（江苏专用版）2020版高考物理总复习第七章实验八测量电源的电动势和内阻练习（含解析）.docx

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1、实验八　测量电源的电动势和内阻1.(2017海安中学月考)甲同学采用如图所示的电路测定电源的电动势和内电阻。提供的器材:电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)及滑动变阻器R、开关S、导线。(1)连好电路后,当该同学闭合开关S,发现电流表示数为0,电压表示数不为0。检查各接线柱均未接错,接触良好,且电路未发生短路;他用多用电表的电压挡检查电路,把两表笔分别接ab、bc和de时,示数均为0,把两表笔接cd时,示数与电压表示数相同,由此可推断故障是　　　　　　　　　。 (2)排除故障后,该同学顺利完成实验数据的测量,如表所示。并根据数据在空白的坐标纸上作出如图所示的U

2、-I图线,该图存在多处不妥之处,请指出。(指出两处不妥之处)I/A0.100.200.300.400.500.60U/V2.932.872.852.772.752.70①　; ②　。 该同学根据上表数据可测出电源的电动势E=　　　　V,内电阻r=　　　　Ω。 (3)为了在实验中保护电流表和调节电阻时使电压表、电流表的示数变化均明显,乙同学对甲同学的实验进行改进,设计了如图所示的电路,电路中电阻R0应该选取下列备选电阻中的哪一个?　　　　。 　　A.1ΩB.5ΩC.10ΩD.20Ω答案　见解析解析　(1)发现电流表示数为0,电压表示数不为0,电流表或R处断路,用多用电

3、表的电压挡检查电路,把两表笔分别接a、b,b、c,d、e时,示数均为0,把两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,知滑动变阻器R断路。(2)由题图可知,图线几乎分布在一个很小的区域内,原因是电压U的取值范围在2.70~3.00V之间,而U轴坐标起点的选取从0开始显然不妥;此外该同学建立坐标系时没有标明单位也是不妥;还有画图线时应尽量使更多的点落在直线上,不在直线上的点应尽量对称分布在直线的两侧,偏离直线太远的点应去掉,该同学作图时没有将不在直线上的点均匀分布在直线两侧也是不妥。根据闭合电路欧姆定律可知,图像与纵坐标的交点表示电源的电动势,图线的斜率的绝对值表示内阻,

4、则可知E=2.98V,内阻r=2.98-2.680.6Ω=0.50Ω。(3)保护电阻R0应大约为R0=30.6Ω=5Ω,所以B选项正确。2.在测量电源的电动势和内阻的实验中,该电源电动势约为9V,内阻约为5Ω。某同学设计了如图所示的实物电路。(1)实验时,应先将电阻箱的电阻调到　　　　。(选填“最大值”“0”或“任意值”) (2)改变电阻箱的阻值R,用电压表(量程0~3V)分别测出阻值R0=10Ω的定值电阻两端的电压U。下列三组电阻箱R的调节范围取值方案中,比较合理的方案是　　　　。 A.30~80ΩB.300~800ΩC.3000~8000Ω　　(3)根据实验数据

5、描点,绘出的1U-R图像是一条直线。若直线的斜率为k,在1U坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E=　　　　(用字母表示)。 (4)用这个方法测得的内阻和真实值比较　　　　(选填“偏大”“相等”或“偏小”)。 答案　(1)最大值　(2)A　(3)1kR0　(4)偏小解析　(1)为保护电压表,实验前应将电阻箱的电阻调到最大值,让电流从最小值开始变化。(2)根据欧姆定律,电路中的最大电流为Imax=U0R0=310A=0.3A,所以电路中的最大电阻可为Rmax=EImin=913Imax=90.1Ω=90Ω,所以电阻箱的最大值应为R<90Ω-10Ω=80Ω,所以合理的方

6、案是A。(3)根据闭合电路欧姆定律应有:E=U+UR0(R+r),变形为1U=1ER0R+R0+rER0,所以k=1ER0,b=R0+rER0,解得E=1kR0。(4)由于利用欧姆定律求出的电流只是R0中的电流,由于电压表的分流作用,电流的测量值偏小,所以内阻的测量值偏小。3.(2018南通一模)用如图甲所示的电路测量电池的电动势和内阻,定值电阻R1=16Ω。(1)闭合开关S后,电压表V1无读数,电压表V2有读数,经检查发现电路中存在断路故障,则该故障可能在　　　　(选填“ab”“bc”或“cd”)两点间。 (2)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器的阻值,记录多

7、组电压表的示数U1、U2,如表所示。请根据表中数据在图乙中作出U2-U1图像。U2/V5.04.54.03.53.02.52.0U1/V0.661.001.331.882.002.322.68　　(3)由图像可知,电源电动势E=　　　　V,内阻r=　　　　Ω。(结果均保留两位有效数字) (4)实验中,产生系统误差的主要原因是　　　　　　　　　。 答案　(1)cd　(2)见解析图　(3)6.0　8.0(4)电压表V1分流解析　(1)电压表V1无读数,电压表V2有读数,说明V2与电源是连接的,故发生断路的是cd。(2)根据表中数据利用描点法可得出对应的图像如图所示。