2017届一轮复习实验九测定电源电动势和内阻单元测试

第5讲实验九:测定电源电动势和内阻1.(6分)下面给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法,其中既能减小偶然误差,又直观、简便的方法是C。A.测出两组I、U的数据,代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r,求出E、rB.测出多组I、U的数据,求出几组E、r,最后分别求出其平均值C.测出多组I、U的数据,画出U-I图象,再根据图象求出E、rD.测出多组I、U的数据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E,再用闭合电路欧姆定律求出内阻r【解析】测出多组I、U的数据,画出U-I图象可消除某次测量不准造成的偶然误差,且方法直观、简便,C项正确。2.(12分)(2015·日照检测)在测定电源电动势和内阻的实验中,实验室仅提供下列实验器材:A.干电池两节,每节电动势约为1.5V,内阻约几欧姆B.直流电压表V1、V2,置程均为0~3V,内阻约为3kΩC.电流表,量程0.6A,内阻小于1ΩD.定值电阻R0,阻值为5ΩE.滑动变阻器R,最大阻值50ΩF.导线和开关若干(1)如图甲所示的电路是实验室测定电源的电动势和内阻的电路图,按该电路图组装实验器材进行实验,测得多组U、I数据,并画出U-I图象,求出电动势和内阻。电动势和内阻的测量值均偏小,产生该误差的原因是电压表的分流作用,这种误差属于系统误差(填“系统误差”或“偶然误差”)。(6分)(2)实验过程中,电流表发生了故障,某同学又设计了图乙所示的电路测定电源的电动势和内阻。实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2,描绘出图象如图丙所示,图线斜率为k,与横轴的截距为a,则电源的电动势E=,内阻r=(用k、a、R0表示)。(6分)【解析】(1)由图可知,电流表不是流过干路电路,原因是电压表的分流造成的;这种误差是由于电路设计造成的,属于系统误差。(2)由闭合电路欧姆定律可知E=U2+12。3.(12分)(2015·安徽高考)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(0~999.9Ω)和若干导线。(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表,则应将表头与电阻箱并联(填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为5.0Ω。(6分)(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量。实验电路如图1所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如下表。图1123456R(Ω)95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.20①根据表中数据,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;(3分)图2答案:如图所示②根据图线可得电池的电动势E是1.53V,内阻r是2.0Ω。(3分)【解析】(1)将表头与一个定值电阻R并联,就相当于一个大量程的电流表;根据欧姆定律,得:Ug=IgRg=1×10-4A×2500Ω=0.25V,并联的电阻R==5.0Ω。(2)①如答案中图所示;②由E=IR+I(rA+r),可知图线在y轴上的截距即为E=1.53V,斜率的绝对值为rA+r=7Ω,而rA=5Ω,解得r=2Ω。4.(12分)一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻。准备的器材有:电流表(0~200mA,内阻是12Ω),电阻箱R(最大阻值9.9Ω),一个开关和若干导线。(1)由于电流表A的量程较小,考虑到安全因素,同学们将一个定值电阻和电流表并联,若要使并联后流过定值电阻的电流是流过电流表电流的2倍,则定值电阻的阻值R0=6Ω。(6分)(2)设计的电路图如图甲。若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表的示数I,得到多组数据后描点作出R-图线如图乙所示,则该电源的电动势E=6.0V,内阻r=2.0Ω。(6分)【解析】(1)由并联电路规律可知,并联部分电压相等,要使并联后流过定值电阻的电流是流过电流表电流的2倍,则定值电阻的阻值应是电流表内阻的一半,得R0==2.0,得E=6.0V,图象与纵坐标的交点为-6.0=-r-4,解得r=2.0Ω。5.(18分)(2016·重庆一中期中检测)在“测量电源电动势”的实验中,实验室提供的器材如下:待测电源E(放电电流不能太大),电压表(量程大于待测电源电动势),标有长度刻度的均匀电阻丝ab(电阻约15Ω),开关S,一端连有鳄鱼夹P的导线1,其他导线若干。(1)实验中,用导线1、2、3、4、5和6按图甲所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好,且电压表已调零。闭合开关之前,鳄鱼夹P应置于b(填“a”或“b”)端。(5分)(2)闭合开关后,反复改变鳄鱼夹P的位置,电压表都有较大的示数但几乎不变,则断路的导线为1(填数字代号)。(5分)(3)排除故障之后,闭合开关,改变鳄鱼夹P的位置,读出多组电压表读数U和对应的电阻丝长度L,由测得的数据,绘出了如图乙所示的图线,则电源电动势E=2.86V(计算结果保留三位有效数字)。应用该实验中的数据不能(填“能”或“不能”)测出该电源的内阻r。(4分)(4)若考虑到电压表内阻对测量的影响,则电源电动势的测量值小于(填“等于”“大于”或“小于”)真实值。(4分)【解析】(1)因为电路中的放电电流不能太大,故开始时电阻丝接入电路的电阻应最大,故鳄鱼夹P应置于b端。(2)闭合开关后,反复改变鳄鱼夹P的位置,电压表都有较大的示数但几乎不变,说明导线1发生了断路,电压表测得的始终是路端电压。(3)设电阻丝单位长度的电阻为R0,根据闭合电路的欧姆定律得E=,故电源电动势的测量值偏小。