全国版2021高考物理一轮复习专题九恒定电流考点4实验：测定电源电动势和内阻精练含解析

全国版2021高考物理一轮复习专题九恒定电流考点4实验：测定电源电动势和内阻精练含解析

实验:测定电源电动势和内阻 ‎1.[2020山西太原名校定时检测,9分]某同学欲测量一电池的电动势和内阻,现有如下器材可供选择:‎ ‎①标准电池1(电动势E1=6.0 V,内阻可以忽略)‎ ‎②标准电池2(电动势E2=15.0 V,内阻可以忽略)‎ ‎③检流计(量程10 μA,内阻未知)‎ ‎④滑动变阻器(已知总绕线长度为L0,且滑片P移至任意位置对应的绕线长度L可读)‎ ‎⑤定值电阻R0(阻值已知)‎ ‎⑥单刀单掷开关三个,记为S1、S2、S3‎ ‎⑦待测电池(电动势Ex约为6 V,内阻rx)‎ ‎⑧导线若干 该同学设计了如图所示的电路去完成实验.两个标准电池只能选一个使用,在图中记为E0.‎ ‎(1)请帮助该同学在虚线框内将电路图补充完整.‎ ‎(2)为了完成实验,标准电池应选择　　　　(填“1”或“2”). ‎ ‎(3)该同学按照如下步骤完成该实验:‎ ‎①将滑片P移至A端,闭合开关S1;‎ ‎②保持S3断开,调节滑片P位置,直至闭合开关S2时,示数为0,记录此时滑动变阻器AP段绕线长度L1;‎ ‎③保持S3闭合,再调节滑片P位置,直至闭合开关S2时,示数为0,记录此时滑动变阻器AP段绕线长度L2.‎ ‎(4)待测电源电动势Ex的表达式为　　　　,待测电源内阻rx的表达式为　　　　.(用E0、L0、L1、L2、R0表示) ‎ ‎(5)考虑到标准电池有内阻,对上述测量结果进行误差分析.Ex的测量值　　　　,rx的测量值　　　　.(填“偏大”“偏小”或“无影响”) ‎ ‎2.[2020江西南昌高三摸底,9分]一同学利用如图甲所示的电路测量某干电池的电动势和内阻.(忽略电流表内阻)‎ - 4 -‎ ‎　图甲　　　　　　　　　　　　图乙　　‎ ‎(1)如图甲所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)前的实验电路.请指出图中在实验操作上存在的两个不妥之处:‎ ‎① 　 ; ‎ ‎②　 . ‎ ‎(2)根据实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I,作出R-‎1‎I关系图象如图乙所示.由图象得出该干电池的电动势为　　　　V,内阻为　　　　Ω. ‎ ‎3.[2020河南洛阳尖子生第一次联考,10分]物理课外活动小组自制了一个西红柿电池组,设计了如图的实验电路测定电流表的内阻,并用多种方法测量该电池组的电动势与内阻,请协助完成实验.‎ ‎(1)闭合开关S1和S2,调节电阻箱并记录电阻箱的示数R、电流表(灵敏)的示数I0和电压表的示数U0,由此可知电流表的内阻RA为　　　　(用上述测量量表示). ‎ ‎(2)闭合开关S1和S2,调节R,读出电流表示数I和电压表示数U,并测出多组数据,作出U-I图线可得出电池组的电动势和内阻,此种办法测量的电动势与真实值相比　　　　(填“偏大”“偏小”或“相等”),内阻的测量值与真实值相比　　　　(填“偏大”“偏小”或“相等”). ‎ ‎(3)断开S1,闭合S2,仅由多组电流表示数I和电阻箱的示数R,利用实验数据作出的‎1‎I-R图线为一条倾斜的直线,若该直线的斜率为k,纵截距为b,则该电池组的电动势E=,内阻r=　　　　.(用k、b、RA表示) ‎ ‎4.[2020江西七校联考,8分]为测定一电池的电动势和内阻,甲和乙两位同学先后用同一套实验仪器来测量电池的电动势和内阻,其中R、R0分别是电阻箱和定值电阻,R0=2 Ω.实验时甲、乙分别设计了如图甲和乙所示的两个电路,实验记录电阻箱R的阻值以及对应电压表的示数U.据实验记录的数据作出关系图线丙和丁.‎ ‎(1)可以判断图线丁是利用图　　(填“甲”或“乙”)电路进行实验所作出的. ‎ ‎(2)依据实验数据绘出的‎1‎U-‎1‎R图线如图戊所示,则电源电动势E=　　　 V,内阻r=　　　 Ω.(计算结果均保留2位有效数字) ‎ - 4 -‎ 考点4　实验:测定电源电动势和内阻 ‎1.(1)如图所示(2分)　(2)2(1分)　(4)L‎1‎L‎0‎E0(2分)　L‎1‎‎-‎L‎2‎L‎2‎R0(2分)　(5)偏大(1分)　无影响(1分)‎ 解析:(1)设计的电路图如答图所示.(2)根据电路的要求,标准电池要比待测电池的电动势大,才符合要求,所以标准电池选2.(4)当S3保持断开,检流计的示数为0时,PA之间的电压UPA=L‎1‎L‎0‎E0=Ex,所以Ex=L‎1‎L‎0‎E0;当保持S3闭合,检流计的示数为0时,由欧姆定律可知UP'A=L‎2‎L‎0‎E0=R‎0‎ExR‎0‎‎+‎rx,联立可求得rx=L‎1‎‎-‎L‎2‎L‎2‎R0.(5)考虑到标准电池的内阻,则当S3保持断开,检流计的示数为0时,UPA=Ex=‎ - 4 -‎ L‎1‎L‎0‎R滑r‎0‎‎+‎R滑E0

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