高考物理专题复习练习卷实验测定电源的电动势和内阻

高考物理专题复习练习卷实验测定电源的电动势和内阻

实验：测定电源的电动势和内阻练习卷 ‎1．用电压表、电流表、滑动变阻器测量一节蓄电池的电动势（约2 V）和内阻，所用器材如图所示。‎ ‎（1）请画出电路原理图，并将实物图连接完整。‎ ‎（2）某同学做该实验时，调整滑动变阻器共测得5组电流、电压的数据，如表所示。请在坐标纸中作出该电池的U–I图象，并计算电池的电动势E=_______V，内阻 r=______Ω。（保留两位小数）‎ ‎2．某同学利用如图甲所示电路测定电源的电动势和内阻。闭合开关S后，变阻器的滑片P由一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化情况分别如图乙的U–I图象中的直线a、b所示。根据U–I图象中坐标轴所标出的数据，计算或回答下列问题：‎ ‎（1）图甲中电阻R0的测量值等于___________（用图乙中的坐标值表示），这个值与真实值相比_______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。‎ ‎（2）电源的电动势E=__________，内阻r=__________。（用图乙中的坐标值表示）‎ ‎（3）当变阻器的滑片P滑到最左端时，两个电压表的示数不相等，原因是________________。‎ ‎3．如图1、2所示为利用U–I法测定电源电动势和内阻的两种常用方法，图3和图4是用图象法处理的结果。由于电流表和电压表都不是理想电表，所以测量结果有系统误差。请分析以下问题：‎ ‎（1）采用图1的方法，引入系统误差的原因是__________；采用图2的方法，引入系统误差的原因是___________。‎ ‎（2）图3是用图______（填“1”或“2”）电路处理的结果，其中图线_______（填“①”或“②”）表示测量图线，图线_______（填“①”或“②”）表示真实图线；图4是用图______（填“1”或“2”）电路处理的结果，其中图线_______（填“③”或“④”）表示测量图线，图线_______（填“③”或“④”）表示真实图线。‎ ‎4．在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表（视为理想电表）的量程较小，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____________（填“最大值”、“最小值”或“任意值”）。‎ ‎（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出的定值电阻两端的电压U。下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是______（填“1”或“2”）。‎ 方案编号 电阻箱的阻值R/Ω ‎1‎ ‎400.0‎ ‎350.0‎ ‎300.0‎ ‎250.0‎ ‎200.0‎ ‎2‎ ‎80.0‎ ‎70.0‎ ‎60.0‎ ‎50.0‎ ‎40.0‎ ‎（3）根据实验数据描点，绘出的图象是一条直线。若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=________，内阻r=________。（用k、b和R0表示）‎ ‎5．小华、小刚共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为：电池组（电动势约6 V，内阻r约3 Ω）、电流表（量程2.0 A，内阻rA=0.8 Ω）、电阻箱R1（0~99.9 Ω）、滑动变阻器R2（0~Rt）、开关三个及导线若干。他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R2接入电路的阻值。‎ ‎（1）小华先利用该电路准确地测出了R2接入电路的阻值。他的主要操作步骤是：先将滑动变阻器滑片调到某位置，接着闭合S、S2，断开S1，读出电流表的示数I；再闭合S、Sl，断开S2，调节电阻箱的电阻值为3.6 Ω时，电流表的示数也为I。此时滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω。‎ ‎（2）小刚接着利用该电路测出了电源电动势E和内阻r。‎ ‎①他的实验步骤为：‎ a．在闭合开关前，调节电阻R1或R2至_________（填“最大值”或“最小值”），之后闭合开关S，再闭合_______（填“S1”或“S2”）；‎ b．调节电阻________（填“R1”或“R2”），得到一系列电阻R和电流I的数据；‎ c．断开开关，整理实验仪器。‎ ‎②图乙是他由实验数据绘出的图象，图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表_________（用对应字母表示），电源电动势E=_______V，内阻r=________Ω。（计算结果保留两位有效数字）。‎ ‎6．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=1.0 kΩ，电阻R1=9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 Ω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、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。‎ ‎7．用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源（电动势约3 V，内阻约2 Ω），保护电阻R1（阻值10 Ω）和R2（阻值5 Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。‎ 实验主要步骤：‎ ‎（Ⅰ）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；‎ ‎（Ⅱ）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；‎ ‎（Ⅲ）以U为纵坐标，I为横坐标，作U–I图线（U、I都用国际单位）；‎ ‎（Ⅳ）求出U–I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）电压表最好选用_____；电流表最好选用_____。‎ A．电压表（0~3 V，内阻约15 kΩ）‎ B．电压表（0~3 V，内阻约3 kΩ）‎ C．电流表（0~200 mA，内阻约2 Ω）‎ D．电流表（0~30 mA，内阻约2 Ω）‎ ‎（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_____。‎ A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱 B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱 C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端的接线柱 D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端的接线柱 ‎（3）选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______，r=______，代入数值可得E和r的测量值。‎ ‎8．某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材，一个满偏电流为100 μA，内阻为2 500 Ω的表头，一个开关，两个电阻箱（0~999.9 Ω）和若干导线；‎ ‎（1）由于表头量程偏小，该同学首先需要将表头改装成量程为50 mA的电流表，则应将表头与电阻箱__________（填“串联”或“并联”），并将电阻箱阻值调为________Ω。‎ ‎（2）接着该同学用改装的电流表对电池的电动势和内阻进行测量，实验电路图如图1所示，通过改变电阻R测相应的电流I，并且作相关计算后一并记录如下表：‎ ‎①根据表中的数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画出图线。‎ ‎②根据图线可得电池的电动势E是________V，内阻r是_________Ω。‎ ‎9．小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。‎ ‎（1）图中电流表的示数为________A。‎ ‎（2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：‎ 请根据表中的数据，在方格纸上作出U–I图线。‎ 由图线求得：电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。‎ ‎（3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为__________________________________。‎ ‎10．为了测定一电池的电动势和内阻，实验中提供有下列器材：‎ A．电流表G（满偏电流10 mA，内阻rg=10 Ω）‎ B．电流表A（0~0.6 A~3 A，内阻未知）‎ C．滑动变阻器R0（0~100 Ω，1 A）‎ D．定值电阻R（阻值990 Ω）‎ E．开关一只、导线若干 ‎（1）根据现有的实验器材设计电路图。‎ ‎（2）如图是小强根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1–I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可得电池的电动势E=______V，内阻r=_____Ω。（均保留两位有效数字）‎ ‎11．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻（几欧姆），要求尽量减小实验误差。‎ ‎（1）实验电路应该选择上图中的________（填“甲”或“乙”）。‎ ‎（2）现有电流表（0~0.6 A）、开关和导线若干，及以下器材：‎ A．电压表（0~15 V） B．电压表（0~3 V）‎ C．滑动变阻器（0~500 Ω） D．滑动变阻器（0~50 Ω）‎ 实验中电压表应选用_______，滑动变阻器应选用_______。（填相应器材前的字母）‎ ‎（3）某实验小组为了探究两种实验方案对测量结果的影响，一部分同学采用电路图甲进行实验，作出的U –I 图象如图丙所示；另一部分同学采用电路图乙进行实验，作出的U –I 图象如图丁所示，该实验小组在讨论实验方案时发现，两种实验方案结合可以消除系统误差，则该干电池的电动势E=_______，内阻r= ______。‎ ‎12.测定电源的电动势和内阻的实验电路如图1所示，请回答下列问题 ‎（1）在闭合开关之前，为防止电表过载，滑动变阻器的滑动头P应放在______端。‎ ‎（2）图2是根据实验数据画出的U–I图象，可知该电源的电动势E=_______V，内阻r=______Ω。（保留三位有效数字）‎ 参考答案 ‎1．（1）电路图（左） 实物图（右）‎ ‎（2）如图 2.03 0.09‎ ‎2．（1） 偏小 （2） （3）电流表有内阻 ‎3．（1）电压表分流 电流表分压 （2）1 ② ① 2 ④ ③‎ ‎4．（1）最大值 （2）2 （3） ‎ ‎5．（1）3.6 （2）①最大值 S1 R1 ②r+rA 6.0 2.8‎ ‎6．（1） （2）1.41（1.36~1.44均可） 0.5（0.4~0.6均可）‎ ‎7．（1）A C （2）C （3）ka ‎ ‎8．（1）并联 5.0 （2）①如图所示 ②1.53 2‎ ‎9．（1）0.44 （2）如图所示 1.60（1.58~1.62均可） 1.2（1.18~1.26均可）‎ ‎（3）干电池长时间使用后，内阻会发生变化 ‎10.【答案】（1）如图所示 （2）9.1 10‎ ‎11.【答案】（1）甲 （2）B D （3）U1 ‎ ‎12.【答案】（1）a （2）1.50 1.00‎