备战2020年高考物理实验专题复习《测定电源的电动势和内阻》(解析版)

第1页，共23页《测定电源的电动势和内阻》一、实验题1.如图a所示，是用伏安法测电电动势和内阻的实验电路图，为防止短路，接入一保护电阻𝑅0，其阻值为2𝛺.通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据，并作出如图b所示的𝑈−𝐼图象：①根据𝑈−𝐼图象，可知电电动势𝐸=______V，内阻𝑟=______𝛺.②本实验测出的电的电动势与真实值相比是______.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)2.为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，𝑅0=5𝛺为保护电阻．(1)断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值．多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，并以1𝑈为纵坐标，以1𝑅为横坐标，画出1𝑈−1𝑅的关系图线(该图线为一直线)，如图乙所示．由图线可求得电池组的电动势𝐸=______V，内阻𝑟=______𝛺.(保留两位有效数字)(2)引起该实验系统误差的主要原因是______。3.实验室中准备了下列器材：待测干电池(电动势约1.5𝑉，内阻约1.0𝛺)，电流表𝐺(满偏电流1.5𝑚𝐴，内阻10𝛺)电流表𝐴(量程0～0.60𝐴，内阻约0.10𝛺)，滑动变阻器𝑅1(0～20𝛺,2𝐴)滑动变阻器𝑅2(0～100𝛺,1𝐴)，定值电阻𝑅3=990𝛺，开关S和导线若干第2页，共23页①某同学选用上述器材(滑动变阻器只选用了一个)测定一节干电池的电动势和内阻．为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器，应是______.(填代号)②请在如图1方框中画出他的实验电路图．③如图2为该同学根据实验数据作出的𝐼1−𝐼2图线(𝐼1为电流表G的示数，𝐼2为电流表A的示数)，由该图线可得：被测干电池的电动势𝐸=______V，内阻𝑟=______𝛺.4.为了较精确地测量一节干电池的内阻，可用以下给定的器材和一些导线来完成实验：量程3V的理想电压表V，量程0.6𝐴的电流表𝐴(具有一定内阻)，定值电阻𝑅0(𝑅0=1.5𝛺)，滑动变阻器𝑅1(0～10𝛺)，滑动变阻器𝑅2(0～200𝛺)，电键𝑆.实验电路原理图如图(𝑎)。(1)为方便实验调节和较准确地测量，滑动变阻器应选用______(填𝑅1或𝑅2)。(2)用笔画线代替导线在图(𝑏)中完成电路连接。(3)实验中改变滑动变阻器的阻值，测出几组电流表和电压表的读数，在给出的𝑈−𝐼坐标系中画出𝑈−𝐼图线如图(𝑐)所示，则干电池的内阻𝑟=______𝛺.(结果保留两位有效数字)5.某探究小组准备用图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻，实验器材如下：待测电源(电动势约2𝑉)；电阻箱𝑅(最大阻值为99.99𝛺)；定值电阻𝑅0(阻值为2.0𝛺)；定值电阻𝑅1(阻值为4.5𝑘𝛺)电流表𝐺(量程为400𝜇𝐴，内阻𝑅𝑔=500𝛺)开关S，导线若干．第3页，共23页(1)图甲中将定值电阻𝑅1和电流表G串联，相当于把电流表G改装成了一个量程为_____V的电压表；(2)闭合开关，多次调节电阻箱，并记下电阻箱的阻值R和电流表G的示数I；(3)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则1𝐼和1𝑅的关系式为___________________(用题中字母表示)；(4)以1𝐼为纵坐标，1𝑅为横坐标，探究小组作出1𝐼-1𝑅的图像如图(乙)所示，根据该图像求得电源的内阻𝑟=0.50𝛺，则其电动势𝐸=______𝑉(保留两位小数)；(5)该实验测得的电动势𝐸测与真实值𝐸真相比，理论上𝐸测___________𝐸真.(填“”“”或“=”)6.某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻．实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：电压表：𝑉(量程3V，内阻𝑅𝑣约为10𝑘𝛺)电流表：𝐺(量程3mA，内阻𝑅𝑔=100𝛺)滑动变阻器：𝑅(阻值范围0〜10𝛺，额定电流2𝐴)定值电阻：𝑅0=0.5𝛺(1)该同学将电流表G与定值电阻𝑅0并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是______A.(2)该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势𝐸=______𝑉(结果保留三位有效数字)，电源的内阻𝑟=______𝛺(结果保留两位有效数字)．第4页，共23页(3)由于电压表内阻电阻对电路造成影响，本实验电路测量结果电动势E______，内阻______(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)7.某探究性学习小组利用如图1所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表𝐴1的内阻𝑟1=1.0𝑘𝛺，电阻𝑅1=9.0𝑘𝛺，为了方便读数和作图，给电池串联一个𝑅0=3.0𝛺的电阻。①按图示电路进行连接后，发现𝑎𝑎′、𝑏𝑏′和𝑐𝑐′三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、𝑏′间电压，读数不为零，再测量a、𝑎′间电压，若读数不为零，则一定是______导线断开；若读数为零，则一定是______导线断开。②排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表𝐴1和𝐴2的多组𝐼1、𝐼2数据，作出图象如图2.由𝐼1−𝐼2图象得到的电池的电动势𝐸=______V，内阻𝑟=______𝛺。8.某实验小组利用如图1所示的电路测量一节干电池的电动势和内电阻．现有的实验器材为：A.待测干电池(电动势约为1.5𝑉)B.电压表(量程3𝑉)C.电压表(量程15𝑉)D.电流表(量程0.6𝐴)E.电流表(量程3𝐴)F.滑动变阻器(阻值范围0～10𝛺)G.滑动变阻器(阻值范围0～100𝛺)H.开关、导线若干①实验中，电压表应选用______，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______.(选填器材前的字母)②在图2中按图1用笔画线代替导线将电路连线补充完整．第5页，共23页③如图3所示，他们根据实验数据绘制出𝑈−𝐼图象，其中U是电压表的读数，I是电流表的读数．由此可以得到，干电池的电动势𝐸=______V，内电阻𝑟=______𝛺.(结果保留两位有效数字)④该实验小组还制作了一个水果电池．他们先将一电压表(量程3V、内阻2000𝛺)与水果电池的两极相连，电压表的读数为0.70𝑉；再将一数字电压表(内阻约为100𝑀𝛺)与水果电池的两极相连，读数为0.91𝑉.由以上数据，可估算出该水果电池的内电阻𝑟=______𝛺.9.某同学现有以下器材，他希望利用它们来测量某电池的电动势和内阻。A.被测电池(电动势在10𝑉～15𝑉之间，内阻未知)B.电阻箱(0～20𝛺)C.滑动变阻器(最大阻值20𝛺)D.定值电阻𝑅0(阻值5𝛺)E.电流表𝐴1(量程3A，内阻忽略不计)F.电流表𝐴2(量程0.6𝐴，内阻忽略不计)G.电键H.导线若干实验中用到了包括电池和定值电阻𝑅0在内的六种实验器材，并利用实验数据做出了通过电源的电流I的倒数1𝐼和外电路电阻𝑅(𝑅0除外)的关系图线，即1𝐼−𝑅图线，如图所示。则根据上述条件分析该同学在实验过程中：①实验时电阻箱和滑动变阻器二者中应选择___________________；②在虚线框内画出实验原理图(请在图中表明所选器材的符号)；第6页，共23页③根据图线求出电池的电动势为________V，内阻为________𝛺。10.小明同学在做测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，为防止电流过大而损坏器材，电路中加了一个保护电阻𝑅0.根据如图1所示电路图进行实验时，(1)电流表量程应选择______(选填“0.6𝐴”或“3A”)，保护电阻应选用______(选填“A”或“B”)。A.定值电阻(阻值10.0𝛺，额定功率10𝑊)B.定值电阻(阻值2.0𝛺，额定功率5𝑊)(2)在一次测量中电压表的指针位置如图2所示，则此时的电压为______V。(3)根据实验测得的5组数据所画出的𝑈−𝐼图线如图3所示。则干电池的电动势𝐸=______V，内阻𝑟=______𝛺(小数点后保留两位)。11.某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻．他根据老师提供的以下器材，画出了如图1所示的原理图．①电压表𝑉(量程3v，内阻𝑅𝑣=10𝑘𝛺)②电流表𝐺(量程3mA，内阻𝑅𝑔=100𝛺)③电流表𝐴(量程3A，内阻约为0.5𝛺)④滑动变阻器𝑅1(𝑂〜20𝛺,2𝐴)⑤滑动变阻器𝑅2(𝑂〜100𝛺,1𝐴)⑥定值电阻𝑅3=0.5𝛺⑦开关S和导线若干(1)该同学没有选用电流表A的原因是______(2)该同学将电流表G与定值电阻𝑅3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装第7页，共23页后的电流表对应的量程是______A.(3)为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是______(填写器材编号)(4)该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图2所示的翻线，根据图线可求出电源的电动势𝐸=______V(保留三位有效数字；)，电源的内阻𝑟=______𝛺(保留两位有效数字)序号123456电流表𝐺(𝐼1/𝑚𝐴)1.371.351.261.241.181.11电流表𝐴(𝐼2/𝐴)0.130.160.260.340.360.4312.常用无线话筒所用的电池电动势E约为9V，内阻r约为40𝛺，最大允许电流为100𝑚𝐴.为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图甲的电路进行实验．图中电压表为理想电表，R为电阻箱(阻值范围为0～999.9𝛺)，𝑅0为定值电阻．(1)图甲中接入𝑅0的目的是为了防止电阻箱的阻值调得过小时，通过电源的电流大于其承受范围，起的作用______；实验室备有的定值电阻𝑅0的规格有以下几种，则本实验应选用______．A.50𝛺，1.0𝑊𝐵.500𝛺，2.5𝑊𝐶.1500𝛺，15W𝐷.2500𝛺，25W(2)该同学接入符合要求的𝑅0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙的图线．由图线知：当电压表的示数为2V时，电阻箱接入电路的阻值为______𝛺(结果保留三位有效数字)．(3)根据图乙所作出的图象求得该电池的电动势𝐸=______V，内阻𝑟=______𝛺.(结果保留三位有效数字)13.某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表𝐴1的内阻𝑟1=1.0𝑘𝛺，电阻𝑅1=9.0𝑘𝛺，为了方便读数和作图，给电池串联一个𝑅=3.0𝛺的电阻。(1)按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开第8页，共23页的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量a、间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是___________导线断开。(2)排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表𝐴1和𝐴2的多组𝐼1、𝐼2数据，作出图象如右图。由𝐼1–𝐼2图象得到电池的电动势𝐸=_________V，内阻𝑟=__________𝛺。14.一同学测量某干电池的电动势和内阻。(1)图1所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的不妥之处。(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的1𝐼数据见下表：𝑅/𝛺8.07.06.05.04.0𝐼/𝐴0.150.170.190.220.261�