浙江鸭2019年高考物理二轮复习专题17实验:测量电源电动势和内阻试题含解析.pdf
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1、实验:测量电源电动势和内阻实验:测量电源电动势和内阻 (1)实验器材:待测电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线等。 (2)实验操作: 选择电表,设计电路,连接电路; 把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处; 闭合开关,调节变阻器,使表有明显的示数,记下多组数据。 (3)实验数据处理 读出两组数据,列方程组求解E、r。 图象法:以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴,建立坐标系,并根据实验数据描点作图,纵轴 截距为电动势E、斜率k的绝对值为内阻r。 1可选用旧电池 : 为了使电路的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些,可选用已使用过一段时间的 1 号干电池。 2电流不要过大,读数要快:干电池在大电
2、流放电时,电动势E会明显下降,内阻r会明显增大,故 长时间放电不宜超过 0.3 A, 短时间放电不宜超过 0.5 A。 因此, 实验中不要将I调得过大, 读电表要快, 每次读完立即断电。 3 计算法求E、r: 要测出不少于 6 组I、U数据, 且变化范围要大些, 用方程组求解时, 要将测出的I、U 数据中,第 1 和第 4 为一组、第 2 和第 5 为一组、第 3 和第 6 为一组,分别解出E、r值再求平均值。 4合理选择标度:为使图线分布空间大,如图 2 所示,纵坐标可以不从零开始,则图线和横轴的交点 不再是短路电流,电源的内阻不能用r确定,应根据r确定。 E I短 | U I| 图 2 误
3、差分析 用图象法求E和r时作图不准确。 由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。 8某研究小组收集了手机中的锂电池。为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红同学设计了如图所示的电 路图来“测电源电动势和内阻” ,图中R2为电阻箱。根据测量数据作出图象,如图所示。 (1)若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E_,内阻r_(用k、b 表示) 。 (2)上述方法测出的数据与真实值比较,测量出的内阻_(填“偏大” 或“偏小” ),造成此 系统误差主要原因是_ 【答案】【答案】 偏小 电压表的分流作用 【解析】【解析】 (1)不考虑电压表分流作用,电路的电流根据闭合电路欧姆定律,有,联立
4、得, 则图像斜率,纵轴截距,所以, (2)考虑电压表的分流作用,写出闭合电路欧姆定律,其中是电压表内阻与电源内阻并联之 后的电阻,此为我们实验的测量值,所以比真实值小。 9 (1)测干电池的电动势和内阻的实验,为了尽量减小实验误差。在如下图所示的四个实验电路中应选用 _。 (2) 选好电路后,由于电流表和电压表内电阻对电路的影响,所测得电动势将_ (选填 “偏大” , “偏 小” ,“不变” ) (3)根据实验测得的一系列数据,画出 U-I 图(如图丙所示) ,则被测干电池的电动势为_V,电池 的内阻为_ (结果均保留两位小数) (4)这种用图象法处理数据是为了减少_. (选填“系统误差”或“
5、偶然误差” ) 。 【答案】【答案】 (1).丙 (2). 偏小 (3). 1.45(1.441.46 均给分) 0.70(0.670.72 均给分) (4). 偶然误差 10测量一节干电池的电动势和内阻。实验室除提供开关 S 和导线外,还有以下器材可供选择: A电压表 V(量程 3 V,内阻RV=10 k) B电流表 A1(量程 3 mA,内阻Rg1=99.5 ) C电流表 A2(量程 1500 m A,内阻Rg2=0.5 ) D滑动变阻器R1(阻值范围 010 ,额定电流 2 A) E滑动变阻器R2(阻值范围 01000 ,额定电流 1 A) F定值电阻R3=0.5 (1)根据可选用的器材
6、,设计了如图 1 所示的测量电路图 。 (2) 该同学应该将电流表_(选填 A1或 A2) 与定值电阻R3并联, 改装成一个量程是_ A 的新电流表。 (3)滑动变阻器选用_(选填“R1”或“R2” ) 。 (4)利用上述测量电路测得数据,以电流表 A 的直接读数I为横坐标,以电压表 V 的读数为U纵坐标绘出 了如图 2 所示的图线,根据图线可求出电源的电动势E=_V(结果保留三位有效数字) ,电源的内阻 r=_(结果保留两位有效数字) 。 【答案】【答案】 (2)A1 0.6 (3)R1 (4)1.48(1.471.49) 0.84(0.820.86) (4)由上可知,改装后电流表的量程是电
7、流表 G 量程的 200 倍,图象的纵截距 b 等于电源的电动势,由图 读出电源的电动势为:E=1.48V 图线的斜率大小 k=r,由数学知识知:,则电源的内阻为:r=k=0.84; 1 (北京高考)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻要求尽量减小实验误差 (1)应该选择的实验电路是图中的_(选填“甲”或“乙” ) (2)现有电流表(00.6 A) 、开关和导线若干,以及以下器材: A电压表(015 V) B电压表(03 V) C滑动变阻器(050 ) D滑动变阻器(0500 ) 实验中电压表应选用_;滑动变阻器应选用_;(选填相应器材前的字母) (3)某位同学记录的 6 组数据如
8、下表所示,其中 5 组数据的对应点已经标在如图的坐标纸上,请标出余下 一组数据的对应点,并画出UI图线_. (4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E_ V,内电阻r_ . (5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化下列各 示意图中正确反映PU关系的是_ 【答案】(1)【答案】(1) 甲 (2) B C (3) (4) 1.50(1.49 1.51) 0.83(0.810.85) (5) C 【解析】【解析】 试题分析:(1)干电池的内阻较小,电压表的分流作用可以忽略,可以用滑动变阻器中的电流来代替干路 中的电流,所以选甲图电路。 (注意:两种
9、实验电路都存在系统误差,题图甲实际测量的电阻是电源内阻与 电压表的并联电阻,而图乙测量的电阻是电池内阻与电流表内阻之和) 5(“超级全能生” 2019 高考选考科目浙江省 9 月联考) 小张同学测量一节蓄电池的电动势和内阻的实验中, 认为蓄电池内阻常小, 为防止滑动变阻器电阻过小时, 由于电流过大而损坏器材, 电路中用了个定值电阻 实验时蓄电池、开关、导线、选用电流表 量程与电压表 量程、滑动变阻器按如图甲连接电路 图 现有两个定值电阻,小张选择哪一个更合理?_ A.定值电阻、额定功率 B.定值电阻、额定功率 (2)小张同学按图甲电路图进行连接,下列实物图正确的是_ (3)若小张用如图乙所示电
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