高考物理(人教版)一轮复习实验测定电源的电动势和内阻课时作业Word版含答案

2020届一轮复习人教版实验：测定电源的电动势和内阻课时作业时间：45分钟1．在测定电池的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列仪器(电流表和电压表都是理想电表)，不能达到实验目的的是( D )A．一只电流表和一个电阻箱B．一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器C．一只电压表和一个电阻箱D．一只电流表和一个滑动变阻器解析：一只电流表和一个电阻箱读出两组电流、电阻值，可求出两组相应电阻箱上的电压，便可求E、r；一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器，改变滑动变阻器的阻值，读出两组电流、电压值，便可求E、r；一只电压表和一个电阻箱读出两组电压、电阻值，求出干路电流值，便可求E、r.选项A、B、C均可以达到实验目的．2．某同学设想运用如图甲所示的实验电路，测量未知电阻R x的阻值、电流表A的内阻和电源(内阻忽略不计)的电动势，实验过程中电流表的读数始终符合实验要求．(1)为了测量未知电阻R x的阻值，他在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至最大(选填“最大”或“最小”)，然后闭合开关K1，将开关K2拨至1位置，调节R2使电流表A有明显读数I0；接着将开关K2拨至2位置．保持R2不变，调节R1，当调节R1＝34.2 Ω时，电流表A读数仍为I0，则该未知电阻的阻值R x＝34.2 Ω.(2)为了测量电流表A的内阻R A和电源(内阻忽略不计)的电动势E，他将R1的阻值调到R1＝1.5 Ω，R2调到最大，将开关K2拨至2位置，闭合开关K1；然后多次调节R2，并在表格中记录下了各次R2的阻值和对应电流表A的读数I；最后根据记录的数据，他画出了如图乙所示的图象，根据你所学知识和题中所给字母写出该图象对应的函数表达式为：1I＝R2E＋R1＋R AE；利用图象中的数据可求得，电流表A的内阻R A＝0.5 Ω，电源(内阻忽略不计)的电动势E＝4 V.解析：(1)为了保护电路，需要将电阻箱的阻值都调至最大，因为两种情况下电流表示数相同，R x 和R 1等效，所以R x ＝R 1＝34.2 Ω.(2)根据闭合电路欧姆定律得：E ＝I (R 1＋R 2＋R A )，解得1I ＝1E R 2＋R 1＋R A E ，故1I­R 2图象的斜率为1E ，则纵截距为R 1＋R A E ，代入数据可得：1E ＝1－0.52，R 1＋R A E＝0.5，解得E ＝4 V ，R A ＝0.5 Ω.3．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差．(1)应该选择的实验电路是图1中的甲(选填“甲”或“乙”)．(2)现有电流表(0～0.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材：A ．电压表(0～15 V)B ．电压表(0～3 V)C ．滑动变阻器(0～50 Ω)D ．滑动变阻器(0～500 Ω)实验中电压表应选用B ；滑动变阻器应选用C.(选填相应器材前的字母)(3)某位同学记录的6组数据如表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2，请标出余下一组数据的对应点，并画出U ­I 图线.答案：见解析图(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E＝1.50(1.49～1.51) V，内电阻r＝0.83(0.81～0.85) Ω.(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化．下列示意图中正确反映P­U关系的是C.解析：(1)干电池内阻相对一般电流表内阻而言较小，为减小电流表分压带来的系统误差，故应选甲．(2)干电池电动势约为1.5 V，电压表选B可减小读数误差．滑动变阻器应选C，若选D，由于总阻值较大，则滑片滑动时移动范围小，不便调节．(3)图线应为直线，作图时使尽量多的点在线上，不在线上的点应均匀分布在线的两侧，误差较大的点舍去．(4)由U ＝E －Ir 可得图象上的纵轴截距E ＝1.50 V ，斜率的绝对值r ≈0.83 Ω.(5)输出功率P ＝UI ＝U E －U r ＝－1r (U －E 2)2＋E 24r，应为开口向下的抛物线，C 正确． 4．手机、电脑等电器已经普及到人们的日常生活中，这些电器都要用到蓄电池．某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻．蓄电池的电动势约为3 V.A ．量程是0.6 A ，内阻约为0.5 Ω的电流表；B ．量程是3 V ，内阻是6 k Ω的电压表；C ．量程是15 V ，内阻是30 k Ω的电压表；D ．阻值为0～1 k Ω，额定电流为0.5 A 的滑动变阻器；E ．阻值为0～10 Ω，额定电流为2 A 的滑动变阻器；F ．定值电阻4 Ω，额定功率4 W ；G ．开关S 一个，导线若干．(1)为了减小实验误差，电压表应选择B(填器材代号)，图甲中的导线应连接到①(选填“①”或“②”)处，改变滑动变阻器阻值的时候，为了使电压表和电流表的读数变化比较明显，滑动变阻器应选择E(填器材代号)．(2)用(1)问中的实验电路进行测量，读出电压表和电流表的读数，画出对应的U ­I 图线如图乙所示，由图线可得该蓄电池的电动势E ＝3.2 V ，内阻r ＝1.3 Ω.(结果保留两位有效数字)解析：(1)蓄电池的电动势约为3 V ，电压表C 的量程太大，选电压表B.导线接①处，与电池串联的定值电阻阻值已知，有利于准确测出电池的内阻．电流表量程为0.6 A ，由R ＝E I得回路中的总电阻不能小于5 Ω，滑动变阻器D 总阻值太大，操作不方便，滑动变阻器选E.(2)由图线在纵轴上的截距可得蓄电池的电动势E ＝3.2 V ，图线斜率的绝对值|k |≈5.3 Ω，减去与电池串联的定值电阻的阻值4 Ω，可得电池的内阻r ＝1.3 Ω.5．图1中甲是利用两个电流表A 1和A 2测量干电池电动势E 和内阻r 的电路原理图．图中S 为开关，R 为滑动变阻器，定值电阻R 1和A 1内阻之和为10 000 Ω(比r 和滑动变阻器的总电阻都大得多)，A 2为理想电流表．(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线．答案：见解析图(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至b端(选填“a端”“中央”或“b 端”)．(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为：1212答案：见解析图(4)利用所得图线求得电源的电动势E＝1.49(1.48～1.50) V，内阻r＝0.60(0.55～0.65)Ω.(均保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流I m ＝2.5(2.3～2.7) A ．(保留两位有效数字)解析：(1)连线如图所示．(2)实验前滑动变阻器接入电路电阻值应最大，故应滑到b 端．(3)如图所示．(4)由图线上读出两组数值，代入E ＝I 1(R 1＋R A )＋(I 1＋I 2)r 构成方程组联立求解E 和r . 解得E ≈1.49 V，r ≈0.60 Ω.(5)短路电流I m ＝E r，代入数据求得I m ≈2.5 A.6．某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E 及电阻R 1和R 2的阻值．实验器材有：待测电源E (不计内阻)，待测电阻R 1，待测电阻R 2，电压表V(量程为3 V ，内阻很大)，电阻箱R (0～99.99 Ω)，单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2，导线若干．(1)先测电阻R 1的阻值．请将该同学的操作补充完整：A ．闭合S 1，将S 2切换到a ，调节电阻箱，读出其示数R 0和对应的电压表示数U 1.B ．保持电阻箱示数不变，将S 2切换到b ，读出电压表的示数U 2.C ．则电阻R 1的表达式为R 1＝U 2－U 1U 1R 0. (2)该同学已经测得电阻R 1＝3.2 Ω，继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值，其做法是：闭合S 1，将S 2切换到a ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ，由测得的数据，绘出了如图乙所示的1U ­1R图线，则电源电动势E ＝2 V ，电阻R 2＝0.8 Ω. 解析：(1)由题知，为了多测数据，应将S 2切换到b ；由欧姆定律有U 2＝I (R 0＋R 1)，U 1＝IR 0，联立解得R 1＝U 2－U 1U 1R 0；(2)根据E ＝U ＋U R (R 1＋R 2)，变形得1U ＝1E ＋1R ·R 1＋R 2E，对比图象有：1E ＝0.5，得E ＝2 V ；R 1＋R 2E ＝1.5－0.50.5＝2.0，R 1＝3.2 Ω，得R 2＝0.8 Ω. 7．随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车产品已越来越受到大家的青睐，某同学为了测定某电动车电池的电动势和内电阻，设计了如图甲所示电路，提供的实验器材有：A ．电动车电池一组，电动势约为12 V ，内阻未知B ．直流电流表量程300 mA ，内阻很小C ．电阻箱R ，阻值范围为0～999.9 ΩD ．定值电阻R 0，阻值为10 ΩE ．导线和开关(1)当他闭合开关时发现，无论怎样调节电阻箱，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，他的操作如下：①断开电源开关S ，②将多用表选择开关置于×1 Ω挡，调零后，红黑表笔分别接R 0两端，读数为10 Ω， ③将多用表选择开关置于×10 Ω挡，调零后，将红黑表笔分别接电阻箱两端，发现指针读数如图乙所示，则所测阻值为70 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，发生故障的元件是电流表．(2)在更换规格相同的元件后重新连接好电路．(3)改变电阻箱的阻值R ，分别测出通过阻值为R 0＝10 Ω的定值电阻的电流I ，下列三组关于R 的取值方案中，比较合理的方案是2(选填方案编号1、2或3)．(4)根据实验数据描点，绘出的1I ­R 图象是一条直线．若直线的斜率为k ，在1I坐标轴上的截距为b ，则该电源的电动势E ＝1k ，内阻r ＝b k－R 0.(用k 、b 和R 0表示) 解析：(1)欧姆表表盘读数为“7 Ω”，倍率为“×10”，故所测阻值为70 Ω；故障检测时，除电流表其余部分均没有问题，故问题只能出在电流表处；(3)为减小电流表的读数误差，电流表指针偏转角度应该尽量大于三分之一，即电流范围为：100 mA≤I ≤300 mA，根据欧姆定律，总电阻120 Ω≥R ≥40 Ω，扣除定值电阻10 Ω，即电流表内阻和电源内阻加上电阻箱电阻应该大于等于30 Ω而小于等于110 Ω，由于电流表内阻不计，故应该选方案2；(4)根据闭合电路欧姆定律，有E ＝I (r ＋R 0＋R )，则1I ＝1E R ＋r ＋R 0E，为对比一次函数y ＝kx ＋b ，R 相当于x ，1E 相当于k ，1I 相当于y ，k (r ＋R 0)相当于b ；解得：E ＝1k ，r ＝b k－R 0.。