,測(cè)量值為路端電壓,故測(cè)量值偏??;(2)根據(jù)題圖2可知兩電阻串聯(lián),電壓表測(cè)量R0兩端的電壓,則由閉合電路歐姆定律可知:U=IR0=R0,變形得:=++,故應(yīng)作出—R圖象,A正確;(3)根據(jù)題圖3可知,b=+ ,k=,解得:E=,r=-R0. 4.[2019廣東省湛江市調(diào)研]某研究小組收集了兩個(gè)電學(xué)元件:電阻R0(約為5 Ω)和舊電池(電動(dòng)勢(shì)約為3 V). 實(shí)驗(yàn)室備有如下器材: A.直流電壓表V1、V2(量程均為3 V,內(nèi)阻均約為 3 kΩ) B.電流表A(量程300 mA,內(nèi)阻為5 Ω) C.滑動(dòng)變阻器R1,最大阻值為20 Ω D.開關(guān)S一只、導(dǎo)線若干 (1)為了盡量準(zhǔn)確測(cè)定電阻R0的阻值,小組設(shè)計(jì)了一個(gè)電路,如圖甲所示為其對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖補(bǔ)充完整. (2)為測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,小組設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路圖.某次實(shí)驗(yàn)中電壓表的示數(shù)如圖丙所示,則電壓表讀數(shù)是________V. (3)根據(jù)圖乙所示的電路圖,分別用E、r、R0表示電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻和定值電阻阻值,則U1與U2的函數(shù)關(guān)系式為______________________.實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭,讀出直流電壓表V1、V2的多組數(shù)據(jù)U1、U2,描出U1—U2圖象如圖丁所示,圖中直線的斜率為k,與橫軸的截距為b,則電源的電動(dòng)勢(shì)E=__________,內(nèi)阻r=________(用k、b、R0表示). 答案:(1)如圖所示 (2)2.25(2.24~2.26均可) (3)U1=U2- 解析:(1)由于電流表的內(nèi)阻已知,為5 Ω,為了更好地減小誤差,電流表應(yīng)采用內(nèi)接法.(2)根據(jù)電壓表的讀數(shù)規(guī)則,電壓表讀數(shù)為2.25 V.(3)對(duì)題圖乙所示電路,根據(jù)閉合電路歐姆定律,E=U2+I(xiàn)r,其中I=,兩式聯(lián)立解得:U1=U2-,故題圖丁中的U1—U2圖象的斜率k=,解得電池內(nèi)阻r=;由U2-=0得U1—U2圖象在橫軸的截距b=,解得電池電動(dòng)勢(shì)E=. 5.[2019云南省建水六中模擬]小明同學(xué)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,為了準(zhǔn)確選取電壓表和電流表的量程,決定先用多用電表測(cè)量小燈泡的阻值. (1)在使用前發(fā)現(xiàn)電表指針位置如圖甲所示,該同學(xué)應(yīng)該調(diào)節(jié)________(選填“①”或“②”). (2)小明使用多用電表歐姆“10”擋測(cè)量小燈泡電阻阻值,讀數(shù)如圖乙所示,為了更準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量,小明應(yīng)該旋轉(zhuǎn)開關(guān)至歐姆________(選填“100”或“1”)擋,兩表筆短接并調(diào)節(jié)________(選填“①”或“②”). (3)按正確步驟測(cè)量時(shí),指針指在如圖丙所示位置,則小燈泡阻值的測(cè)量值為________Ω. 答案:(1)① (2)1?、凇?3)30 解析:(1)使用前指針不指零,應(yīng)調(diào)機(jī)械調(diào)零旋鈕①;(2)示數(shù)太小,應(yīng)換小倍率,所以小明應(yīng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)至歐姆“1”擋,兩表筆短接,歐姆調(diào)零,應(yīng)調(diào)歐姆調(diào)零旋鈕②;(3)歐姆表讀數(shù)規(guī)則是“示數(shù)倍率”,讀數(shù)應(yīng)為301 Ω=30 Ω. 6.[2019云南省昆明一中摸底]某同學(xué)用靈敏電流計(jì)改裝多用電表,如圖所示為其設(shè)計(jì)的電路原理圖,已知靈敏電流計(jì)G的滿偏電流為Ig=3 mA,內(nèi)阻Rg=100 Ω. (1)根據(jù)該電路原理圖,A表筆應(yīng)為________表筆.(選填“紅”或“黑”) (2)若開關(guān)S1閉合,S2接位置1時(shí),要求該電表為0~0.6 A的電流表,則電阻R1應(yīng)為________Ω,當(dāng)開關(guān)S1斷開,S2接位置3時(shí),要求該電表為0~3 V的電壓表,則電阻R2應(yīng)為________Ω.(保留三位有效數(shù)字) 答案:(1)紅 (2)0.503 900 解析:(1)由題圖可知,圖中A與歐姆表內(nèi)置電源負(fù)極相連,A應(yīng)是紅表筆;(2)若開關(guān)S1閉合,S2接位置1時(shí),靈敏電流計(jì)G與電阻R1并聯(lián),改裝成電流表,R1==0.503 Ω,當(dāng)開關(guān)S1斷開,S2接位置3時(shí),靈敏電流計(jì)G與電阻R2串聯(lián),改裝成電壓表,R2==900 Ω. 7.[2019山東省臨沂一中摸底]指針式多用電表是常用的電學(xué)測(cè)量?jī)x器,請(qǐng)完成下列問題. 如圖1所示為多量程多用電表的示意圖. (1)當(dāng)接通1或2時(shí),為________(選填“電流”、“電阻”或“電壓”)擋,1的量程比2的量程________(選填“大”或“小”).若選擇開關(guān)撥至“25 mA”擋,指針的位置如圖2所示,則測(cè)量結(jié)果為________mA,接通5或6時(shí),5的量程比6的量程________(選填“大”或“小”). (2)當(dāng)接通3或4測(cè)量某電阻時(shí),用“10”擋時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,他應(yīng)該換用________(選填“1”或“100”)擋,換擋后,在測(cè)量前要先進(jìn)行________.若此多用電表所用表頭的滿偏電流是100 mA,則換擋后電池的電動(dòng)勢(shì)E=________ V;圖1中________(選填“A”或“B”)為紅表筆. 答案:(1)電流 大 11.5 小 (2)1 歐姆調(diào)零 1.5 A 解析:(1)靈敏電流計(jì)改裝成電流表時(shí)要并聯(lián)一電阻分流,所以1、2位置是電流擋;并聯(lián)電阻越小,分流越大,則改裝的電流表量程越大,故1位置的量程較大;電流表選擇擋位為25 mA,電流擋的最小分度是0.5 mA,則讀數(shù)為11.5 mA;要測(cè)量電壓,電流計(jì)應(yīng)與電阻串聯(lián),由題圖2可知當(dāng)選擇開關(guān)S旋到5、6位置時(shí)測(cè)量電壓,電流計(jì)所串聯(lián)的電阻越大,所測(cè)量電壓值越大,故轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到5位置的量程比旋到6位置的量程??;(2)因偏轉(zhuǎn)角度過大,則電阻小,要用小量程的,應(yīng)選擇“1”擋,換擋后電路改變,要重新歐姆調(diào)零,換擋后中值電阻為R=15 Ω,則換擋后電池的電動(dòng)勢(shì)E=IgR=0.115 V=1.5 V,根據(jù)電流紅進(jìn)黑出的原則可知,多用電表內(nèi)電池的正極與黑表筆相連,則A為紅表筆. 課時(shí)測(cè)評(píng) 綜合提能力 課時(shí)練 贏高分 1.[2019湖北省武漢市部分學(xué)校調(diào)研]如圖a所示為一黑箱,內(nèi)有一節(jié)干電池、若干電阻,A、B為黑箱的兩個(gè)輸出端. (1)為探索黑箱,某同學(xué)用多用電表進(jìn)行以下測(cè)量,你認(rèn)為正確的操作是________. A.用歐姆擋測(cè)量A、B間的電阻 B.用直流電流擋測(cè)量A、B間的輸出電流 C.用直流電壓擋測(cè)量A、B間的輸出電壓 D.用交流電壓擋測(cè)量A、B間的輸出電壓 (2)含有電源的黑箱相當(dāng)于一個(gè)等效電源,A、B為等效電源的兩極.為了測(cè)定這個(gè)等效電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖b所示的電路.調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,記錄下電壓表的示數(shù)U,圖c是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出的圖象,若忽略電壓表內(nèi)阻的影響,根據(jù)圖象可求得等效電源的電動(dòng)勢(shì)E=________V,等效內(nèi)阻r=________Ω.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) (3)如果考慮電壓表內(nèi)阻的影響,測(cè)得的等效電源的電動(dòng)勢(shì)與真實(shí)值相比________,測(cè)得的等效內(nèi)阻與真實(shí)值相比________.(選填“偏大”、“偏小”或“相同”) 答案:(1)C (2)1.43 1.07(1.04~1.10均正確) (3)偏小 偏小 解析:(1)因?yàn)楹谙鋬?nèi)含有電源,所以不能用歐姆擋直接測(cè)量;用電流擋測(cè)量A、B間的輸出電流,可能會(huì)造成短路,也不能用交流電壓擋測(cè)量A、B間的輸出電壓,只能用直流電壓擋測(cè)量A、B間的輸出電壓,選項(xiàng)C正確.(2)由閉合電路歐姆定律可知:E=U+r,即=+ ,由題圖c可知=0.70 V-1,解得E=1.43 V;= Ω/V=0.75 Ω/V,則r=1.07 Ω.(3)如果考慮電壓表內(nèi)阻的影響,則外電阻的實(shí)際阻值小于R,使測(cè)得的等效電源的電動(dòng)勢(shì)與真實(shí)值相比偏小,測(cè)得的等效內(nèi)阻與真實(shí)值相比也偏小. 2.[2019山東省泰安市模擬]在測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室提供了合適的實(shí)驗(yàn)器材. (1)甲同學(xué)按電路圖a進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn),其中R0=1 Ω,則 ①請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線在圖b中完成電路的連接; ②由電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I,畫出U—I圖線如圖c所示,可得電源的電動(dòng)勢(shì)E=________V,內(nèi)阻r=________Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)乙同學(xué)將測(cè)量電路連接成如圖d所示,其他操作正確,由電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I,畫出U—I圖線如圖e所示,可得電源的電動(dòng)勢(shì)E=________V,內(nèi)阻r=________Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 答案:(1)①見解析?、?.0 0.38 (2)2.9 0.50 解析:(1)①根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖,如圖所示;②在畫出的U—I圖象中,縱橫的截距表示電源電動(dòng)勢(shì),斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻與定值電阻R0的和,根據(jù)題圖c可得:E=3.00 V,r+R0=||= Ω=1.38 Ω,且R0=1 Ω,則r=0.38 Ω;(2)由乙同學(xué)的電路接法可知,R左右兩部分并聯(lián)后與R0串聯(lián),則可知,在滑片移動(dòng)過程中,滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻先增大后減小,則路端電壓先增大后減小,所以出現(xiàn)題圖e所示的圖象,則由圖象可知,當(dāng)電壓為2.40 V時(shí),電流為0.50 A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩部分電阻相等,則總電流為I1=1 A;而當(dāng)電壓為2.30 V時(shí),電流分別對(duì)應(yīng)0.33 A和0.87 A,則說明當(dāng)電壓為2.30 V時(shí),干路電流為I2=0.33 A+0.87 A=1.2 A;則根據(jù)閉合電路歐姆定律可得:2.40 V=E-1 Ar,2.30 V=E-1.20 Ar,解得:E=2.9 V,r=0.50 Ω. 3.[2019廣西南寧摸底]某實(shí)驗(yàn)小組利用一滑動(dòng)變阻器和未知內(nèi)阻的微安表,來測(cè)量多用電表歐姆“1 k”擋內(nèi)部電池的電動(dòng)勢(shì)E. (1)該小組采用圖1甲中的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)將圖1乙中的實(shí)物連接完整. 圖1 (2)請(qǐng)將下面的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整: A.插上紅、黑表筆,把多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋的“1 k”位置,將紅、黑表筆________,調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”,使指針指到“0 Ω”. B.按照電路圖連接好電路. C.接通開關(guān),改變滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值,得到多用電表和微安表的示數(shù)分別如圖2所示.多用電表和微安表的讀數(shù)分別為________kΩ和________μA. D.?dāng)嚅_開關(guān),拔下紅、黑表筆,把多用電表的選擇開關(guān)扳到________位置. (3)若表盤中央刻度為15,結(jié)合以上信息可得多用電表“1 k”擋內(nèi)部電池的電動(dòng)勢(shì)為________V(保留兩位有效數(shù)字). 答案:(1)電路連接如圖所示 (2)A.短接 C.22 243(242~244也正確) D.OFF擋(或交流電壓最高擋) (3)9.0 解析:(1)根據(jù)電路圖,連接實(shí)物圖.注意多用電表的紅表筆連接的是多用電表內(nèi)部電池的負(fù)極,所以紅表筆應(yīng)該通過滑動(dòng)變阻器連接微安表的負(fù)接線柱,黑表筆應(yīng)該通過開關(guān)連接微安表的正接線柱.(2)A.根據(jù)歐姆表的使用方法可知,選擋后應(yīng)先進(jìn)行歐姆調(diào)零,即將歐姆表的紅表筆和黑表筆短接,調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向刻度盤的最右側(cè)0 Ω處.C.根據(jù)歐姆表的讀數(shù)規(guī)則,讀數(shù)為22 1 kΩ=22 kΩ.根據(jù)微安表讀數(shù)規(guī)則,微安表讀數(shù)為243 μA.D.根據(jù)多用電表使用規(guī)則,實(shí)驗(yàn)完畢,由于多用電表內(nèi)部有電池,為避免表筆短路損壞電池,應(yīng)該將選擇開關(guān)扳到OFF擋(或交流電壓最高擋).(3)歐姆調(diào)零后,歐姆表內(nèi)阻等于表盤上中央刻度乘以擋上所標(biāo)示的倍率,即歐姆表的中值電阻,由此可知,歐姆表“1 k”擋的內(nèi)阻為R0=151 kΩ=15 kΩ.根據(jù)閉合電路歐姆定律,可得E=I(R+R0),式中I為微安表讀數(shù)243 μA,R為歐姆表讀數(shù)(即滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻和微安表內(nèi)阻之和)22 kΩ,代入數(shù)據(jù),可得E=24310-6 A(22+15)103 Ω=8.991 V≈9.0 V. 4.[2019陜西省西安市聯(lián)考]某物理興趣小組設(shè)計(jì)了如圖a所示的歐姆表電路,通過控制開關(guān)S和調(diào)節(jié)電阻箱,可使歐姆表具有“1”和“10”兩種倍率.所用器材如下: A.干電池:電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V,內(nèi)阻r=1.0 Ω B.電流表G:滿偏電流Ig=1 mA,內(nèi)阻Rg=150 Ω C.定值電阻R1=1 200 Ω D.電阻箱R2和R3:最大阻值都為999.9 Ω E.電阻箱R4:最大阻值為9 999 Ω F.開關(guān)一個(gè),紅、黑表筆各1支,導(dǎo)線若干 (1)該實(shí)驗(yàn)小組按圖a正確連接好電路.當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)電阻箱R2=________Ω,使電流表達(dá)到滿偏,此時(shí)閉合電路的總電阻為歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi),則R內(nèi)=________Ω,歐姆表的倍率是________(選填“1”或“10”). (2)閉合開關(guān)S: 第一步:調(diào)節(jié)電阻箱R2和R3,當(dāng)R2=________Ω且R3=________Ω時(shí),將紅、黑表筆短接,電流表再次滿偏; 第二步:在紅、黑表筆間接入電阻箱R4,調(diào)節(jié)R4,當(dāng)電流表指針指向圖b所示的位置時(shí),對(duì)應(yīng)的歐姆表的刻度值為________Ω. 答案:(1)149 1 500 10 (2)14 150 100 解析:(1)由閉合電路歐姆定律可知,歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)== Ω=1 500 Ω,則R2=R內(nèi)-R1-Rg-r=149 Ω,中值電阻應(yīng)為1 500 Ω,根據(jù)多用電表的刻度設(shè)置可知,表盤上只有兩種擋位,若為“1”,則中值電阻太大,不符合實(shí)際,故歐姆表倍率應(yīng)為“10”;(2)為了得到“1”倍率,應(yīng)讓滿偏時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻為150 Ω,電流為I1= A=0.01 A,此時(shí)表頭中電流應(yīng)為0.001 A,則與之并聯(lián)的電阻R3中的電流應(yīng)為0.01 A-0.001 A=0.009 A,并聯(lián)電阻為R3= Ω=150 Ω,R2+r= Ω=15 Ω,故R2=(15-1) Ω=14 Ω;題圖b所示電流為0.60 mA,則通過電源的電流為6 mA,因此總電阻為R總=103 Ω=250 Ω,故待測(cè)電阻為R測(cè)=250 Ω-150 Ω=100 Ω. 5.在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量?jī)蓚€(gè)直流電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.電源甲的電動(dòng)勢(shì)大約為4.5 V,內(nèi)阻大約為1.5 Ω;電源乙的電動(dòng)勢(shì)大約為1.5 V,內(nèi)阻大約為1 Ω.由于實(shí)驗(yàn)室條件有限,除了導(dǎo)線、開關(guān)外,實(shí)驗(yàn)室還能提供如下器材: A.量程為0~3 V的電壓表V B.量程為0~0.6 A的電流表A1 C.量程為0~3 A的電流表A2 D.阻值為4.0 Ω的定值電阻R1 E.阻值為100 Ω的定值電阻R2 F.最大阻值為10 Ω的滑動(dòng)變阻器R3 G.最大阻值為100 Ω的滑動(dòng)變阻器R4 (1)選擇電壓表、電流表、定值電阻、滑動(dòng)變阻器等器材,采用圖甲所示電路測(cè)量電源甲的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻. ①定值電阻應(yīng)該選擇________(填“D”或“E”);電流表應(yīng)該選擇________(填“B”或“C”);滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇________(填“F”或“G”). ②分別以電流表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U為橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo),計(jì)算機(jī)擬合得到如圖乙所示U-I圖象,U和I的單位分別為V和A,擬合公式為U=-5.6I+4.4. 則電源甲的電動(dòng)勢(shì)E=________ V,內(nèi)阻r=________Ω.(保留兩位有效數(shù)字) ③在測(cè)量電源甲的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是________. A.電壓表的分流作用 B.電壓表的分壓作用 C.電流表的分壓作用 D.電流表的分流作用 E.定值電阻的分壓作用 (2)為了簡(jiǎn)便快捷地測(cè)量電源乙的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,選擇電壓表、定值電阻等器材,采用圖丙所示電路. ①定值電阻應(yīng)該選擇________(填“D”或“E”). ②實(shí)驗(yàn)中,首先將K1斷開,K2閉合,電壓表示數(shù)為1.48 V.然后將K1、K2均閉合,電壓表示數(shù)為1.23 V,則電源乙電動(dòng)勢(shì)E=________ V,內(nèi)阻r=________Ω.(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位小數(shù)) 答案:(1)①D B F?、?.4 1.6 ③A (2)①D?、?.48 0.81 解析:(1)①測(cè)電動(dòng)勢(shì)約4.5 V的電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻時(shí),由于有定值電阻的存在,電路中的最大電流為 A,如果用量程為3 A的電流表,則讀數(shù)誤差太大,因此,電流表應(yīng)選B;測(cè)電動(dòng)勢(shì)約4.5 V電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻時(shí),電路最小電阻為R== Ω=7.5 Ω,考慮電源內(nèi)阻、滑動(dòng)變阻器電阻,定值電阻應(yīng)選D;為方便實(shí)驗(yàn)操作,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F.②由表達(dá)式U=-5.6I+4.4及U=E-I(r+R1)可知,電源電動(dòng)勢(shì)為E=4.4 V,內(nèi)阻為r=5.6 Ω-4 Ω=1.6 Ω.③由電路圖可知,電壓表的分流作用會(huì)造成實(shí)驗(yàn)誤差,故選A.(2)①用圖丙所示電路測(cè)電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻,定值電阻適當(dāng)小一點(diǎn),實(shí)驗(yàn)誤差小,因此定值電阻應(yīng)選D.②由電路圖可知,K1斷開,K2閉合,電壓表示數(shù)為電源電動(dòng)勢(shì),電壓表示數(shù)為1.48 V,即電源乙電動(dòng)勢(shì)為E=1.48 V;K1、K2均閉合,電壓表示數(shù)為1.23 V,電壓表測(cè)路端電壓,此時(shí)電路電流為I== A=0.307 5 A,電源內(nèi)阻為r=≈0.81 Ω. 6.某同學(xué)通過查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池.該同學(xué)想測(cè)量一下這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開關(guān)、一個(gè)電阻箱(最大阻值為999.9 Ω,可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用)、一只電流表(量程Ig=0.6 A,內(nèi)阻rg=0.1 Ω)和若干導(dǎo)線. (1)請(qǐng)根據(jù)測(cè)定電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的要求,設(shè)計(jì)圖甲中器件的連接方式,畫線把它們連接起來. (2)接通開關(guān),逐次改變電阻箱的阻值R,讀出與R對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I,并做記錄.當(dāng)電阻箱的阻值R=2.6 Ω時(shí),其對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖乙所示.處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),首先計(jì)算出每個(gè)電流值I的倒數(shù),再制作R-坐標(biāo)圖,如圖丙所示,圖丙中已標(biāo)注出了的幾個(gè)與測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請(qǐng)你將與圖乙實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖丙上. (3)在圖丙上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成圖線. (4)根據(jù)圖丙描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=________ V,內(nèi)阻r=________ Ω. 答案:(1)如圖a所示 (2)如圖b所示 (3)如圖b所示 (4)1.5(1.46~1.54均可) 0.3(0.25~0.35均可) 解析:(1)首先應(yīng)理解本題的實(shí)驗(yàn)原理,由閉合電路歐姆定律可知E=I(R+r),只要知道兩組外電阻和電流值,就可以解出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.因此,直接將電阻箱和電流表串聯(lián)在電路中就行.(2)當(dāng)R=2.6 Ω時(shí),由題圖乙可知I=0.5 A,=2 A-1,描點(diǎn)(2,2.6),見圖b.(3)R-圖線是一條傾斜的直線.注意連線時(shí):①不能連成折線;②為減小偶然誤差,個(gè)別偏離太遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去.(4)由閉合電路的歐姆定律得E=I(R+r+rg),則R=-(r+rg),故圖線的斜率k表示電池電動(dòng)勢(shì)E的大小,縱軸截距的絕對(duì)值表示電阻(r+rg).由圖b可知E=k= V≈1.5 V(1.46~1.54 V范圍內(nèi)均正確),r≈0.3 Ω(0.25~0.35 Ω均正確). 7.[2019湖南長(zhǎng)沙模擬]在測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)在電路中添加了一個(gè)未知阻值的保護(hù)電阻R0,本實(shí)驗(yàn)的器材有:待測(cè)電池E,保護(hù)電阻R0,電流表A,電壓表V,滑動(dòng)變阻器R,開關(guān)K1,單刀雙擲開關(guān)K2,導(dǎo)線若干. (1)根據(jù)圖甲所示的電路原理圖把圖乙所示的實(shí)物圖用筆畫線代替導(dǎo)線補(bǔ)充完整. (2)該同學(xué)先將K2扳到__________(填“a”或“b”)來測(cè)量定值電阻兩端的電壓和電流,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,讀出幾組電壓表和電流表的數(shù)據(jù)并記錄;再將K2扳到__________(填“a”或“b”)來測(cè)量路端電壓和電流,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,讀出幾組電壓表和電流表的數(shù)據(jù)并記錄. (3)將兩次記錄的數(shù)據(jù)在同一個(gè)坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖,如圖丙所示,由圖象可得保護(hù)電阻R0=________Ω,被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=________V,內(nèi)阻r=________Ω;由實(shí)驗(yàn)電路圖分析可知,所測(cè)電阻R0的測(cè)量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值,這對(duì)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻________(填“有影響”或“無影響”). 答案:(1)如圖所示 (2)a b (3)2 1.5 0.5 大于 無影響 解析:(1)由電路的結(jié)構(gòu)可知,開關(guān)K2分別在a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí),測(cè)量的電壓分別是R0的電壓與路端電壓,由此連接完整電路,如圖所示. (2)由題圖甲可知,要想測(cè)量定值電阻R0的阻值,應(yīng)測(cè)量電阻R0兩端的電壓和電流,故應(yīng)將開關(guān)K2扳到a;而要想測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,應(yīng)測(cè)量路端電壓和干路電流,故應(yīng)將開關(guān)K2扳到b. (3)由題圖丙可知,保護(hù)電阻阻值R0== Ω=2 Ω;由題圖丙電池的U-I圖象可知,圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值為1.5,被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V,內(nèi)阻r== Ω=0.5 Ω;由題圖甲電路圖可知,電流表采用內(nèi)接法,由于電流表的分壓作用,電壓表的測(cè)量值偏大,由歐姆定律可知,保護(hù)電阻R0的測(cè)量值大于真實(shí)值;保護(hù)電阻對(duì)測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻沒有影響.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練25 實(shí)驗(yàn):測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻 練習(xí)使用多用電表含解析 2020 高考 物理 一輪 復(fù)習(xí) 全程 訓(xùn)練 計(jì)劃 25 實(shí)驗(yàn) 測(cè)定 電源 電動(dòng)勢(shì) 電阻
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