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2019-2020年高考物理大一輪復習 實驗九 測定電源的電動勢和內阻高效演練 1.用如圖所示的電路測量電池電動勢和內電阻時，若有兩只電壓表V1、V2量程相同，內阻分別為RV1、RV2，且RV1＞RV2；兩只電流表A1、A2量程相同，內阻分別為RA1、RA2，且RA1＞RA2，在實驗中，為了使E、r的測量值更精確一些，選擇的電表應該是(　　) A．V1與A1　　　　　　　　 B．V1與A2 C．V2與A1 D．V2與A2 解析：選AB.由于電壓表有分流作用，所以電阻越大分流作用越小，測量結果越精確一些，故選項A、B正確． 2.某實驗小組利用如圖所示電路測定一節(jié)電池的電動勢和內電阻，備有下列器材： ①待測電池，電動勢約為1.5 V(小于1.5 V) ②電流表，量程3 mA ③電流表，量程0.6 A ④電壓表，量程1.5 V ⑤電壓表，量程3 V ⑥滑動變阻器，0～20 Ω ⑦開關一個，導線若干 (1)請選擇實驗中需要的器材________(填標號)． (2)按電路圖將實物(如圖甲所示)連接起來． (3)小組由實驗數據作出的U－I圖象如圖乙所示，由圖象可求得電源電動勢為________V，內電阻為________Ω. 解析：(1)電流表量程3 mA不能滿足實驗需要，故選量程為0.6 A電流表；電動勢小于1.5 V，故選量程為1.5 V的電壓表．其他都是電路必需器材，故所需器材為： ①③④⑥⑦. (2)如圖所示． (3)根據圖象得：E＝1.40 V，r＝2.8 Ω. 答案：見解析 3．(xx開封模擬)利用如圖所示的電路可以較為準確地測量未知電源的電動勢．圖中Ex為待測電源，ES為標準電源(電動勢ES已準確測出)，E為工作電源，為電路提供電流．G為零刻度在中央的靈敏電流計，AB為一根粗細均勻的電阻絲，C、D為AB上的兩個活動接觸點，可以在電阻絲上移動，與電阻絲AB平行放置的還有一把刻度尺，可以測出C、D之間的長度．實驗步驟如下： (1)按圖連接好電路，讓K1處于斷開狀態(tài)，K2處于兩個觸點都不接的狀態(tài)； (2)先閉合K1，調整RP至合適位置； (3)將K2擲于1位置，調整C、D觸頭使電流計指針指向零刻度，記下________________； (4)將K2擲于2位置，重新調整C、D位置，使________________，并記下________________； (5)斷開K1，計算待測電源的電動勢的表達式為Ex＝________. 解析：(3)由題意知應記下C、D間的長度L1. (4)使電流計指針指向零刻度，并記下此時C、D間的長度L2. (5)根據電阻定律R＝ρ，由電路特點可得I＝＝，聯立可得＝，Ex＝ES. 答案：(3)C、D間的長度L1　(4)電流計指針指向零刻度　C、D間的長度L2　(5)ES 4. 甲 (xx高考安徽卷)根據閉合電路歐姆定律，用圖甲所示電路可以測定電池的電動勢和內電阻．圖中R0是定值電阻，通過改變R的阻值，測出R0兩端的對應電壓U12，對所得的實驗數據進行處理，就可以實現測量目的．根據實驗數據在－R坐標系中描出坐標點，如圖乙所示．已知R0＝150 Ω，請完成以下數據分析和處理． 乙 (1)圖乙中電阻為________ Ω的數據點應剔除； (2)在坐標紙上畫出－R關系圖線； (3)圖線的斜率是________(V－1Ω－1)，由此可得電池電動勢Ex＝________V. 解析：(1)從題圖上可以看出，80.0 Ω的點偏離圖線較遠，偶然誤差較大應剔除． (2)連接各點成直線時，盡量讓點均勻分布在直線的兩側，如圖： (3)由圖象可得，圖線的斜率是 k＝＝ ＝0.004 44(V－1Ω－1) 由閉合電路歐姆定律可得電路中的電流為： I＝ R0兩端的電壓U12＝IR0＝ 故＝＋ 即＝0.004 44 將R0＝150 Ω代入上式可得：Ex＝1.50 V. 答案：(1)80.0　(2)見解析圖　(3)0.004 44　1.50 5．(xx濰坊聯考)一同學要測量某電池的電動勢E和內阻r，實驗器材如下： A．電壓表V1(量程3 V，內阻約為3 kΩ) B．電壓表V2(量程1.5 V，內阻約為2 kΩ) C．定值電阻R0，阻值為5 Ω D．滑動變阻器R，最大阻值為10 Ω E．導線和開關 (1)根據圖甲所示實驗電路，在圖乙中完成實物電路的連接． (2)實驗中移動滑動變阻器觸頭，讀出電壓表V1和V2的多組數據U1、U2，繪出U1－U2圖象如圖所示，則電源的電動勢E＝________V，內阻r＝________Ω. 解析：(1)連接實物電路圖時，注意電流的走向．先將R0與滑動變阻器串聯起來，再將電壓表V1并聯在電源和開關兩端，電壓表V2并聯在R0兩端． (2)電壓表V1測量電源的路端電壓，電壓表V2的示數與R0的阻值之比為通過電源的電流，由閉合電路歐姆定律可知，U1＝E－r，所以U1－U2圖線在縱軸上的截距為電源的電動勢，故E＝3.0 V；U1－U2圖線斜率的絕對值為＝，所以電源的內阻r＝7.5 Ω. 答案：(1)如圖所示　(2)3.0　7.5 6. 甲 為測定某電源的電動勢E、內阻r以及一段電阻絲的電阻率ρ，設計了如圖甲所示的電路．ab是一段電阻率較大的粗細均勻的電阻絲，R0是阻值為2 Ω的保護電阻，滑動片P與電阻絲始終接觸良好．實驗中用螺旋測微器測得電阻絲的直徑為d＝0.400 mm.實驗時，閉合開關S，調節(jié)P的位置，記錄aP的長度x和對應的電壓U、電流I的數據，并求得的數值，如下表所示： x(m) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 U(V) 1.50 1.72 1.89 2.00 2.10 2.18 I(A) 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28 U/I(Ω) 3.06 4.00 4.97 6.06 6.77 7.79 (1)請根據表中數據在圖乙上描點連線作U－I關系圖象，根據該圖象，可得電源的電動勢E＝________V，內阻r＝________Ω. (2)根據表中數據作出的－x關系圖象如圖丙所示，利用該圖象，可求得電阻絲的電阻率ρ＝________Ωm(保留三位有效數字)． (3)圖丙中－x關系圖象在縱軸上的截距的物理意義是________________________________________________________________________． 解析：(1)將表格中的電流和電壓數據在坐標紙上描點后連成直線，由U＝E－I(r＋R0)可知圖線在縱軸上的截距表示電動勢E，故E＝3.00 V，圖線的斜率的絕對值表示電源的內阻與定值電阻之和，即r＋R0＝Ω＝3.0 Ω，得r＝1.0 Ω. (2)由＝ρ＋RA可知＝k，則電阻率ρ＝kS＝＝1.2610－6Ωm. (3)－x圖象在縱軸上的截距表示電流表的內阻，阻值大小為2.0 Ω. 答案：(1)如圖所示　3.00　1.0　(2)1.2610－6 (3)電流表的內阻為2.0 Ω