2019-2020年高中物理 第2章 第10節(jié) 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課后強(qiáng)化演練（含解析）新人教版選修3-1.doc

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2019-2020年高中物理 第2章 第10節(jié) 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課后強(qiáng)化演練（含解析）新人教版選修3-1 一、選擇題 1．在“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，為使實(shí)驗(yàn)效果明顯且不損壞儀器，應(yīng)選擇下列哪種電源較好(　　) A．內(nèi)阻較大的普通干電池 B．內(nèi)阻較小的普通蓄電池 C．小型交流發(fā)電機(jī) D．小型直流發(fā)電機(jī) 解析：為了使電路中路端電壓變化比較明顯，應(yīng)使用內(nèi)阻較大的干電池． 答案：A 2．為了測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，除待測(cè)電源和開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)以外，配合下列哪組儀器，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?　　) A．一個(gè)電流表和一個(gè)電阻箱 B．一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器 C．一個(gè)電壓表和一個(gè)電阻箱 D．一個(gè)電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器 解析：滑動(dòng)變阻器不能讀出阻值，因此D不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 答案：D 3．如圖所示是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)畫(huà)出的UI圖線(xiàn)，關(guān)于此圖線(xiàn)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．縱軸的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)，即E＝3.0 V B．橫軸的截距表示電源的短路電流，即I短＝0.6 A C．電源的內(nèi)阻r＝5 Ω D．電源的內(nèi)阻r＝1.0 Ω 解析：由U＝E－Ir可知縱截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，A正確；斜率表示內(nèi)阻r＝＝＝1 Ω.短路電流I＝＝＝3 A，故D正確，B、C錯(cuò)誤． 答案：AD 二、非選擇題 4．(xx棗莊一模)現(xiàn)有一電動(dòng)勢(shì)E約為9 V，內(nèi)阻r約為40 Ω的電源，最大額定電流為50 mA．現(xiàn)有量程為3 V、內(nèi)阻為2 kΩ的電壓表和阻值為0～999.9 Ω的電阻箱各一只，另有若干定值電阻、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)等器材．為測(cè)定該電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)實(shí)驗(yàn)室備有以下幾種規(guī)格的定值電阻R0，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的定值電阻是_________． A．200 Ω　　　　　　　　　 B．2 kΩ C．4 kΩ　 D．10 kΩ (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到_________(選填“最大值”、“最小值”或“任意值”)，目的是：________________________________________________________________________. (3)該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)．根據(jù)記錄的多組數(shù)據(jù)，作出如圖2所示的圖線(xiàn)．根據(jù)該圖線(xiàn)可求得電源的電動(dòng)勢(shì)E＝_________V，內(nèi)阻r＝_________Ω.(保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)分析題干信息，電源的電動(dòng)勢(shì)約為9 V，電壓表的最大量程為3 V，不滿(mǎn)足電源電壓的要求，需要串聯(lián)定值電阻組裝成大量程的電壓表，根據(jù)歐姆定律得，U′＝R0＋U ＝9 V，解得定值電阻R0＝＝4 kΩ，故C選項(xiàng)正確，A、B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤． (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了保證電源和電表的安全，開(kāi)始時(shí)應(yīng)讓電流最小，即電阻箱阻值應(yīng)達(dá)到最大值． (3)根據(jù)閉合電路歐姆定律得，E＝3U＋r，解得＝＋，分析圖線(xiàn)可知，圖線(xiàn)的截距為，圖線(xiàn)的斜率為，代入數(shù)據(jù)得電源電動(dòng)勢(shì)E＝8.6 V，r≈36 Ω. 答案：(1)C　(2)最大值　 保證電源的安全　(3)8.6　36 5．(xx煙臺(tái)一模)現(xiàn)用以下器材測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻(　　) A．被測(cè)電池(電動(dòng)勢(shì)在10 V～15 V之間) B．電阻箱(0～20 Ω) C．滑動(dòng)變阻器(最大阻值20 Ω) D．定值電阻R0(阻值5 Ω) E．電流表A1(量程0.6 A) F．電流表A2(量程3 A) G．電鍵 H．導(dǎo)線(xiàn)若干 實(shí)驗(yàn)中只用到了包括電池和定值電阻R0在內(nèi)的六種實(shí)驗(yàn)器材，并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出了通過(guò)電源的電流I的倒數(shù)和外電路電阻R(R0除外)的關(guān)系圖線(xiàn)，即R圖線(xiàn)，如圖1所示．則： (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)電阻箱和滑動(dòng)變阻器二者中應(yīng)選擇_________； (2)在圖2虛線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)原理圖； (3)根據(jù)圖線(xiàn)求出電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)________V，內(nèi)阻為_(kāi)________Ω； (4)說(shuō)出實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因(說(shuō)出兩條即可)： ________________________________________________________________________； ________________________________________________________________________. 解析：(1)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理是根據(jù)歐姆定律利用伏安法測(cè)電阻，即用電壓表測(cè)未知電阻兩端的電壓，用電流表測(cè)量通過(guò)未知電阻的電流，根據(jù)歐姆定律I＝，求出電阻R＝；本題中只有電流表兩個(gè)，內(nèi)阻未知的情況下，不能改裝成電壓表，相當(dāng)于電壓未知，這就需要知道電流和電阻值，即利用電流表和電阻箱測(cè)量電阻，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇電阻箱． (2)根據(jù)題干信息和提供的實(shí)驗(yàn)器材選擇測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)所需器材；分析圖線(xiàn)可知，電流值最大可達(dá)到2 A，則選擇量程為3 A的電流表A2，定值電阻串聯(lián)在電路中起到保護(hù)電路的作用，作出實(shí)驗(yàn)電路圖： (3)根據(jù)電路圖，列閉合電路歐姆定律得，E＝I(R＋R0＋r)，解得＝＋，圖線(xiàn)的斜率為，縱軸截距為，代入數(shù)據(jù)得，電源電動(dòng)勢(shì)E＝12 V，電源內(nèi)阻 r＝1 Ω. (4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路分析誤差，電流表的內(nèi)阻會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，考慮電流表內(nèi)阻r0的情況下，E＝I(R＋R0 ＋r＋r0 )，解得＝＋，電源電動(dòng)勢(shì)不受影響，電源內(nèi)阻變大；電表讀數(shù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生偶然誤差；作圖時(shí)會(huì)產(chǎn)生偶然誤差． 答案：(1)電阻箱　(2)　(3)12　1　(4)電流表的內(nèi)阻分壓產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差　電流表讀數(shù)時(shí)產(chǎn)生的偶然誤差 6．(xx浙江模擬)現(xiàn)有一電池，電動(dòng)勢(shì)E約為9 V，內(nèi)阻r在35～55 Ω范圍內(nèi)，允許通過(guò)的最大電流為50 mA．為測(cè)定該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．圖中R為電阻箱，阻值范圍為0～9 999 Ω； R0為保護(hù)電阻． (1)可備選用的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用________ A．20 Ω，2.5 W　 B．50 Ω，1.0 W C．150 Ω，1.0 W　 D．1 500 Ω，5.0 W (2)按照?qǐng)D(a)所示的電路圖，將圖(b)所示的實(shí)物圖連接成實(shí)驗(yàn)電路． (3)接好電路，閉合電鍵后，調(diào)整電阻箱的阻值，記錄阻值R和相應(yīng)的電壓表示數(shù)U，取得多組數(shù)據(jù)，然后通過(guò)做出有關(guān)物理量的線(xiàn)性關(guān)系圖象，求得電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r. ①請(qǐng)寫(xiě)出所作線(xiàn)性圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式________； ②圖(c)是作線(xiàn)性圖象的坐標(biāo)系，若縱軸表示的物理量是________，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系中定性地畫(huà)出線(xiàn)性圖象． 解析：(1)電源電動(dòng)勢(shì)為9 V，允許通過(guò)的最大電流為50 mA，則電路中最小電阻Rmin＝＝180 Ω.電源內(nèi)阻r在35～55 Ω范圍內(nèi)，選用150 Ω的定值電阻即可，C選項(xiàng)正確． (2)按照電路圖連接實(shí)物圖如下： (3)根據(jù)閉合電路歐姆定律得E＝U＋I(xiàn)r＝U＋r，解得＝＋，圖象如下： 答案：(1)C　(2)見(jiàn)解析　(3)①＝＋?、谝?jiàn)解析