高考物理實(shí)驗(yàn)12把電流表改裝為電壓表13測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻練習(xí)

2023年高考物理實(shí)驗(yàn)12把電流表改裝為電壓表、13測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻練習(xí)1．(7分)(2023·高考全國Ⅱ)圖為測量某電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí)得到的U－I ()【解析】此題考察測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻及電路的有關(guān)知識(shí)，意在考察考生綜合運(yùn)用電路知識(shí)和實(shí)驗(yàn)的有關(guān)方法解決問題的能力；由圖可知，E＝Um＝6V，U＝4V時(shí)，I＝4A，因此有6＝4＋4r，解得r＝0.5Ω，當(dāng)路端電壓為4.8V時(shí)，U內(nèi)＝E－U＝6－4.8＝1.2(V)，由eq\f(U,U內(nèi))＝eq\f(R,r)，所以R＝eq\f(U,U內(nèi))r＝eq\,1.2)×0.5＝2(Ω)，由電阻的串聯(lián)知識(shí)可知，正確答案為B.【答案】B2．(7分)用圖所示電路測量電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí)，假設(shè)有兩只電壓表V1、V2量程相同，內(nèi)阻分別為RV1、RV2，且RV1>RV2；兩只電流表A1、A2量程相同，內(nèi)阻分別為RA1、RA2，且RA1>RA2，在實(shí)驗(yàn)中，為了使E、r的測量值準(zhǔn)確些，選擇的電表可以是 ()A．V1與A1 B．V1與A2C．V2與A1 D．V2與A2【答案】AB3．(9分)(2023·安徽理綜)用如以下圖電路，測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻．電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用．除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：(a)電流表(量程、3A)(b)電壓表(量程3V、15V)(c)定值電阻(阻值1Ω、額定功率5W)(d)定值電阻(阻值10Ω、額定功率10W)(e)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～10Ω、額定電流2A)(f)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～100Ω、額定電流1A)．那么(1)要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇________V，電流表的量程應(yīng)選擇________A；R0應(yīng)選擇________Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是________Ω的滑動(dòng)變阻器．(2)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是______________________．【解析】此題主要考察的知識(shí)點(diǎn)是測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，意在考察考生對電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的選擇能力和誤差分析能力．【答案】(1)30.610～10(2)電壓表的分流4．(9分)(2023·北京理綜)某同學(xué)通過查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池．該同學(xué)想測量一個(gè)這個(gè)電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開關(guān)、一個(gè)電阻箱(最大阻值為999.9Ω，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用)、一只電流表(量程Ig＝，內(nèi)阻rg＝0.1Ω)和假設(shè)干導(dǎo)線．①請根據(jù)測定電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r的要求，設(shè)計(jì)圖1中器件的連接方式，畫線把它們連接起來．②接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值R，讀出與R對應(yīng)的電流表的示數(shù)I，并作記錄．當(dāng)電阻箱的阻值R＝2.6Ω時(shí)，其對應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖2所示．處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，首先計(jì)算出每個(gè)電阻值I的倒數(shù)eq\f(1,I)；再制作R—eq\f(1,I)坐標(biāo)圖，如圖3所示，圖中已標(biāo)注出了(R，eq\f(1,I))的幾個(gè)與測量對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)．請你將與圖2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖3上．③在圖3上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成圖線．④根據(jù)圖3描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動(dòng)勢E＝__________V，內(nèi)電阻r＝__________Ω.【解析】此題考察測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理，意在考察考生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力等．①先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖，然后再根據(jù)電路圖連線．由歐姆定律E＝I(R＋r)知，只要知道兩組外電阻和電流值，就可以解出電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻．因此，直接將可變電阻和電流表串聯(lián)在電路中就行．②由電表可讀出此時(shí)電流為，那么坐標(biāo)為(2,2.6)．再在坐標(biāo)紙上描出該點(diǎn)．③剔除明顯有誤差的點(diǎn)，將其他點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，得到一條直線．④將歐姆定律的表達(dá)式E＝I(R＋r)變形得R＝eq\f(E,I)－r，由此式可知，外電阻和電流的倒數(shù)呈線性關(guān)系．將圖中的直線延長，與縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn)值為－r＝－0.3，那么電阻為0.3Ω，直線的斜率為k＝E＝eq\,4－2)＝1.5(V)．【答案】①見圖1②見圖2③見圖2④1.5(1.46～1.54)0.3(0.25～0.35)5．(9分)(2023·高考海南卷)圖1是利用兩個(gè)電流表和測量干電池電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r的電路原理圖．圖中S為開關(guān)，R為滑動(dòng)變阻器，固定電阻R1和內(nèi)阻之和為10000Ω(比r和滑動(dòng)變阻器的總電阻都大得多)，為理想電流表．(1)按電路原理圖在圖2虛線框內(nèi)各實(shí)物圖之間畫出連線．(2)在閉合開關(guān)S前，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端c移動(dòng)至__________(填“a端”、“中央”或“b端”)．(3)閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端c至某一位置，讀出電流表和的示數(shù)I1和I2.屢次改變滑動(dòng)端c的位置，得到的數(shù)據(jù)為I1(mA)I2(mA)48040032023214068在圖3所示的坐標(biāo)紙上以I1為縱坐標(biāo)、I2為橫坐標(biāo)畫出所對應(yīng)的I1—I2曲線．(4)利用所得曲線求得電源的電動(dòng)勢E＝__________V，內(nèi)阻r＝__________Ω.(保存兩位小數(shù))(5)該電路中電源輸出的短路電流Im＝__________A.【答案】(1)連線如圖1所示．(2)b端(3)如圖2所示．(4)1.49(在1.48～1.50范圍內(nèi)同樣給分)0.60(在0.55～0.65范圍內(nèi)同樣給分)(5)2.5(在2.3～2.7范圍內(nèi)同樣給分)6．(12分)(2023·揚(yáng)州模擬)測量電源的電動(dòng)勢E及內(nèi)阻r(E約為6V，r約為1.5Ω)．器材：量程3V的理想電壓表V，量程的電流表A(具有一定內(nèi)阻)，固定電阻R＝8.5Ω，滑動(dòng)變阻器R′(0～10Ω)，開關(guān)S，導(dǎo)線假設(shè)干．(1)畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖．圖中各元件需用題目中給出的符號(hào)或字母標(biāo)出．(2)用筆畫線代替導(dǎo)線在以以下圖中完成實(shí)線連接．(3)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2，那么可以求出E＝________，r＝________.(用I1，I2，U1，U2及R表示)【答案】(1)(2)如圖(3)eq\f(I1U2－I2U1,I1－I2)eq\f(U2－U1,I1－I2)－R7．(12分)(2023·杭州模擬)用伏安法測一節(jié)干電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r，所給的器材有：A電壓表：0～3V～15VB電流表：0～～3AC變阻器R1(總電阻20Ω)D變阻器R2(總電阻100Ω)；以及電鍵S和導(dǎo)線假設(shè)干．(1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(標(biāo)明變阻器規(guī)格)．(2)如以下圖的U—I圖上是由實(shí)驗(yàn)測得的7組數(shù)據(jù)標(biāo)出的點(diǎn)，請你完成圖線，并由圖線求出E＝________V，r＝________Ω.(3)假設(shè)只選用兩組數(shù)據(jù)，用歐姆定律算出E、r，有可能誤差較大，假設(shè)選用第________和第________組數(shù)據(jù)誤差最大．【解析】(1)電路圖如答案圖(2)如圖，由縱軸截距可得電動(dòng)勢E＝1.5V，由r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|，可得干電池的內(nèi)阻r＝0.5Ω.(3)5、6組數(shù)據(jù)誤差較大．【答案】(1)電路圖如以下圖(2)圖見解析1.50.5(3)568．(12分)按右圖所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r，其中R為電阻箱，R0為定值電阻，干電池的工作電流不宜超過.實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：電流表(量程0～0.6～)，電阻箱(阻值范圍0～999.9Ω)，定值電阻假設(shè)干，開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干．(1)在下面提供的四個(gè)電阻中，保護(hù)電阻R0應(yīng)選用________(填寫阻值相應(yīng)的字母)．A．5ΩB．20ΩC．100ΩD．1Ω(2)根據(jù)電路圖，請?jiān)趫D甲中畫出連線，將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路．(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變電阻箱R的值，記錄下電流表A的示數(shù)I，得到假設(shè)干組R、I的數(shù)據(jù)．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖乙所示的R－eq\f(1,I)圖線，由此得出電池組的電動(dòng)勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω.按照此實(shí)驗(yàn)方法，電動(dòng)勢的測量值與真實(shí)值相比________，內(nèi)電阻的測量值與真實(shí)值相比________．(填“偏大”、“偏小”、“相等”)【解析】(1)兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢E＝3V，電路工作電流不超過，電路中的最小電阻R＝eq\f(E,I)＝eq\f(3,0.5)Ω＝6Ω，而R＝R0＋r＋RA，故R0選5Ω，A正確．(2)見答案(3)由閉合電路歐姆定律E＝I(R＋RA＋R0＋r)得R＝E·eq\f(1,I)－(RA＋R0＋r)，在R－eq\f(1,I)圖象中E為圖象的斜率E＝eq\f(24,10－2)V＝3.0V，圖線在R軸上的交點(diǎn)為RA＋R0＋r＝6.0Ω，所以RA＋r＝r測＝6.0Ω－R0＝1.0Ω，測量的內(nèi)阻應(yīng)為r＋RA，故偏大，A讀數(shù)是流過電流表的真實(shí)電流，因而電動(dòng)勢無誤差，測量值與真實(shí)值應(yīng)相等．【答案】(1)A(2)連接如圖(3)2.9～3.00.9～1.1相等偏大9．(12分)右圖是測定電流表內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的電路圖，電流表的內(nèi)電阻約為100Ω左右，滿偏電流為500μA，有電池作電源．(1)實(shí)驗(yàn)室配有的可變電阻是A．電阻箱，阻值范圍為0～10ΩB．電阻箱，阻值范圍為0～9999ΩC．電位器，阻值范圍為0～200ΩD．電位器，阻值范圍為0～20kΩ在上述配有的可變電阻中，電路圖中的R′應(yīng)選用________；R應(yīng)選用________(填字母代號(hào))．(2)某學(xué)生的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①先將R的阻值調(diào)到最大，合上S1，調(diào)節(jié)R的阻值，使電流表的指針指到滿刻度②合上S2，調(diào)節(jié)R′和R的阻值，使電流表的指針指到滿刻度的一半③記下R′的阻值指出上述實(shí)驗(yàn)步驟中有什么錯(cuò)誤？答：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)如果按正確實(shí)驗(yàn)步驟測得的R′的阻值為100Ω，已知電流表的滿偏電流為500μA，現(xiàn)在要把它改裝成2V的電壓表，那么串聯(lián)的分壓電阻R串為________Ω.【解析】(1)電流表的內(nèi)阻約為100Ω，故R′應(yīng)選用B；為減小用半偏法測電流表內(nèi)阻的系統(tǒng)誤差，必須滿足R′?R，故R應(yīng)選用D.(3)由2V＝500μA×(R串＋R′)解出R串＝3900Ω.【答案】(1)BD(2)合上S2后，就不能再調(diào)節(jié)R的阻值(3)390010．(13分)現(xiàn)有一塊59C2型的小量程電流表G(表頭)，滿偏電流為50μA，電阻約為800Ω～850Ω，把它改裝成1mA、10mA的兩量程電流表．可供選擇的器材有：滑動(dòng)變阻器R1，最大阻值為20Ω；滑動(dòng)變阻器R2，最大阻值為100kΩ；電阻箱R′，最大阻值9999Ω；定值電阻R0，阻值1kΩ；電池E1，電動(dòng)勢1.5V；電池E2，電動(dòng)勢3.0V；電池E3，電動(dòng)勢4.5V(所有電池內(nèi)阻均不計(jì))；標(biāo)準(zhǔn)電流表A，滿偏電流1.5mA；單刀單擲開關(guān)S1和S2；單刀雙擲開關(guān)S3、S4；電阻絲及導(dǎo)線假設(shè)干．(1)采用如以以下圖(甲)所示電路測量表頭的內(nèi)阻，為提高測量準(zhǔn)確度，選用的滑動(dòng)變阻器為________；選用的電池為________．(2)將G改裝成兩量程電流表．現(xiàn)有兩種備選電路，如圖(乙)、(丙)所示．圖________為合理電路，另一電路不合理的理由是____________________________________________