【走向高考】2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 第5講 實驗（三）測定電源電動勢和內(nèi)阻實驗

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1、第7章 第5講 一、選擇題 1．為測定某一電池的電動勢和內(nèi)電阻，下面幾組器材中，能完成實驗的是(　　) A．一只電流表、一只電壓表、一只變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線 B．一只電流表、兩只變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線 C．一只電流表、一只電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線 D．一只電壓表、一只電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線 [答案]　ACD [解析]　只有電流表和滑動變阻器是不能求出E、r. 2．(2020·合肥質(zhì)檢)如圖所示電路的三根導(dǎo)線中，有一根是斷的，電源、電阻器R1、R2及另外兩根導(dǎo)線都是好的．為了查出斷導(dǎo)線，某學(xué)生想先將多用電表的紅表筆連接在電源的正極a，再將黑表筆分別連接在電阻器R1的b端和R2的c端，并

2、觀察多用表指針的示數(shù)，在下列選項中，符合操作規(guī)程的是(　　) A．直流10V擋　　　　　　 B．直流0.5A擋 C．直流2.5V擋 D．歐姆擋 [答案]　A 3．(2020·淄博模擬)如圖所示，閉合開關(guān)時燈不亮，已經(jīng)確定是燈泡斷路或短路引起的，在不能拆開電路的情況下(開關(guān)可閉合，可斷開)，現(xiàn)用一個多用電表的直流電壓擋、直流電流擋和歐姆擋分別對故障作出如下判斷(如表所示)： 次序 操作步驟 現(xiàn)象和結(jié)論 1 閉合開關(guān)，選直流電壓擋，紅黑表筆分別接a、b 有示數(shù)，燈斷路；無示數(shù)，燈短路 2 閉合開關(guān)，選直流電流擋，紅黑表筆分別接a、b 有示數(shù)，燈斷路；無示數(shù)，燈短路

3、 3 斷開開關(guān)，選歐姆擋，紅黑表筆分別接a、b 指針不動，燈斷路；指針偏轉(zhuǎn)，燈短路 4 閉合開關(guān)，選歐姆擋，紅黑表筆分別接a、b 指針不動，燈斷路，指針偏轉(zhuǎn)，燈短路 以上判斷正確的是(　　) A．只有1、2對 B．只有3、4對 C．只有1、2、3對 D．全對 [答案]　C 4．(2020·四川)用多用電表探測圖甲所示黑箱發(fā)現(xiàn)：用直流電壓擋測量，E、G兩點間和F、G兩點間均有電壓，E、F兩點間無電壓；用歐姆擋測量，黑表筆(與電表內(nèi)部電源的正極相連)接E點，紅表筆(與電表內(nèi)部電源的負(fù)極相連)接F點，阻值很小，但反接阻值很大．那么，該黑箱內(nèi)元件的接法可能是圖

4、乙中的(　　) [答案]　B [解析]　用電壓表測量黑箱內(nèi)部時有電壓，說明有電源．用歐姆表測量E、F點，由于表筆正、反接時，電阻差別很大，說明黑箱內(nèi)部有二極管．由實驗結(jié)果可判斷B選項正確． 二、非選擇題 5．(2020·四川攀枝花期末檢測)如圖是多用表的刻度盤，當(dāng)選用量程為50mA的電流擋測量電流時，指針指于圖示位置，則所測電流為________mA；若選用倍率為“×100”的電阻擋測電阻時，指針也指示在圖示同一位置，則所測電阻的阻值為________Ω.如果要用此多用表測量一個約2.0×104Ω的電阻，為了使測量比較精確，應(yīng)選的歐姆擋是________(選填“×10”、“×100

5、”或“×1k”)．換擋結(jié)束后，實驗操作上首先要進行的步驟是________． [答案]　30.8　1.5×103　×1k　歐姆擋調(diào)零 [解析]　當(dāng)選用量程為50mA的電流擋測量電流時，按照刻度盤中間刻度讀數(shù)；若選用倍率為“×100”的電阻擋測電阻時，按照刻度盤上面的刻度讀數(shù)；注意電阻讀數(shù)從右向左讀，指針?biāo)缚潭刃璩艘员堵剩么硕嘤帽頊y量一個約2.0×104Ω的電阻，為了使測量比較精確，盡可能使指針指在中間附近，應(yīng)選的歐姆擋是×1k.測量電阻選擇歐姆擋后首先要進行的步驟是歐姆擋調(diào)零． 6．(2020·海淀)用圖甲所示的電路，測定某電源的電動勢和內(nèi)阻，R為電阻箱，阻值范圍0～9999Ω

6、，R0是保護電阻，電壓表內(nèi)阻對電路的影響可忽略不計． 該同學(xué)連接好電路后，閉合開關(guān)S，改變電阻箱接入電路的電阻值，讀取電壓表的示數(shù)．根據(jù)讀取的多組數(shù)據(jù)，他畫出了圖乙所示的圖象． (1)在圖乙所示圖象中，當(dāng)＝0.10V－1，外電路處于________狀態(tài)(選填“通路”、“斷路”或“短路”)． (2)根據(jù)該圖象可求得該電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω. [答案]　(1)斷路　(2)10(9.5～10.5之間均可)　50(50～55之間均可) [解析]　(1)當(dāng)＝0.10V－1時，對應(yīng)＝0，R0＋R無窮大，所以外電路處于斷路狀態(tài)． (2)根據(jù)閉合電路

7、歐姆定律可得E＝(R0＋R＋r)，變形得＝＋·，縱軸截距為＝0.10V－1，所以電動勢等于10V；斜率為＝5A－1，所以內(nèi)阻r＝50Ω. 7．(2020·濰坊模擬)為測定一節(jié)干電池(電動勢約1.5V，內(nèi)阻約1.0Ω)的電動勢和內(nèi)阻，實驗室備有電流表G(滿偏電流3mA，內(nèi)阻25Ω)、定值電阻R0＝0.126Ω、開關(guān)和若干導(dǎo)線及以下器材： A．量程0～3V，內(nèi)阻約1000Ω的電壓表 B．量程0～15V，內(nèi)阻約1500Ω的電壓表 C．總阻值為10Ω、額定電流為2A的滑動變阻器 D．總阻值為100Ω、額定電流為1A的滑動變阻器 (1)因電流表量程太小，需將R0與電流表________連接以

8、擴大量程； (2)電壓表應(yīng)選擇________；滑動變阻器應(yīng)選擇________．(填序號) (3)請在方框內(nèi)完成實驗電路圖； (4)根據(jù)所畫出的電路圖，分析引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是________． [答案]　(1)并聯(lián)　(2)A　C　(3)如圖所示 (4)由于電壓表的分流作用造成改裝后電流表讀數(shù)總是比電池實際輸出電流小 [解析]　(1)將小量程的電流表改裝成大量程的電流表需并聯(lián)電阻分流；(2)在都安全的情況下，阻值小的滑動變阻器連續(xù)性較好；(3)電路圖見答案；(4)見答案． 8．(2020·廣東汕尾期末)某同學(xué)用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，所給的其他

9、器材有： A．電壓表V：0～3V～15V B．電流表A：0～0.6A～3A C．變阻器R1：(20Ω，1A) D．變阻器R2：(1000Ω，0.1A) E．電鍵S和導(dǎo)線若干 (1)實驗中電壓表應(yīng)選用的量程為________(填“0～3V”或“0～16V”)；電流表應(yīng)選用的量程為________(填“0～0.6A”或“0～3A”)；變阻器應(yīng)選用________； (2)根據(jù)實驗要求連接實物電路圖； (3)實驗測得的6組數(shù)據(jù)已在U－I圖中標(biāo)出，如圖所示，請你根據(jù)數(shù)據(jù)點位置完成U－I圖線，并由圖線求出該電池的電動勢 E＝________V，電阻r＝________

10、Ω. [答案]　(1)0～3V　0～0.6A　R1 (2) (3)U－I圖線如圖所示　1.5　0.50 [解析]　(1)一節(jié)干電池的電動勢為1.5V，故電壓表選擇0～3V即可；流經(jīng)干電池的電流不允許過大，故電流表選擇0～0.6A即可；變阻器選擇R1，調(diào)節(jié)時連續(xù)性較好； (3)由閉合電路歐姆定律E＝U＋Ir得，U＝－rI＋E，在U－I圖象中，縱軸截距表示電源電動勢，斜率絕對值代表電源內(nèi)阻． 9．(2020·江蘇啟東中學(xué))某興趣小組為了測量一待測電阻Rx的阻值，準(zhǔn)備先用多用電表粗測出它的阻值，然后再用伏安法精確地測量，實驗室里準(zhǔn)備了以下器材： A．多用電表 B．電壓表V1，

11、量程6V，內(nèi)阻約10kΩ C．電壓表V2，量程15V，內(nèi)阻約20kΩ D．電流表A1，量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω E．電流表A2，量程3A，內(nèi)阻約0.02Ω F．電源：電動勢E＝9V G．滑動變阻器R，最大阻值10Ω，最大電流2A H．導(dǎo)線、電鍵若干 (1)①在用多用電表粗測電阻時，該興趣小組首先選用“×10”歐姆擋，其阻值如圖甲中指針?biāo)?，為了減小多用電表的讀數(shù)誤差，多用電表的選擇開關(guān)應(yīng)換用________歐姆擋；②按正確的操作程序再一次用多用電表測量該待測電阻的阻值時，其阻值如圖乙中指針?biāo)?，則Rx的阻值大約是________Ω. (2)①在用伏安法測量該電

12、阻的阻值時，要求待測電阻的電壓從0開始可以連續(xù)調(diào)節(jié)，則在上述器材中應(yīng)選出的器材是________(填器材前面的字母代號)．②在虛線框內(nèi)畫出用伏安法測量該電阻的阻值時的實驗電路圖． [答案]　(1)①“×1”?、?9 (2)①BDFGH　 ②如圖所示 [解析]　(1)①選用“×10”歐姆擋時指針偏轉(zhuǎn)角度太小，說明擋位選大了，應(yīng)換用較小的擋位即“×1”歐姆擋，②歐姆表讀數(shù)為表盤讀數(shù)與擋位的乘積． (2)①選擇電表的依據(jù)是安全、準(zhǔn)確．因為電源的電動勢E＝9V，所以電壓表選B，電流表選D.②要求待測電阻的電壓從0開始可以連續(xù)調(diào)節(jié)，所以滑動變阻器采用分壓式接法；比較電流表內(nèi)阻、電壓表內(nèi)阻和

13、待測電阻的大小可斷定采用電流表外接法． 10．(2020·試題調(diào)研)某實驗小組要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供的實驗器材如下： A．待測的干電池(電動勢約為1.5V，內(nèi)電阻約為2Ω) B．電壓表V1(0～2V，內(nèi)阻RV1＝4000Ω) C．電壓表V2(0～2Ω，內(nèi)阻RV2約為3500Ω) D．電流表A(0～3A，內(nèi)阻0.1Ω) E．電阻箱R1(0～9999Ω) F．滑動變阻器R2(0～200Ω，1A) G．電鍵和導(dǎo)線若干 該小組根據(jù)以上實驗器材設(shè)計了如圖所示的電路來測量電源的電動勢和內(nèi)阻． (1)請你根據(jù)實驗電路補充完整主要的實驗步驟： a．閉合電鍵____

14、____，記下V1的讀數(shù)U1， b．閉合電鍵________，斷開電鍵________， 記下____________________________________________________________． (2)請你根據(jù)以上步驟記錄的物理量和已知的物理量寫出該干電池的電動勢和內(nèi)阻的表達式： E＝________，r＝________. (3)在現(xiàn)有器材的條件下，請你選擇合適的實驗器材，并設(shè)計出另一種測量干電池電動勢和內(nèi)阻的方案，在下邊方框中畫出實驗電路圖． (4)如果要求用圖象處理你設(shè)計的實驗的數(shù)據(jù)，并能根據(jù)圖象較直觀地求出電動勢和內(nèi)阻，則較適合的函數(shù)表達式是___

15、_____，請你在下邊虛框中畫出此表達式對應(yīng)的大致圖象． [答案]　(1)a.S1和S2　b．S1　S2　V1的讀數(shù)U1′和V2的讀數(shù)U2 (2)　(－1)RV1 (3)電路圖如圖所示 (4)＝＋　對應(yīng)的圖象如左圖所示(或者＝－　對應(yīng)的圖象如右圖所示) [解析]　(2)S1和S2均閉合時，E＝U1＋r①；S1閉合、S2斷開時，E＝U1′＋U2＋r②，由①②聯(lián)立解得：E＝　r＝(－1)RV1. (3)已給器材中有電阻箱，則可用電壓表V1和電阻箱并聯(lián)，通過調(diào)整電阻箱的阻值得到不同的路端電壓值，求得電源電動勢和內(nèi)電阻，設(shè)計的電路圖如答案中圖所示． (4)由閉合電路歐姆定律E

16、＝U＋r變形可得：＝＋，以為縱軸、為橫軸建立直角坐標(biāo)系，畫出圖象，見答案中圖所示． 11．(2020·廣州)在“用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻”的實驗中，提供的器材有： A．干電池一節(jié) B．電流表(量程0.6A) C．電壓表(量程3V) D．開關(guān)S和若干導(dǎo)線 E．滑動變阻器R1(最大阻值20Ω，允許最大電流1A) F．滑動變阻器R2(最大阻值300Ω，允許最大電流0.5A) G．滑動變阻器R3(最大阻值1000Ω，允許最大電流0.1A) (1)①按如圖甲所示電路測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，滑動變阻器應(yīng)選________(填寫代號)． ②為使測量盡可能精確，用筆畫線

17、代替導(dǎo)線將如圖乙所示的實物圖連接成實驗電路(已連接了部分線)，要求變阻器的滑動觸頭滑至最右端時，其使用電阻值最大． (2)實驗步驟： ①按實驗要求連接好電路．閉合開關(guān)前把變阻器的滑動觸頭滑至一端，使接入電路的阻值最大； ②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使________的指針有明顯偏轉(zhuǎn)，讀取________和________的示數(shù)．用同樣方法測量多組數(shù)據(jù)；③斷開開關(guān)，整理好器材； ④數(shù)據(jù)處理． (3)將實驗測得的數(shù)據(jù)標(biāo)在如圖丙所示的坐標(biāo)圖中，請作出U－I圖線，由此求得待測電池的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) [答案]　(1)①E(或R1)?、谌鐖D　 (2)②電流表　電流表　電壓表　 (3)如圖　1.50　1.88　(E：1.47～1.50V，r：1.80～1.88Ω均算對) [解析]　本題考查測電池的電動勢和內(nèi)電阻實驗的儀器選擇、實驗步驟和數(shù)據(jù)處理．滑動變阻器不要選阻值過大的，因為阻值過大不便于調(diào)節(jié)，當(dāng)然要保證電流不超過額定值，所以選R1；U－I圖線中，與縱軸的交點就是電動勢，斜率就是內(nèi)阻．本題難度適中．