2011届高三物理一轮复习单元检测实验测定电源的电动势和内阻新人教版

用心爱心专心-1-测定电源的电动势和内阻1.用如图实－10－10所示的电路测量电池电动势和内电阻时，若有两只电压表V1、V2量程相同，内阻分别为RV1、RV2，且RV1RV2；两只电流表A1、A2量程相同，内阻分别为RA1、RA2，且RA1RA2，在实验中，为了使E、r的测量值更精确一些，选择的电表可以是()图实－10－10A.V1与A1B.V1与A2C.V2与A1D.V2与A2解析：本实验的系统误差主要来源于电压表内阻对电路的影响，电压表内阻越大，电流表所测电流越接近于干路中的电流的真实值，所测电池的内阻也越接近电池内阻的真实值，故电压表选用内阻大的好，而电流表内阻对本实验无影响，因为电流表内阻与R是串联，不需知道R与RA的值，故电流表选用哪一个都可以.故选A、B.答案：AB2.某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20Ω，连接电路的实物图如图实－10－11所示.该学生接线中错误的和不规范的做法是()图实－10－11A.滑动变阻器不起变阻作用B.电流表接线有错C.电压表量程选用不当D.电压表接线不妥解析：由图中接线可知，滑动变阻器连成定值电阻起不到变阻作用，电流表正、负极连错，电压表始终有读数，电压表量程为3V符合实验要求，电压表接线应接到开关外侧，故A、B、D三项用心爱心专心-2-中不规范.答案：ABD3.在测一节干电池(电动势约为1.5V，内阻约为2Ω)的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选用：A电压表量程为15V，B电压表量程为3V，A变阻器为(0～20Ω，3A)，B变阻器为(0～500Ω，0.2A).电压表应该选(选填“A”或“B”)，这是因为；变阻器应该选(选填“A”或“B”)，这是因为.解析：干电池的电动势1.5V，而A电压表量程是电动势(1.5V)的10倍，读数误差较大，故应选B电压表；B变阻器的电阻值太大，额定电流又过小，故应选A变阻器.答案：BA电压表量程过大，读数误差较大AB变阻器额定电流过小，阻值太大4.某研究性学习小组利用图实－10－12甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图实－10－12乙所示的R－1I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到：E＝V，r＝Ω.图实－10－12解析：由E＝I(R＋r)得，R＝EI－r，则R－1I图象的斜率即为电池组电动势的大小，即E＝2.4(或2.5)V，图象纵轴截距的绝对值为电池组的内阻r＝1Ω.答案：2.4(或2.5)15.现有一个阻值为10.0Ω的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表，该电压表盘面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案.(已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧姆)要求：用心爱心专心-3-(1)在下面的方框中画出实验电路图.(2)简要写出完成接线后的实验步骤.(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r＝.解析：电压表指针偏转角度与通过电压表的电流，或者与加在电压表两端的电压成正比，因此表盘面无刻度值也可以用格数的多少表示电压的大小，当断开电键时，电压表偏转格数N1表示电源电动势的大小.电键闭合时，N2表示R两端电压，根据闭合电路欧姆定律，N1－N2r＝N2R，得r＝N1－N2N2R.答案：(1)如图所示(2)①断开电键，记下电压表偏转格数N1；②合上电键，记下电压表偏转格数N2③N1－N2N2R6.(2010·南通调研)某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图实－10－13所示电路进行实验，测得的数据如下表所示.实验次数12345R(Ω)4.010.016.022.028.0I(A)1.000.500.340.250.201/I(A－1)1.02.03.04.05.0(1)若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作用心爱心专心-4-(选填“R－I”或“R－1I”)图象；(2)利用测得的数据在图实－10－14所示的坐标纸上画出适当的图象；图实－10－14(3)由图象可知，该电池的电动势E＝V，内阻r＝Ω；(4)利用该实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，理论上E测E真，r测r真(选填“”、“”或“＝”).解析：(1)由I＝ER＋r得，R＝E·1I－r，R－I图象是曲线，不便于进行数据分析，R－1I图象是直线，便于进行数据分析，误差较小，故应作R－1I图象．(2)图象如图所示.(3)由图象可知图象的斜率等于电动势E＝6.0V，R轴上截距的绝对值＝电池内阻r＝2.0Ω.(4)从理论上分析，由于考虑电流表的内阻，E测＝E真，r测r真.答案：(1)R－1I(2)图象见解析图(3)6.02.0(4)＝7.为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：①待测干电池E(电动势约1.5V，内阻约1.0Ω)用心爱心专心-5-②电流表G(满偏电流3.0mA，内阻10Ω)③安培表A(量程0～0.60A，内阻0.10Ω)④滑动变阻器R1(0～20Ω，2A)⑤滑动变阻器R2(0～1000Ω，1A)⑥定值电阻R3＝990Ω⑦开关和导线若干(1)为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是(填仪器代号)；(2)请在图实－10－15甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材的字母代号；图实－10－15(3)图实－10－15乙所示为某同学根据正确的电路图作出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为安培表A的示数)，由该图线可求出被测干电池的电动势E＝V，内电阻r＝Ω.解析：(1)为减小本实验的误差，提高实验精度，实验电流应适当增大，所选用的滑动变阻器的电阻要适当小，故滑动变阻器应选④(或R1).(2)测量干路电流用的电流表应选③安培表A；而将②电流表G(满偏电流3.0mA，内阻10Ω)与⑥定值电阻R3＝990Ω串联组合起来使用代替电压表来测量路端电压.实验电路如图所示.(3)根据I1－I2图线可求出被测干电池的电动势：E＝1.45mA×(990＋10)Ω＝1.45V，内电阻：r＝0.45V/0.5A＝0.90Ω.答案：(1)④或R1(2)见解析图用心爱心专心-6-(3)1.45±0.010.90±0.018.(2010·东莞联考)两位同学在实验室中利用如图实－10－16(a)所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.并根据数据描绘了如图实－10－16(b)所示的两条U－I图线.回答下列问题：图实－10－16(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知()A.甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据B.甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据C.乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据D.乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是()A.滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端B.电源的输出功率最大C.定值电阻R0上消耗的功率为0.5WD.电源的效率达到最大值(3)根据图(b)，可以求出定值电阻R0＝Ω，电源电动势E＝V，内电阻r＝Ω.(4)该电路中电流表的读数能否达到0.6A，试说明理由.解析：(1)从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压表V1的读数减小，电压表V2的读数增大.甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据绘制图象的，B错误，A正确；乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据绘制图象的，C错误，D正确.用心爱心专心-7-(2)图象中两直线的交点表示电压表V1的读数与电压表V2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，A错误；从图象可以得出电阻R0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，B正确；定值电阻R0消耗的功率为：P＝U2I＝1.0×0.5W＝0.5W，C正确；电源的效率为：η＝UI/(EI)＝U/E，U越大，效率越大，D错误.(3)从图象可以得出定值电阻R0的阻值为：R0＝U2/I＝1.0/0.5Ω＝2.0Ω；从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.50V，即电源的电动势为1.50V，图象斜率的绝对值为：k＝ΔU1/ΔI＝0.5/0.5＝1.0，即电源的内阻为r＝1.0Ω.(4)该电路中电流表的读数为：I＝E/(R＋R0＋r)，当R最小时，电流最大，最大值为：Im＝E/(R0＋r)＝1.5/(2.0＋1.0)A＝0.5A，该电路中电流表的读数不能达到0.6A.答案：(1)AD(2)BC(3)2.01.501.0(4)见解