【物理】2020届一轮复习人教版测定电源的电动势和内电阻课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版测定电源的电动势和内电阻课时作业

‎2020届一轮复习人教版 测定电源的电动势和内电阻 课时作业 ‎1．某同学设想运用如图甲所示的实验电路，测量未知电阻Rx的阻值、电流表A的内阻和电源(内阻忽略不计)的电动势，实验过程中电流表的读数始终符合实验要求．‎ ‎(1)为了测量未知电阻Rx的阻值，他在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至________(选填“最大”或“最小”)，然后闭合开关K1，将开关K2拨至1位置，调节R2使电流表A有明显读数I0；接着将开关K2拨至2位置．保持R2不变，调节R1，当调节R1＝34.2 Ω时，电流表A读数仍为I0，则该未知电阻的阻值Rx＝________Ω.‎ ‎(2)为了测量电流表A的内阻RA和电源(内阻忽略不计)的电动势E，他将R1的阻值调到R1＝1.5 Ω；R2调到最大，将开关K2拨至2位置，闭合开关K1；然后多次调节R2，并在表格中记录下了各次R2的阻值和对应电流表A的读数I；最后根据记录的数据，他画出了如图乙所示的图象，根据你所学知识和题中所给字母写出该图象对应的函数表达式为：______________(用题中所给字母表示)；利用图象中的数据可求得，电流表A的内阻RA＝________Ω，电源(内阻忽略不计)的电动势E＝________V.‎ 解析：(1)为了保护电路，需要将电阻箱的阻值都调至最大；因为两种情况下电流表示数相同，Rx和R1等效，所以Rx＝R1＝34.2 Ω.‎ ‎(2)将电流表看作一个电阻RA，根据闭合电路欧姆定律得 E＝I(R1＋R2＋RA)，解得＝R2＋，故 R2的图象的斜率为，则纵截距为，代入数据可得＝，＝0.5，解得E＝4 V，RA＝0.5 Ω.‎ 答案：(1)最大　34.2　(2)＝＋　0.5　4‎ ‎2．(2019届温州模拟)在测定一组干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：‎ A．电流传感器1‎ B．电流传感器2‎ C．定值电阻R0(3 kΩ)‎ D．滑动变阻器R(0～20 Ω)‎ E．开关和导线若干 某同学发现上述器材中没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验．‎ ‎(1)该同学利用测出的实验数据作出的I1I2图线(I1为电流传感器1的示数，I2为电流传感器2的示数，且I1远小于I2)如图乙所示，则由图线可得被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.‎ ‎(2)若将图线的纵轴改为________，则图线与纵轴交点的物理含义即为被测电池电动势的大小．‎ 解析：(1)由闭合电路欧姆定律有E＝U＋Ir，可得I1R0＝E－I2r，则I1＝－I2，即I1与I2间为线性关系，由数学知识可得，k＝－，b＝，由题图乙可知，b＝1.5 mA，k＝－0.5×10－3，解得E＝4.5 V，r＝1.5 Ω.‎ ‎(2)若将图象纵轴改为路端电压，即I1R0，则图线与纵轴交点的物理意义即为被测电源电动势的大小．‎ 答案：(1)4.5　1.5　(2)I1R0‎ ‎3．(2018届开封模拟)某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2的阻值．实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为3 V，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99 Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．‎ ‎(1)先测电阻R1的阻值．请将该同学的操作补充完整：‎ A．闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1.‎ B．保持电阻箱示数不变，________，读出电压表的示数U2.‎ C．则电阻R1的表达式为R1＝________.‎ ‎(2)该同学已经测得电阻R1＝3.2 Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值，其做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的 图线，则电源电动势E＝________V，电阻R2＝________Ω.‎ 解析：(1)将S2切换到b，由欧姆定律有U2＝I(R0＋R1)，U1＝IR0，联立解得R1＝R0.(2)根据E＝U＋(R1＋R2)，变形得＝＋·，对比图象有＝0.5，得E＝2 V；＝＝2.0，R1＝3.2 Ω，得R2＝0.8 Ω.‎ 答案：(1)将S2切换到b　R0‎ ‎(2)2　0.8‎ ‎4．在“测定电源电动势和内阻”的实验中，实验室仅提供下列实验器材：‎ A．两节旧干电池，每节电动势约1.5 V B．直流电压表V1、V2，量程均为0～3 V，内阻约3 kΩ C．电流表，量程0～‎0.6 A，内阻小于1 Ω D．定值电阻R0，阻值2 Ω E．滑动变阻器R，最大阻值15 Ω F．开关和导线若干 ‎(1)请根据如图甲所示的实物图，在图乙虚线框中画出对应的电路图．‎ ‎(2)根据图甲电路进行实验，测得多组U、I数据，作出UI图象，求出电动势和内阻的值均小于真实值，其产生误差的原因是_______________________．‎ ‎(3)实验过程中，由于电流表发生了故障，某同学又设计了如图丙所示的电路测定电源的电动势和内阻，实验中移动滑动变阻器触头，记录U1和U2的值如下表所示，用测出的数据在图丁中绘出U2U1图线．‎ 组数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 电压U1/V ‎0.80‎ ‎1.25‎ ‎1.53‎ ‎1.72‎ ‎1.87‎ ‎1.98‎ 电压U2/V ‎1.60‎ ‎1.87‎ ‎2.04‎ ‎2.15‎ ‎2.24‎ ‎2.31‎ ‎(4)由图线可得被测电池组的电动势E＝________ V，内阻r ‎＝________Ω.(结果保留2位有效数字)‎ 解析：(1)如图所示．‎ ‎(2)电流表不是测得流过电池的电流，原因是电压表的分流造成的．‎ ‎(3)根据描点法，如图所示．‎ ‎(4)由闭合电路欧姆定律可知，E＝U2＋r，变形得U2＝E＋U1，结合图象分析可得E＝2.9 V(2.8～3.0 V均可)，r＝3.0 Ω(2.9～3.1 Ω均可)．‎ 答案：见解析 ‎5．(2018届韶关模拟)某同学要测定一电源的电动势E和内阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用I表示)，一只电阻箱(阻值用R表示)，一只开关和导线若干．该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据．‎ ‎(1)该同学设计实验的原理表达式是E＝________(用r、I、R表示)．‎ ‎(2)该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到________(选填“最大值”“最小值”或“任意值”)，实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω.‎ ‎(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的 R图象，则由图象可求得，该电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果均保留2位有效数字)‎ 解析：(1)根据闭合电路欧姆定律，该同学设计实验的原理表达式是E＝I(R＋r)．‎ ‎(2)根据实验的安全性原则，在闭合开关之前，应先将电阻箱调到最大值．根据电阻箱读数规则，电阻箱接入电路的阻值为2×10 Ω＋1×1 Ω＝21 Ω.‎ ‎(3)由E＝I(R＋r)可得＝R＋r. R图象斜率等于，E＝6.3 V，图象在纵轴上的截距等于r，r＝2.5 Ω.‎ 答案：(1)I(R＋r)　(2)最大值　21‎ ‎(3)6.3(6.1～6.4)　　2.5(2.4～2.6)‎ ‎6．某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A，V为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0 Ω的定值电阻．‎ ‎(1)已知灵敏电流计G的满偏电流Ig ＝100 μA、内阻rg＝2.0 kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200 mA，应并联一只________Ω(保留1位小数)的定值电阻R1.‎ ‎(2)根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路．‎ ‎(3)某次实验的数据如表所示：‎ 测量次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ 电压表V 读数U/V ‎5.26‎ ‎5.16‎ ‎5.04‎ ‎4.94‎ ‎4.83‎ ‎4.71‎ ‎4.59‎ ‎4.46‎ 改装表A 读数I/mA ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ ‎120‎ ‎140‎ ‎160‎ 该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻r＝________Ω(保留2位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是_________________________________________．‎ ‎(4)该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大．若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是________．(填选项前的字母)‎ A．电压表内阻的影响 B．滑动变阻器的最大阻值偏小 C．R1的实际阻值比计算值偏小 D．R0的实际阻值比标称值偏大 解析：(1)由电流表的改装知识可知．‎ R1＝＝ Ω≈1.0 Ω.‎ ‎(2)如图所示．‎ ‎(3)根据闭合电路欧姆定律结合逐差法可知 r1＝－R0，r2＝－R0，‎ r3＝－R0，r4＝－R0.‎ 故r＝ ‎＝－R0≈1.66 Ω.‎ 逐差法在计算中体现的主要优点是：充分利用已测得的数据．‎ ‎(4)根据题意可知，内阻的测量值为r测＝－R0，因此，电压表的内阻、滑动变阻器的阻值对测量结果无影响．若R1的实际值比计算值偏小，则改装后的电流表示数偏小，导致内阻测量值偏大．根据内阻测量值的表达式可知，R0的实际值比标称值偏大，也会导致内阻测量值偏大．故选CD.‎ 答案：(1)1.0　(2)见解析图(其他正确连接同样可以)　(3)1.66　充分利用已测得的数据　(4)CD