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專題79實(shí)驗十:測量電動勢和內(nèi)電阻-十年(2014-2023)高考物理真題分項匯編(全國通用)專題80實(shí)驗十:測量電動勢和內(nèi)電阻1.(2023·浙江·統(tǒng)考高考真題)在“測量干電池的電動勢和內(nèi)阻”實(shí)驗中
(1)部分連線如圖1所示,導(dǎo)線a端應(yīng)連接到________(選填“A”、“B”、“C”或“D”)接線柱上。正確連接后,某次測量中電壓表指針位置如圖2所示,其示數(shù)為________V。(2)測得的7組數(shù)據(jù)已標(biāo)在如圖3所示坐標(biāo)系上,用作圖法求干電池的電動勢________V和內(nèi)阻________Ω。(計算結(jié)果均保留兩位小數(shù))2.(2023·湖北·統(tǒng)考高考真題)某實(shí)驗小組為測量干電池的電動勢和內(nèi)阻,設(shè)計了如圖(a)所示電路,所用器材如下:電壓表(量程,內(nèi)阻很大);電流表(量程);電阻箱(阻值);干電池一節(jié)、開關(guān)一個和導(dǎo)線若干。
(1)根據(jù)圖(a),完成圖(b)中的實(shí)物圖連線__________。
(2)調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值,閉合開關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻,記錄其阻值R、相應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的圖像如圖(c)所示,則干電池的電動勢為__________V(保留3位有效數(shù)字)、內(nèi)阻為__________(保留2位有效數(shù)字)。
(3)該小組根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)一步探究,作出圖像如圖(d)所示。利用圖(d)中圖像的縱軸截距,結(jié)合(2)問得到的電動勢與內(nèi)阻,還可以求出電流表內(nèi)阻為__________(保留2位有效數(shù)字)。(4)由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大,本實(shí)驗干電池內(nèi)阻的測量值__________(填“偏大”或“偏小”)。3.(2022·天津·高考真題)實(shí)驗小組測量某型號電池的電動勢和內(nèi)阻。用電流表、電壓表、滑動變阻器、待測電池等器材組成如圖1所示實(shí)驗電路,由測得的實(shí)驗數(shù)據(jù)繪制成的圖像如圖2所示。(1)圖1的電路圖為下圖中的__________。(選填“A”或“B”)(2)如果實(shí)驗中所用電表均視為理想電表,根據(jù)圖2得到該電池的電動勢__________V,內(nèi)阻__________。(3)實(shí)驗后進(jìn)行反思,發(fā)現(xiàn)上述實(shí)驗方案存在系統(tǒng)誤差。若考慮到電表內(nèi)阻的影響,對測得的實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行修正,在圖2中重新繪制圖線,與原圖線比較,新繪制的圖線與橫坐標(biāo)軸交點(diǎn)的數(shù)值將__________,與縱坐標(biāo)軸交點(diǎn)的數(shù)值將__________。(兩空均選填“變大”“變小”或“不變”)4.(2022·福建·高考真題)在測量某電源電動勢和內(nèi)阻時,因為電壓表和電流表的影響,不論使用何種接法,都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,為了消除電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差,某實(shí)驗興趣小組設(shè)計了如圖甲實(shí)驗電路進(jìn)行測量。已知。(1)按照圖甲所示的電路圖,將圖乙中的器材實(shí)物連線補(bǔ)充完整_____。(2)實(shí)驗操作步驟如下:①將滑動變阻器滑到最左端位置②接法Ⅰ:單刀雙擲開關(guān)S與1接通,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器R,記錄下若干組數(shù)據(jù)的值,斷開開關(guān)③將滑動變阻器滑到最左端位置④接法Ⅱ:單刀雙擲開關(guān)S與2閉合,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器R,記錄下若干組數(shù)據(jù)的值,斷開開關(guān)⑤分別作出兩種情況所對應(yīng)的和圖像(3)單刀雙擲開關(guān)接1時,某次讀取電表數(shù)據(jù)時,電壓表指針如圖丙所示,此時_____V。(4)根據(jù)測得數(shù)據(jù),作出和圖像如圖丁所示,根據(jù)圖線求得電源電動勢____________,內(nèi)阻____________。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))(5)由圖丁可知____________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)測得的電源內(nèi)阻更接近真實(shí)值。(6)綜合考慮,若只能選擇一種接法,應(yīng)選擇____________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)測量更合適。5.(2022·湖北·統(tǒng)考高考真題)某探究小組學(xué)習(xí)了多用電表的工作原理和使用方法后,為測量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率,進(jìn)行了如下實(shí)驗探究。(1)該小組用螺旋測微器測量該圓柱形電阻的直徑D,示數(shù)如圖甲所示,其讀數(shù)為_____mm。再用游標(biāo)卡尺測得其長度L。(2)該小組用如圖乙所示的電路測量該圓柱形電阻Rx的阻值。圖中電流表量程為0.6A、內(nèi)阻為1.0Ω,定值電阻R0的阻值為20.0Ω,電阻箱R的最大阻值為999.9Ω。首先將S2置于位置1,閉合S1,多次改變電阻箱R的阻值,記下電流表的對應(yīng)讀數(shù)I,實(shí)驗數(shù)據(jù)見下表。R/ΩI/A/A-15.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖丙中繪制出圖像。再將S2置于位置2,此時電流表讀數(shù)為0.400A。根據(jù)圖丙中的圖像可得_____Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。最后可由表達(dá)式____得到該材料的電阻率(用D、L、表示)。(3)該小組根據(jù)圖乙的電路和圖丙的圖像,還可以求得電源電動勢_________V,內(nèi)阻_______Ω。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)(4)持續(xù)使用后,電源電動勢降低、內(nèi)阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置,測得電路的電流,仍根據(jù)原來描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測量值會_____(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。6.(2021·天津·高考真題)隨著智能手機(jī)的廣泛應(yīng)用,充電寶成為手機(jī)及時充電的一種重要選擇。充電寶可以視為與電池一樣的直流電源。一充電寶的電動勢約為,內(nèi)阻很小,最大放電電流為,某實(shí)驗小組測定它的電動勢和內(nèi)阻。他們剝開充電寶連接線的外絕緣層,里面有四根導(dǎo)線,紅導(dǎo)線為充電寶的正極,黑導(dǎo)線為充電寶的負(fù)極,其余兩根導(dǎo)線空置不用,另有滑動變阻器R用于改變電路中的電流,定值電阻,兩只數(shù)字多用電表M、N,兩表均為理想電表,并與開關(guān)S連成如圖所示電路。①圖中測量電流的電表是___________,測量電壓的電表是___________。(均填寫字母“M”或“N”)②調(diào)節(jié)滑動變阻器,測得多組I、U數(shù)據(jù),記錄如下表,其中只有一個數(shù)據(jù)記錄有誤,審視記錄的數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)表中第___________次的記錄數(shù)據(jù)有誤。(填測量次數(shù)的序號)次數(shù)1234567電流0.2990.4770.6840.8771.0651.2811.516電壓4.9704.9524.9324.9424.8944.8724.848③電路中接入可以達(dá)到下列哪個效果。___________(填選項前的字母)A.使測電流的電表讀數(shù)變化明顯
B.為了更準(zhǔn)確地測量充電寶內(nèi)阻C.避免使充電寶的放電電流過大
D.減小測量電壓的電表分流作用7.(2021·全國·高考真題)一實(shí)驗小組利用圖(a)所示的電路測量一電池的電動勢E(約)和內(nèi)阻r(小于)。圖中電壓表量程為,內(nèi)阻:定值電阻;電阻箱R,最大阻值為;S為開關(guān)。按電路圖連接電路。完成下列填空:(1)為保護(hù)電壓表,閉合開關(guān)前,電阻箱接入電路的電阻值可以選___________(填“5.0”或“15.0”);(2)閉合開關(guān),多次調(diào)節(jié)電阻箱,記錄下阻值R和電壓表的相應(yīng)讀數(shù)U;(3)根據(jù)圖(a)所示電路,用R、、、E和r表示,得___________;(4)利用測量數(shù)據(jù),做圖線,如圖(b)所示:(5)通過圖(b)可得___________V(保留2位小數(shù)),___________(保留1位小數(shù));(6)若將圖(a)中的電壓表當(dāng)成理想電表,得到的電源電動勢為,由此產(chǎn)生的誤差為___________%。8.(2021·湖南·高考真題)某實(shí)驗小組需測定電池的電動勢和內(nèi)阻,器材有:一節(jié)待測電池、一個單刀雙擲開關(guān)、一個定值電阻(阻值為)、一個電流表(內(nèi)阻為)、一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于,并配有可在電阻絲上移動的金屬夾)、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺,無法測量電阻絲長度,但發(fā)現(xiàn)桌上有一個圓形時鐘表盤。某同學(xué)提出將電阻絲繞在該表盤上,利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度。主要實(shí)驗步驟如下:(1)將器材如圖(a)連接:(2)開關(guān)閉合前,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的___________端(填“a”或“b”);(3)改變金屬夾的位置,閉合開關(guān),記錄每次接入電路的電阻絲對應(yīng)的圓心角和電流表示數(shù),得到多組數(shù)據(jù);(4)整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)繪圖,所得圖像如圖(b)所示,圖線斜率為,與縱軸截距為,設(shè)單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值為,該電池電動勢和內(nèi)阻可表示為___________,___________(用、、、、表示)(5)為進(jìn)一步確定結(jié)果,還需要測量單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值。利用現(xiàn)有器材設(shè)計實(shí)驗,在圖(c)方框中畫出實(shí)驗電路圖__________(電阻絲用滑動變阻器符號表示);(6)利用測出的,可得該電池的電動勢和內(nèi)阻。9.(2015·四川·高考真題)用實(shí)驗測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx。已知電池的電動勢約6V,電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐。可選用的實(shí)驗器材有:電流表A1(量程0~30mA);電流表A2(量程0~100mA);電壓表V(量程0~6V);滑動變阻器R1(阻值0~5Ω);滑動變阻器R2(阻值0~300Ω);開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干條。某同學(xué)的實(shí)驗過程如下:Ⅰ.設(shè)計如圖所示的電路圖Ⅱ.正確連接電路,將R的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān),逐次調(diào)小R的阻值,測出多組U和I的值,并記錄。以U為縱軸,I為橫軸,得到如圖所示的圖線Ⅲ.斷開開關(guān),將Rx改接在B、C之間,A與B直接相連,其他部分保持不變。重復(fù)Ⅱ的步驟,得到另一條U-I圖線,圖線與橫軸I的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0,0),與縱軸U的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,U0)?;卮鹣铝袉栴}:①電流表應(yīng)選用___________,滑動變阻器應(yīng)選用___________;②由圖的圖線,得電源內(nèi)阻r=___________Ω;③用I0、U0和r表示待測電阻的關(guān)系式Rx=___________,代入數(shù)值可得Rx;④若電表為理想電表,Rx接在B、C之間與接在A、B之間,滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置,兩種情況相比,電流表示數(shù)變化范圍___________,電壓表示數(shù)變化范圍___________。(選填“相同”或“不同”)10.(2015·廣東·高考真題)某實(shí)驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括電壓表(內(nèi)阻約為3kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為1Ω)、定值電阻等。(1)使用多用電表粗測元件X的電阻。選擇“×1”歐姆擋測量,示數(shù)如圖(a)所示,讀數(shù)為___________Ω。據(jù)此應(yīng)選擇圖中的___________(填“b”或“c”)電路進(jìn)行實(shí)驗。(2)連接所選電路,閉合S;滑動變阻器的滑片P從左向右滑動,電流表的示數(shù)逐漸___________(填“增大”或“減小”);依次記錄電流及相應(yīng)的電壓;將元件X換成元件Y,重復(fù)實(shí)驗。(3)圖(a)是根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)作出的U-I圖線,由圖可判斷元件___________(填“X”或“Y”)是非線性元件。(4)該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R=21Ω的定值電阻,測量待測電池組的電動勢E和電阻r,如圖(b)所示。閉合S1和S2,電壓表讀數(shù)為3.00V;斷開S2,讀數(shù)為1.00V,利用圖(a)可算得E=___________V,r=___________Ω(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字,視電壓表為理想電壓表)。11.(2021·浙江·統(tǒng)考高考真題)在“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”實(shí)驗中,(1)用如圖1所示的電路圖測量,得到的一條實(shí)驗數(shù)據(jù)擬合線如圖2所示,則該電池的電動勢E=______V(保留3位有效數(shù)字);內(nèi)阻r=______(保留2位有效數(shù)字);(2)現(xiàn)有如圖3所示的實(shí)驗器材,照片中電阻箱阻值可調(diào)范圍為0~9999Ω,滑動變阻器阻值變化范圍為0~10Ω,電流表G的量程為0~3mA、內(nèi)阻為200Ω,電壓表的量程有0~3V和0~15V。請在圖3中選擇合適的器材,在答題紙相應(yīng)方框中畫出兩種測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的電路圖。______12.(2020·北京·統(tǒng)考高考真題)用圖1所示的甲、乙兩種方法測量某電源的電動勢和內(nèi)電阻(約為1Ω)。其中R為電阻箱,電流表的內(nèi)電阻約為0.1Ω,電壓表的內(nèi)電阻約為3kΩ。(1)利用圖1中甲圖實(shí)驗電路測電源的電動勢E和內(nèi)電阻r,所測量的實(shí)際是圖2中虛線框所示“等效電源”的電動勢和內(nèi)電阻。若電流表內(nèi)電阻用表示,請你用E、r和RA表示出、,并簡要說明理由_______。(2)某同學(xué)利用圖像分析甲、乙兩種方法中由電表內(nèi)電阻引起的實(shí)驗誤差。在圖3中,實(shí)線是根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)(圖甲:U=IR,圖乙:)描點(diǎn)作圖得到的U-I圖像;虛線是該電源的路端電壓U隨電流I變化的U-I圖像(沒有電表內(nèi)電阻影響的理想情況)。在圖3中,對應(yīng)圖甲電路分析的U-I圖像是:__________;對應(yīng)圖乙電路分析的U-I圖像是:________。(3)綜合上述分析,為了減小由電表內(nèi)電阻引起的實(shí)驗誤差,本實(shí)驗應(yīng)選擇圖1中的______(填“甲”或“乙”)。13.(2020·天津·統(tǒng)考高考真題)某實(shí)驗小組選用以下器材測定電池組的電動勢和內(nèi)阻,要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確。電壓表
(量程,內(nèi)阻約為)電流表
(量程,內(nèi)阻約為)滑動變阻器
(,額定電流)待測電池組
(電動勢約為,內(nèi)阻約為)開關(guān)、導(dǎo)線若干①該小組連接的實(shí)物電路如圖所示,經(jīng)仔細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接不當(dāng),這條導(dǎo)線對應(yīng)的編號是________。②改正這條導(dǎo)線的連接后開始實(shí)驗,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于滑動變阻器的________端(填“a”或者“b”)③實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器時,電流表讀數(shù)變化明顯但電壓表讀數(shù)變化不明顯。為了解決這個問題,在電池組負(fù)極和開關(guān)之間串聯(lián)一個阻值為的電阻,之后該小組得到了幾組電壓表讀數(shù)U和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I,并作出圖像,如圖所示。根據(jù)圖像可知,電池組的電動勢為________V,內(nèi)阻為________。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)14.(2020·山東·統(tǒng)考高考真題)實(shí)驗方案對實(shí)驗測量的精度有直接的影響,某學(xué)習(xí)小組對“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗方案進(jìn)行了探究。實(shí)驗室提供的器材有:干電池一節(jié)(電動勢約1.5V,內(nèi)阻小于1Ω);電壓表V(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ);電流表A(量程0.6A,內(nèi)阻約1Ω);滑動變阻器R(最大阻值為20Ω);定值電阻R1(阻值2Ω);定值電阻R2(阻值5Ω);開關(guān)一個,導(dǎo)線若干。(1)該小組按照圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值使電流表示數(shù)逐漸接近滿偏,記錄此過程中電壓表和電流表的示數(shù),利用實(shí)驗數(shù)據(jù)在U-I坐標(biāo)紙上描點(diǎn),如圖乙所示,結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)的變化范圍比較小,出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是_____。(單選,填正確答案標(biāo)號)A.電壓表分流B.干電池內(nèi)阻較小C.滑動變阻器最大阻值較小D.電流表內(nèi)阻較小(2)針對電壓表示數(shù)的變化范圍比較小的問題,該小組利用實(shí)驗室提供的器材改進(jìn)了實(shí)驗方案,重新測量得到的數(shù)據(jù)如下表所示。序號1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52請根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù),回答以下問題:①圖丁的坐標(biāo)紙上已標(biāo)出后3組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請在答題卡的坐標(biāo)紙上標(biāo)出前4組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)并畫出U-I圖像________。②根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)可知,所選的定值電阻為_____(填“R1”或“R2”)。③用筆畫線代替導(dǎo)線,請在答題卡上按照改進(jìn)后的方案,將實(shí)物圖連接成完整電路____________。15.(2020·浙江·統(tǒng)考高考真題)某同學(xué)分別用圖甲和圖乙的電路測量同一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。(1)在答題紙相應(yīng)的方框中畫出圖乙的電路圖____________;(2)某次測量時電流表和電壓表的示數(shù)如圖所示,則電流_____,電壓_____;(3)實(shí)驗得到如圖所示的兩條直線,圖中直線Ⅰ對應(yīng)電路是圖1_____(選填“甲”或“乙”);(4)該電池的電動勢_____V(保留三位有效數(shù)字),內(nèi)阻_____(保留兩位有效數(shù)字)。16.(2014·海南·高考真題)用伏安法測量一電池的內(nèi)阻.已知該待測電池的電動勢E約為9V,內(nèi)阻約數(shù)十歐,允許輸出的最大電流為50mA.可選用的實(shí)驗器材有:電壓表V1(量程5V);電壓表V2(量程10V);電流表A1(量程50mA);電流表A2(量程100mA);滑動變阻器R(最大阻值300);定值電阻R1(阻值為200,額定功率為W);定值電阻R2(阻值為200,額定功率為1W);開關(guān)S;導(dǎo)線若干;測量數(shù)據(jù)如坐標(biāo)紙上U-I圖線所示(1)在答題卡相應(yīng)的虛線方框內(nèi)畫出合理的電路原理圖,并標(biāo)明所選器材的符號_________(2)在設(shè)計的電路中,選擇定值電阻的根據(jù)是_____________.(3)由U-I圖線求得待測電池的內(nèi)阻為_________(4)在你設(shè)計的實(shí)驗電路中,產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是___________.17.(2014·福建·高考真題)某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內(nèi)阻,實(shí)驗原理如圖甲所示,其中,虛線框內(nèi)為用靈敏電流計G改裝的電流表A,V為標(biāo)準(zhǔn)電壓表,E為待測電池組,S為開關(guān),R為滑動變阻器,R0是標(biāo)稱值為4.0Ω的定值電阻。①已知靈敏電流計G的滿偏電流Ig=100μA、內(nèi)阻rg=2.0kΩ,若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA,應(yīng)并聯(lián)一只________Ω(保留一位小數(shù))的定值電阻R1;②根據(jù)圖甲,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙連接成完整電路;_________③某次試驗的數(shù)據(jù)如下表所示:該小組借鑒“研究勻變速直線運(yùn)動”試驗中計算加速度的方法(逐差法),計算出電池組的內(nèi)阻r=________Ω(保留兩位小數(shù));為減小偶然誤差,逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點(diǎn)是_________________。④該小組在前面實(shí)驗的基礎(chǔ)上,為探究圖甲電路中各元器件的實(shí)際阻值對測量結(jié)果的影響,用一已知電動勢和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn):電動勢的測量值與已知值幾乎相同,但內(nèi)阻的測量值總是偏大。若測量過程無誤,則內(nèi)阻測量值總是偏大的原因是___________。(填選項前的字母)A.電壓表內(nèi)阻的影響
B.滑動變阻器的最大阻值偏小C.R1的實(shí)際阻值比計算值偏小
D.R0的實(shí)際阻值比標(biāo)稱值偏大測量次數(shù)12345678電壓表V讀數(shù)U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改裝表A讀數(shù)I/mA2040608010012014016018.(2018·海南·高考真題)某同學(xué)利用圖(a)中的電路測量電流表A的內(nèi)阻RA(約為5Ω)和直流電源的電動勢E(約為10V)。圖中R1和R2為電阻箱,S1和S2為開關(guān),已知電流表的量程為100mA,直流電源的內(nèi)阻為r。(1)斷開S2,閉合S1,調(diào)節(jié)R1的阻值,使A滿偏;保持R1的阻值不變,閉合S2,調(diào)節(jié)R2,當(dāng)R2的阻值為4.8Ω時A的示數(shù)為48.0mA,忽略S2閉合后電路中總電阻的變化,經(jīng)計算得RA=________Ω;(2)保持S1閉合,斷開S2,多次改變R1的阻值,并記錄電流表的相應(yīng)示數(shù)。若某次R1的示數(shù)如圖(b)所示,則此次R1的阻值為________Ω;(3)利用記錄的R1的阻值和相應(yīng)的電流表示數(shù)I,作出I-1-R1圖線,如圖(c)所示,用電池的電動勢E、內(nèi)阻r和電流表內(nèi)阻RA表示I-1隨R1變化的關(guān)系式為I-1=________,利用圖(c)可求得E=________V。(保留2位有效數(shù)字)19.(2018·江蘇·高考真題)一同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻.(1)如圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時的實(shí)驗電路.請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處__________;____________.(2)實(shí)驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計算的數(shù)據(jù)見下表:根據(jù)表中數(shù)據(jù),在答題卡的方格紙上作出關(guān)系圖像___________.由圖像可計算出該干電池的電動勢為_________V;內(nèi)阻為__________Ω.R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A–16.76.05.34.53.8(3)為了得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果,在測出上述數(shù)據(jù)后,該同學(xué)將一只量程為100mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端.調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33A時,電壓表的指針位置如圖所示,則該干電池的電動勢應(yīng)為_______V;內(nèi)阻應(yīng)為_____Ω.20.(2018·浙江·高考真題)小明同學(xué)在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗時,為防止電流過大而損壞器材,電路中加了一個保護(hù)電阻R0,根據(jù)如圖所示電路圖進(jìn)行實(shí)驗時,(1)電流表量程應(yīng)選擇___________(填“0.6A”或“3A”),保護(hù)電阻應(yīng)選用_______(填“A”或“B”);A.定值電阻(阻值10.0Ω,額定功率10W)B.定值電阻(阻值2.0Ω,額定功率5W)(2)在一次測量中電壓表的指針位置如圖2所示,則此時電壓為________V;(3)根據(jù)實(shí)驗測得的5組數(shù)據(jù)畫出的U-I圖線如圖3所示,則干電池的電動勢E=______V,內(nèi)阻r=_____Ω(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位)。21.(2017·天津·高考真題)某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻.其中電流表A1的內(nèi)阻r1=1.0kΩ,電阻R1=9.0kΩ,為了方便讀數(shù)和作圖,給電池串聯(lián)一個R0=3.0Ω的電阻.(1)按圖示電路進(jìn)行連接后,發(fā)現(xiàn)、和三條導(dǎo)線中,混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開的導(dǎo)線.為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開的,將電鍵S閉合,用多用電表的電壓擋先測量a、間電壓,讀數(shù)不為零,再測量、間電壓,若讀數(shù)不為零,則一定是_______導(dǎo)線斷開;若讀數(shù)為零,則一定是_______導(dǎo)線斷開.(2)排除故障后,該小組順利完成實(shí)驗.通過多次改變滑動變阻器觸頭位置,得到電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù),作出圖象如右圖.由I1–I2圖象得到電池的電動勢E=_______V,內(nèi)阻r=_______Ω.22.(2017·上?!そy(tǒng)考高考真題)“用DIS測定電源的電動勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗電路如圖A.所示,其中定值電阻阻值R1=1Ω.(1)圖A.中A為____傳感器,定值電阻R1在實(shí)驗中起_____的作用;(2)實(shí)驗測得的路端電壓U相應(yīng)電流I的擬合曲線如圖B.所示,由此得到電源電動勢E=_______V,內(nèi)阻r=______Ω;(3)實(shí)驗測得的數(shù)據(jù)如表所示,則實(shí)驗中選用的的滑動變阻器最合理的阻值范圍為()A.0~5Ω
B.0~20ΩC.0~50Ω
D.0~200Ω23.(2016·四川·高考真題)用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻,實(shí)驗器材:待測電源(電動勢約3V,內(nèi)阻約2Ω),保護(hù)電阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω),滑動變阻器R,電流表A,電壓表V,開關(guān)S,導(dǎo)線若干。實(shí)驗主要步驟:(?。⒒瑒幼冏杵鹘尤腚娐返淖柚嫡{(diào)到最大,閉合開關(guān);(ⅱ)逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值,記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I;(ⅲ)以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),作圖線(U、I都用國際單位);(ⅳ)求出圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a。回答下列問題:(1)電壓表最好選用______;電流表最好選用______。A.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約15kΩ)
B.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)C.電流表(0~200mA,內(nèi)阻約2Ω)
D.電流表(0~30mA,內(nèi)阻約2Ω)(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大,兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是______;A.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱B.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱C.一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱D.一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱(3)選用k、a、R1、R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E=______,r=______,代入數(shù)值可得E和r的測量值。24.(2015·天津·高考真題)用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動勢約4.5V,內(nèi)電阻約1Ω)的電動勢和內(nèi)電阻,除了待測電池組,電鍵,導(dǎo)線外,還有下列器材供選用∶A.電流表∶量程0.6A,內(nèi)電阻約1ΩB.電流表∶量程3A,內(nèi)電阻約0.2ΩC.電壓表∶量程3V,內(nèi)電阻約30kΩD.電壓表∶量程6V,內(nèi)電阻約60kΩE.滑動變阻器∶0~1000Ω,額定電流0.5AF.滑動變阻器∶0~20Ω,額定電流2A(1)為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,電流表應(yīng)選用________,電壓表選用________,滑動變阻器應(yīng)選用________(均填儀器的字母代號)(2)下圖為正確選擇儀器后,連好的部分電路,為了使測量誤差盡量小,還需要在電路中用導(dǎo)線將________和________相連、________和________相連、________和________相連。(均填儀器上接線柱的字母代號)?(3).實(shí)驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了,于是不再使用電流表,剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器,重新連接電路,仍能完成實(shí)驗,實(shí)驗中讀出幾組電阻箱的阻值R和對應(yīng)電壓表的示數(shù)U;用圖像法處理采集到數(shù)據(jù),為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖像是一條直線,則可以_________為縱坐標(biāo),以________為橫坐標(biāo)。26.(2015·安徽·高考真題)某同學(xué)為了測量一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻,從實(shí)驗室找到以下器材,一個滿偏電流為100μA,內(nèi)阻為2500Ω的表頭,一個開關(guān),兩個電阻箱()和若干導(dǎo)線;(1)由于表頭量程偏小,該同學(xué)首先需要將表頭改裝成量程為50mA的電流表,則應(yīng)將表頭與電阻箱__________(填“串聯(lián)”或者“并聯(lián)”),并將電阻箱阻值調(diào)為________Ω.(2)接著該同學(xué)用改裝的電流表對電池的電動勢和內(nèi)阻進(jìn)行測量,實(shí)驗電路圖如圖1所示,通過改變電阻R測相應(yīng)的電流I,并且作相關(guān)計算后一并記錄如下表①根據(jù)表中的數(shù)據(jù),圖2中已描繪出四個點(diǎn),請將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖2中,并畫出圖線.________②根據(jù)圖線可得電池的電動勢E是________V,內(nèi)阻r是_________Ω.123456R(Ω)95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.2027.(2014·上?!そy(tǒng)考高考真題)在“用DIS測電源的電動勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗中(1)將待測電池組、滑動變阻器、電流傳感器、電壓傳感器、定值電阻、電鍵及若干導(dǎo)線連接成電路如圖甲所示.圖中未接導(dǎo)線的A端應(yīng)接在_____點(diǎn)(選填“B”“C”“D”或“E”).(2)實(shí)驗得到的U-I關(guān)系如圖乙中的直線Ⅰ所示,則電池組的電動勢為_____V,內(nèi)電阻阻值為_____Ω.(3)為了測量定值電阻的阻值,應(yīng)在圖甲中將“A”端重新連接到____點(diǎn)(選填“B”“C”“D”或“E”),所得到的U-I關(guān)系如圖乙中的直線Ⅱ所示,則定值電阻的阻值為____Ω.28.(2014·全國·高考真題)利用如圖所示電路,可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻,所用的實(shí)驗器材有:待測電源,電阻箱R(最大阻值999.9Ω),電阻R0(阻值為3.0),電阻R1(阻值為3.0Ω),電流表A(量程為200mA,內(nèi)阻為RA=6.0Ω),開關(guān).實(shí)驗步驟如下:①將電阻箱阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān);②多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電流表的示數(shù)和電阻箱對應(yīng)的阻值;③以為縱坐標(biāo),R為橫坐標(biāo),作圖線(用直線擬合);④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b.回答下列問題(1)分別用和表示電源的電動勢和內(nèi)阻,則與的關(guān)系式為.(2)實(shí)驗得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示,其中電阻時電流表的示數(shù)如圖(b)所示,讀出數(shù)據(jù),完成下表.答:①,②.(3)在圖(c)的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖,根據(jù)圖線求得斜率=A-1Ω-1,截距=A-1.(4)根據(jù)圖線求得電源電動勢=V,內(nèi)阻=Ω.29.(2014·山東·高考真題)實(shí)驗室購買了一捆標(biāo)稱長度為100m的銅導(dǎo)線,某同學(xué)想通過實(shí)驗測定其實(shí)際長度.該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2,查得銅的電阻率為1.7×10-8Ω·m,再利用圖甲所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻Rx,從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長度.可供使用的器材有:電流表:量程0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω;電壓表:量程3V,內(nèi)阻約9kΩ;滑動變阻器R1:最大阻值5Ω;滑動變阻器R2:最大阻值20Ω;定值電阻:R0=3Ω;電源:電動勢6V,內(nèi)阻可不計;開關(guān)、導(dǎo)線若干.回答下列問題:(1)實(shí)驗中滑動變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”),閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(填“a”或“b”);(2)在實(shí)物圖中,已正確連接了部分導(dǎo)線,請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接_______;(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器,當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時,電壓表示數(shù)如圖乙所示,讀數(shù)為________V;(4)導(dǎo)線實(shí)際長度為________m(保留兩位有效數(shù)字).30.(2014·全國·高考真題)現(xiàn)要測量某電源的電動勢和內(nèi)阻,可利用的器材有:電流表A,內(nèi)阻為1.00Ω;電壓表V;阻值未知的定值電阻R1、R2、R3、R4、R5;開關(guān)S;一端連有鱷魚夾P的導(dǎo)線1,其他導(dǎo)線若干,某同學(xué)設(shè)計的測量電路如圖(a)所示;(1)按圖(a)在實(shí)物圖(b)中畫出連線,并標(biāo)出導(dǎo)線1和其P端___________(2)測量時,改變鱷魚夾P所夾的位置,使R1、R2、R3、R4、R5依次串入電路,記錄對應(yīng)的電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I,數(shù)據(jù)如下表所示.根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖(c)中的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整,并畫出U-I圖線____________I(mA)1931531116930U(V)2.512.592.682.762.84(3)根據(jù)U-I圖線求出電源的電動勢E=_______V,內(nèi)阻r=_____Ω31.(2014·北京·高考真題)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻.要求盡量減小實(shí)驗誤差.(1)應(yīng)該選擇的實(shí)驗電路是圖中的________(選填“甲”或“乙”).(2)現(xiàn)有電流表(0~0.6A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及以下器材:A.電壓表(0~15V)B.電壓表(0~3V)C.滑動變阻器(0~50Ω)D.滑動變阻器(0~500Ω)實(shí)驗中電壓表應(yīng)選用________;滑動變阻器應(yīng)選用________;(選填相應(yīng)器材前的字母)(3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示,其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在如圖的坐標(biāo)紙上,請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn),并畫出U-I圖線_________.序號123456電壓U/V1.451.401.301.251.201.10電流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480(4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E=________V,內(nèi)電阻r=________Ω.(5)實(shí)驗中,隨著滑動變阻器滑片的移動,電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會發(fā)生變化.下列各示意圖中正確反映P-U關(guān)系的是________.32.(2015·江蘇·高考真題)小明利用如圖所示的實(shí)驗裝置測量一干電池的電動勢和內(nèi)阻(1)圖中電流表的示數(shù)為__________A(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器,電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下請根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在答題卡的方格紙上作出U-I圖線____________________.由圖線求得:電動勢E=_________V,內(nèi)阻r=_________________Ω.(3)實(shí)驗時,小明進(jìn)行了多次測量,花費(fèi)了較長時間,測量期間一直保持電路閉合,其實(shí)從實(shí)驗誤差考慮,這樣的操作不妥,因為__________________________________.
專題80實(shí)驗十:測量電動勢和內(nèi)電阻1.(2023·浙江·統(tǒng)考高考真題)在“測量干電池的電動勢和內(nèi)阻”實(shí)驗中
(1)部分連線如圖1所示,導(dǎo)線a端應(yīng)連接到________(選填“A”、“B”、“C”或“D”)接線柱上。正確連接后,某次測量中電壓表指針位置如圖2所示,其示數(shù)為________V。(2)測得的7組數(shù)據(jù)已標(biāo)在如圖3所示坐標(biāo)系上,用作圖法求干電池的電動勢________V和內(nèi)阻________Ω。(計算結(jié)果均保留兩位小數(shù))【答案】B1.201.501.04【詳解】(1)[1]電壓表測量的電壓應(yīng)為路端電壓,開關(guān)應(yīng)能控制電路,所以導(dǎo)線a端應(yīng)連接到B處;[2]干電池電動勢約為1.5V,電壓表選擇量程,分度值為0.1V,題圖中電壓表讀數(shù)為1.20V;(2)[3][4]作出如圖所示
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知圖像縱軸截距為電源電動勢可得圖像斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻2.(2023·湖北·統(tǒng)考高考真題)某實(shí)驗小組為測量干電池的電動勢和內(nèi)阻,設(shè)計了如圖(a)所示電路,所用器材如下:電壓表(量程,內(nèi)阻很大);電流表(量程);電阻箱(阻值);干電池一節(jié)、開關(guān)一個和導(dǎo)線若干。
(1)根據(jù)圖(a),完成圖(b)中的實(shí)物圖連線__________。
(2)調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值,閉合開關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻,記錄其阻值R、相應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的圖像如圖(c)所示,則干電池的電動勢為__________V(保留3位有效數(shù)字)、內(nèi)阻為__________(保留2位有效數(shù)字)。
(3)該小組根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)一步探究,作出圖像如圖(d)所示。利用圖(d)中圖像的縱軸截距,結(jié)合(2)問得到的電動勢與內(nèi)阻,還可以求出電流表內(nèi)阻為__________(保留2位有效數(shù)字)。(4)由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大,本實(shí)驗干電池內(nèi)阻的測量值__________(填“偏大”或“偏小”)?!敬鸢浮?.580.642.5偏小【詳解】(1)[1]實(shí)物連線如圖:
(2)[2][3]由電路結(jié)合閉合電路的歐姆定律可得由圖像可知E=1.58V內(nèi)阻(3)[4]根據(jù)可得由圖像可知解得(4)[5]由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大,則實(shí)驗測得的是電壓表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻的并聯(lián)值,即實(shí)驗中測得的電池內(nèi)阻偏小。3.(2022·天津·高考真題)實(shí)驗小組測量某型號電池的電動勢和內(nèi)阻。用電流表、電壓表、滑動變阻器、待測電池等器材組成如圖1所示實(shí)驗電路,由測得的實(shí)驗數(shù)據(jù)繪制成的圖像如圖2所示。(1)圖1的電路圖為下圖中的__________。(選填“A”或“B”)(2)如果實(shí)驗中所用電表均視為理想電表,根據(jù)圖2得到該電池的電動勢__________V,內(nèi)阻__________。(3)實(shí)驗后進(jìn)行反思,發(fā)現(xiàn)上述實(shí)驗方案存在系統(tǒng)誤差。若考慮到電表內(nèi)阻的影響,對測得的實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行修正,在圖2中重新繪制圖線,與原圖線比較,新繪制的圖線與橫坐標(biāo)軸交點(diǎn)的數(shù)值將__________,與縱坐標(biāo)軸交點(diǎn)的數(shù)值將__________。(兩空均選填“變大”“變小”或“不變”)【答案】B4.51.8不變變大【詳解】(1)[1]通過觀察實(shí)物圖可知電壓表接在電源兩端,故電路圖為B;(2)[2][3]根據(jù)閉合電路歐姆定律有則圖線在縱軸上的截距表示電池的電動勢E,斜率是電池的內(nèi)阻r,根據(jù)圖像可知,縱軸截距為4.5,橫軸截距為2.5,結(jié)合上述分析可知電池電動勢;內(nèi)阻(3)[4][5]分析測量電路可知系統(tǒng)誤差的來源是電壓表的分流作用,使得電流表的示數(shù)小于流過電池的電流,考慮電壓表內(nèi)阻的影響,流過電壓表的電流為可知流過電池的電流為,因電壓表內(nèi)阻不變,隨著電壓值減小,電壓表電流減小,當(dāng)電壓值趨于0時,I趨于,在圖2中重新繪制的圖線如圖所示故新繪制的圖線與橫坐標(biāo)軸交點(diǎn)的數(shù)值將不變,與縱坐標(biāo)軸交點(diǎn)的數(shù)值將變大。4.(2022·福建·高考真題)在測量某電源電動勢和內(nèi)阻時,因為電壓表和電流表的影響,不論使用何種接法,都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,為了消除電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差,某實(shí)驗興趣小組設(shè)計了如圖甲實(shí)驗電路進(jìn)行測量。已知。(1)按照圖甲所示的電路圖,將圖乙中的器材實(shí)物連線補(bǔ)充完整_____。(2)實(shí)驗操作步驟如下:①將滑動變阻器滑到最左端位置②接法Ⅰ:單刀雙擲開關(guān)S與1接通,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器R,記錄下若干組數(shù)據(jù)的值,斷開開關(guān)③將滑動變阻器滑到最左端位置④接法Ⅱ:單刀雙擲開關(guān)S與2閉合,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器R,記錄下若干組數(shù)據(jù)的值,斷開開關(guān)⑤分別作出兩種情況所對應(yīng)的和圖像(3)單刀雙擲開關(guān)接1時,某次讀取電表數(shù)據(jù)時,電壓表指針如圖丙所示,此時_____V。(4)根據(jù)測得數(shù)據(jù),作出和圖像如圖丁所示,根據(jù)圖線求得電源電動勢____________,內(nèi)阻____________。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))(5)由圖丁可知____________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)測得的電源內(nèi)阻更接近真實(shí)值。(6)綜合考慮,若只能選擇一種接法,應(yīng)選擇____________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)測量更合適?!敬鸢浮恳娊馕?.301.802.50接法Ⅱ接法Ⅱ【詳解】(1)[1]根據(jù)圖甲所示的電路圖,實(shí)物連接如圖所示(3)[2]量程為的電壓表分度值為,需要估讀到分度值的下一位,由圖丙可知電壓表讀數(shù)為(4)[3]當(dāng)單刀雙擲開關(guān)接1時,電流表示數(shù)為零時,電壓表測量準(zhǔn)確,故電動勢為的縱軸截距,則有[4]當(dāng)單刀雙擲開關(guān)接2時,電壓表示數(shù)為零時,電流表測量準(zhǔn)確,由圖像可知此時電路電流為,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知解得內(nèi)阻為(5)[5]由圖丁可知圖像的斜率為解得由圖丁可知圖像的斜率為解得可得故接法Ⅱ測得的電源內(nèi)阻更接近真實(shí)值。(6)[6]由電路圖可知接法Ⅰ的誤差來源是電流表的分壓,接法Ⅱ的誤差來源是電壓表的分流,由于電源內(nèi)阻較小,遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻,結(jié)合(5)問分析可知,若只能選擇一種接法,應(yīng)選擇接法Ⅱ更合適。5.(2022·湖北·統(tǒng)考高考真題)某探究小組學(xué)習(xí)了多用電表的工作原理和使用方法后,為測量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率,進(jìn)行了如下實(shí)驗探究。(1)該小組用螺旋測微器測量該圓柱形電阻的直徑D,示數(shù)如圖甲所示,其讀數(shù)為_____mm。再用游標(biāo)卡尺測得其長度L。(2)該小組用如圖乙所示的電路測量該圓柱形電阻Rx的阻值。圖中電流表量程為0.6A、內(nèi)阻為1.0Ω,定值電阻R0的阻值為20.0Ω,電阻箱R的最大阻值為999.9Ω。首先將S2置于位置1,閉合S1,多次改變電阻箱R的阻值,記下電流表的對應(yīng)讀數(shù)I,實(shí)驗數(shù)據(jù)見下表。R/ΩI/A/A-15.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖丙中繪制出圖像。再將S2置于位置2,此時電流表讀數(shù)為0.400A。根據(jù)圖丙中的圖像可得_____Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。最后可由表達(dá)式____得到該材料的電阻率(用D、L、表示)。(3)該小組根據(jù)圖乙的電路和圖丙的圖像,還可以求得電源電動勢_________V,內(nèi)阻_______Ω。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)(4)持續(xù)使用后,電源電動勢降低、內(nèi)阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置,測得電路的電流,仍根據(jù)原來描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測量值會_____(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)?!敬鸢浮?.7006.0123.0偏大【詳解】(1)[1]用螺旋測微器測量該圓柱形電阻的直徑D,其讀數(shù)為(2)(3)[2][3][4][5]由電路可知,當(dāng)將S2置于位置1,閉合S1時即由圖像可知解得解得再將S2置于位置2,此時電流表讀數(shù)為0.400A,則解得根據(jù)解得(3)由(2)可知(4)根據(jù)表達(dá)式因電源電動勢變小,內(nèi)阻變大,則當(dāng)安培表由相同讀數(shù)時,得到的的值偏小,即測量值偏大。6.(2021·天津·高考真題)隨著智能手機(jī)的廣泛應(yīng)用,充電寶成為手機(jī)及時充電的一種重要選擇。充電寶可以視為與電池一樣的直流電源。一充電寶的電動勢約為,內(nèi)阻很小,最大放電電流為,某實(shí)驗小組測定它的電動勢和內(nèi)阻。他們剝開充電寶連接線的外絕緣層,里面有四根導(dǎo)線,紅導(dǎo)線為充電寶的正極,黑導(dǎo)線為充電寶的負(fù)極,其余兩根導(dǎo)線空置不用,另有滑動變阻器R用于改變電路中的電流,定值電阻,兩只數(shù)字多用電表M、N,兩表均為理想電表,并與開關(guān)S連成如圖所示電路。①圖中測量電流的電表是___________,測量電壓的電表是___________。(均填寫字母“M”或“N”)②調(diào)節(jié)滑動變阻器,測得多組I、U數(shù)據(jù),記錄如下表,其中只有一個數(shù)據(jù)記錄有誤,審視記錄的數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)表中第___________次的記錄數(shù)據(jù)有誤。(填測量次數(shù)的序號)次數(shù)1234567電流0.2990.4770.6840.8771.0651.2811.516電壓4.9704.9524.9324.9424.8944.8724.848③電路中接入可以達(dá)到下列哪個效果。___________(填選項前的字母)A.使測電流的電表讀數(shù)變化明顯
B.為了更準(zhǔn)確地測量充電寶內(nèi)阻C.避免使充電寶的放電電流過大
D.減小測量電壓的電表分流作用【答案】NM4C【詳解】①[1]器件N串聯(lián)在電路中,測量干路電流,所以N為電流表;[2]器件M一端接在開關(guān)上,另一端接在充電寶的負(fù)極,閉合開關(guān)后相當(dāng)于并聯(lián)在電源兩端,所以M為電壓表,測量路端電壓;②[3]題中表格的電流不斷增大,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知路端電壓不斷減小,電壓表的示數(shù)不斷減小,所以第4次的記錄數(shù)據(jù)有誤;③[4]因為充電寶的內(nèi)阻很小,所以電阻串聯(lián)在電路中,起保護(hù)電路的作用,避免使充電寶的放電電流過大損壞電路中的器件。故選C。7.(2021·全國·高考真題)一實(shí)驗小組利用圖(a)所示的電路測量一電池的電動勢E(約)和內(nèi)阻r(小于)。圖中電壓表量程為,內(nèi)阻:定值電阻;電阻箱R,最大阻值為;S為開關(guān)。按電路圖連接電路。完成下列填空:(1)為保護(hù)電壓表,閉合開關(guān)前,電阻箱接入電路的電阻值可以選___________(填“5.0”或“15.0”);(2)閉合開關(guān),多次調(diào)節(jié)電阻箱,記錄下阻值R和電壓表的相應(yīng)讀數(shù)U;(3)根據(jù)圖(a)所示電路,用R、、、E和r表示,得___________;(4)利用測量數(shù)據(jù),做圖線,如圖(b)所示:(5)通過圖(b)可得___________V(保留2位小數(shù)),___________(保留1位小數(shù));(6)若將圖(a)中的電壓表當(dāng)成理想電表,得到的電源電動勢為,由此產(chǎn)生的誤差為___________%?!敬鸢浮?5.01.551.05【詳解】(1)[1]為了避免電壓表被燒壞,接通電路時電壓表兩端的電壓不能比電表滿偏電壓大,則由并聯(lián)電路分壓可得代入數(shù)據(jù)解得因此選。(3)[2]由閉合回路的歐姆定律可得化簡可得(5)[3][4]由上面公式可得由圖象計算可得代入可得將代入解析式可得解得(6)[5]如果電壓表為理想電壓表,則可有則此時因此誤差為8.(2021·湖南·高考真題)某實(shí)驗小組需測定電池的電動勢和內(nèi)阻,器材有:一節(jié)待測電池、一個單刀雙擲開關(guān)、一個定值電阻(阻值為)、一個電流表(內(nèi)阻為)、一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于,并配有可在電阻絲上移動的金屬夾)、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺,無法測量電阻絲長度,但發(fā)現(xiàn)桌上有一個圓形時鐘表盤。某同學(xué)提出將電阻絲繞在該表盤上,利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度。主要實(shí)驗步驟如下:(1)將器材如圖(a)連接:(2)開關(guān)閉合前,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的___________端(填“a”或“b”);(3)改變金屬夾的位置,閉合開關(guān),記錄每次接入電路的電阻絲對應(yīng)的圓心角和電流表示數(shù),得到多組數(shù)據(jù);(4)整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)繪圖,所得圖像如圖(b)所示,圖線斜率為,與縱軸截距為,設(shè)單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值為,該電池電動勢和內(nèi)阻可表示為___________,___________(用、、、、表示)(5)為進(jìn)一步確定結(jié)果,還需要測量單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值。利用現(xiàn)有器材設(shè)計實(shí)驗,在圖(c)方框中畫出實(shí)驗電路圖__________(電阻絲用滑動變阻器符號表示);(6)利用測出的,可得該電池的電動勢和內(nèi)阻?!敬鸢浮俊驹斀狻浚?)[1]開關(guān)閉合前,為了保護(hù)電路中的元件,應(yīng)將電阻絲的最大阻值接入電路,根據(jù)電阻定律可知電阻絲接入越長,接入電阻越大,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的端。(4)[2]設(shè)圓心角為時,電阻絲接入電路中的電阻為,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知整理得結(jié)合圖象的斜率和截距滿足,解得電源電動勢和內(nèi)阻為(5)[3]實(shí)驗器材中有定值電阻和單刀雙擲開關(guān),考慮使用等效法測量電阻絲電阻,如圖原理的簡單說明:①將開關(guān)置于位置,讀出電流表示數(shù);②將開關(guān)置于電阻絲處,調(diào)節(jié)電阻絲的角度,直到電流表示數(shù)為,讀出此時角度θ;③此時,即可求得的數(shù)值。9.(2015·四川·高考真題)用實(shí)驗測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx。已知電池的電動勢約6V,電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐??蛇x用的實(shí)驗器材有:電流表A1(量程0~30mA);電流表A2(量程0~100mA);電壓表V(量程0~6V);滑動變阻器R1(阻值0~5Ω);滑動變阻器R2(阻值0~300Ω);開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干條。某同學(xué)的實(shí)驗過程如下:Ⅰ.設(shè)計如圖所示的電路圖Ⅱ.正確連接電路,將R的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān),逐次調(diào)小R的阻值,測出多組U和I的值,并記錄。以U為縱軸,I為橫軸,得到如圖所示的圖線Ⅲ.斷開開關(guān),將Rx改接在B、C之間,A與B直接相連,其他部分保持不變。重復(fù)Ⅱ的步驟,得到另一條U-I圖線,圖線與橫軸I的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0,0),與縱軸U的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,U0)?;卮鹣铝袉栴}:①電流表應(yīng)選用___________,滑動變阻器應(yīng)選用___________;②由圖的圖線,得電源內(nèi)阻r=___________Ω;③用I0、U0和r表示待測電阻的關(guān)系式Rx=___________,代入數(shù)值可得Rx;④若電表為理想電表,Rx接在B、C之間與接在A、B之間,滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置,兩種情況相比,電流表示數(shù)變化范圍___________,電壓表示數(shù)變化范圍___________。(選填“相同”或“不同”)【答案】A2R2相同不同【詳解】(1)[1]由題意可知,電動勢為6V,而電阻約為數(shù)十歐姆,為了保證實(shí)驗的安全,電流表應(yīng)選擇A2;[2]由電路圖可知,滑動變阻器起調(diào)節(jié)電流的作用,5Ω的電阻小于待測電阻較多,故只能選擇R2;(2)[3]圖像的斜率表示電源的內(nèi)阻,則可知,內(nèi)阻為(3)[4]接Rx改接在B、C之間,由題意可知,等效內(nèi)阻為解得(4)[5]Rx接在B、C之間與接在A、B之間,滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置,此時電路中的總電阻相等,故電流表的變化范圍相同。[6]電壓表測的是路端電壓,兩種情況等效內(nèi)阻不同,故電壓表的變化范圍不同。10.(2015·廣東·高考真題)某實(shí)驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括電壓表(內(nèi)阻約為3kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為1Ω)、定值電阻等。(1)使用多用電表粗測元件X的電阻。選擇“×1”歐姆擋測量,示數(shù)如圖(a)所示,讀數(shù)為___________Ω。據(jù)此應(yīng)選擇圖中的___________(填“b”或“c”)電路進(jìn)行實(shí)驗。(2)連接所選電路,閉合S;滑動變阻器的滑片P從左向右滑動,電流表的示數(shù)逐漸___________(填“增大”或“減小”);依次記錄電流及相應(yīng)的電壓;將元件X換成元件Y,重復(fù)實(shí)驗。(3)圖(a)是根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)作出的U-I圖線,由圖可判斷元件___________(填“X”或“Y”)是非線性元件。(4)該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R=21Ω的定值電阻,測量待測電池組的電動勢E和電阻r,如圖(b)所示。閉合S1和S2,電壓表讀數(shù)為3.00V;斷開S2,讀數(shù)為1.00V,利用圖(a)可算得E=___________V,r=___________Ω(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字,視電壓表為理想電壓表)?!敬鸢浮?0b增大Y3.20.50【詳解】(1)[1]選擇的是“”擋,故元件X的電阻值為10。[2]該電阻值較小,采用電流表外接法,測量誤差較小,應(yīng)選擇圖中的b電路進(jìn)行實(shí)驗。(2)[3]滑動變阻器的滑片P從左向右滑動,測量部分的電壓逐漸增大,故電流表的示數(shù)逐漸增大。(3)[4]元件Y的U-I圖線為曲線,是非線性元件。(4)[5][6]據(jù)U-I圖線可知,元件X的電阻為,據(jù)閉合電路歐姆定律可得,閉合S1和S2時電壓表示數(shù)為U1,有斷開S2時電壓表示數(shù)為U2,有聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得E=3.2V,r=0.50。11.(2021·浙江·統(tǒng)考高考真題)在“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”實(shí)驗中,(1)用如圖1所示的電路圖測量,得到的一條實(shí)驗數(shù)據(jù)擬合線如圖2所示,則該電池的電動勢E=______V(保留3位有效數(shù)字);內(nèi)阻r=______(保留2位有效數(shù)字);(2)現(xiàn)有如圖3所示的實(shí)驗器材,照片中電阻箱阻值可調(diào)范圍為0~9999Ω,滑動變阻器阻值變化范圍為0~10Ω,電流表G的量程為0~3mA、內(nèi)阻為200Ω,電壓表的量程有0~3V和0~15V。請在圖3中選擇合適的器材,在答題紙相應(yīng)方框中畫出兩種測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的電路圖。______【答案】1.46(1.45~1.47均可)0.64(0.63~0.67均可)【詳解】(1)[1]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得將題干中得圖線延長與橫縱軸分別相交,如圖可知圖像與縱軸交點(diǎn)即為電動勢,即[2]圖像斜率的絕對值為電源內(nèi)阻,即(2)[3]電流表量程太小,使用電阻箱和電壓表代替電流表進(jìn)行測量,電路圖如圖根據(jù)閉合電路歐姆定律變形得繪制圖像,可知圖像斜率為,與縱軸截距為,從而求解電動勢和內(nèi)阻;也可以通過電阻箱改裝電流表,擴(kuò)大電流表得量程,實(shí)現(xiàn)電流得測量,電路圖如圖I為改變量程之后的電流表示數(shù),根據(jù)閉合電路歐姆定律可以繪制圖像求解電動勢和內(nèi)阻。12.(2020·北京·統(tǒng)考高考真題)用圖1所示的甲、乙兩種方法測量某電源的電動勢和內(nèi)電阻(約為1Ω)。其中R為電阻箱,電流表的內(nèi)電阻約為0.1Ω,電壓表的內(nèi)電阻約為3kΩ。(1)利用圖1中甲圖實(shí)驗電路測電源的電動勢E和內(nèi)電阻r,所測量的實(shí)際是圖2中虛線框所示“等效電源”的電動勢和內(nèi)電阻。若電流表內(nèi)電阻用表示,請你用E、r和RA表示出、,并簡要說明理由_______。(2)某同學(xué)利用圖像分析甲、乙兩種方法中由電表內(nèi)電阻引起的實(shí)驗誤差。在圖3中,實(shí)線是根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)(圖甲:U=IR,圖乙:)描點(diǎn)作圖得到的U-I圖像;虛線是該電源的路端電壓U隨電流I變化的U-I圖像(沒有電表內(nèi)電阻影響的理想情況)。在圖3中,對應(yīng)圖甲電路分析的U-I圖像是:__________;對應(yīng)圖乙電路分析的U-I圖像是:________。(3)綜合上述分析,為了減小由電表內(nèi)電阻引起的實(shí)驗誤差,本實(shí)驗應(yīng)選擇圖1中的______(填“甲”或“乙”)?!敬鸢浮?,,理由見解析CA乙【詳解】(1)[1]將電源和電流表視為等效電源,電源電動勢是電源本身具有的屬性,電流表不具有產(chǎn)生電動勢的本領(lǐng),所以等效電源的電動勢仍然為而電流表的內(nèi)阻和電動勢的內(nèi)阻作為等效電源的內(nèi)阻,即(2)[2]對甲圖,考慮電表內(nèi)阻時,根據(jù)閉合電路歐姆定律得變形得直接通過實(shí)驗獲得數(shù)據(jù),可得圖像與縱軸截距均為電源電動勢,虛線對應(yīng)的斜率大小為,實(shí)線對應(yīng)的斜率大小為,所以對應(yīng)圖甲電路分析的圖像是C;[3]對乙圖,考慮電表內(nèi)阻時(即虛線對應(yīng)的真實(shí)情況),根據(jù)閉合電路歐姆定律得變形得直接通過實(shí)驗獲得數(shù)據(jù),可得虛線對應(yīng)的斜率大小為,實(shí)線對應(yīng)的斜率大小為,虛線對應(yīng)的縱軸截距為,實(shí)線對應(yīng)的縱軸截距為;兩圖線在時,對應(yīng)的短路電流均為,所以對應(yīng)圖乙電路分析的圖像是A。(3)[4]圖甲雖然測量的電源電動勢準(zhǔn)確,但電流表分壓較為明顯,所以內(nèi)阻測量的誤差很大;圖乙雖然電動勢和內(nèi)阻測量均偏小,但是電壓表內(nèi)阻很大,分流不明顯,所以電動勢和內(nèi)阻的測量誤差較小,所以選擇圖乙可以減小由電表內(nèi)電阻引起的實(shí)驗誤差。13.(2020·天津·統(tǒng)考高考真題)某實(shí)驗小組選用以下器材測定電池組的電動勢和內(nèi)阻,要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確。電壓表
(量程,內(nèi)阻約為)電流表
(量程,內(nèi)阻約為)滑動變阻器
(,額定電流)待測電池組
(電動勢約為,內(nèi)阻約為)開關(guān)、導(dǎo)線若干①該小組連接的實(shí)物電路如圖所示,經(jīng)仔細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接不當(dāng),這條導(dǎo)線對應(yīng)的編號是________。②改正這條導(dǎo)線的連接后開始實(shí)驗,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于滑動變阻器的________端(填“a”或者“b”)③實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器時,電流表讀數(shù)變化明顯但電壓表讀數(shù)變化不明顯。為了解決這個問題,在電池組負(fù)極和開關(guān)之間串聯(lián)一個阻值為的電阻,之后該小組得到了幾組電壓表讀數(shù)U和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I,并作出圖像,如圖所示。根據(jù)圖像可知,電池組的電動勢為________V,內(nèi)阻為________。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)【答案】5a2.90.80【詳解】①[1]因為電源內(nèi)阻較小,故對于電源來說應(yīng)該采用電流表外接法,圖中采用的是電流表內(nèi)接;故導(dǎo)線5連接不當(dāng),應(yīng)該從電壓表正接線柱接到電流表正接線柱;②[2]開始實(shí)驗前應(yīng)該讓滑動變阻器連入電路阻值最大,故應(yīng)將滑片置于a端;③[3][4]由圖線可知圖線與縱軸的交點(diǎn)即為電源電動勢,故E=2.9V;圖線與橫軸的交點(diǎn)為短路電流I=0.50A,故可得等效內(nèi)阻為又因為在開關(guān)和電池負(fù)極之間接有的電阻,在計算過程中等效為內(nèi)阻,故電源內(nèi)阻為14.(2020·山東·統(tǒng)考高考真題)實(shí)驗方案對實(shí)驗測量的精度有直接的影響,某學(xué)習(xí)小組對“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗方案進(jìn)行了探究。實(shí)驗室提供的器材有:干電池一節(jié)(電動勢約1.5V,內(nèi)阻小于1Ω);電壓表V(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ);電流表A(量程0.6A,內(nèi)阻約1Ω);滑動變阻器R(最大阻值為20Ω);定值電阻R1(阻值2Ω);定值電阻R2(阻值5Ω);開關(guān)一個,導(dǎo)線若干。(1)該小組按照圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值使電流表示數(shù)逐漸接近滿偏,記錄此過程中電壓表和電流表的示數(shù),利用實(shí)驗數(shù)據(jù)在U-I坐標(biāo)紙上描點(diǎn),如圖乙所示,結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)的變化范圍比較小,出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是_____。(單選,填正確答案標(biāo)號)A.電壓表分流B.干電池內(nèi)阻較小C.滑動變阻器最大阻值較小D.電流表內(nèi)阻較小(2)針對電壓表示數(shù)的變化范圍比較小的問題,該小組利用實(shí)驗室提供的器材改進(jìn)了實(shí)驗方案,重新測量得到的數(shù)據(jù)如下表所示。序號1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52請根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù),回答以下問題:①圖丁的坐標(biāo)紙上已標(biāo)出后3組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請在答題卡的坐標(biāo)紙上標(biāo)出前4組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)并畫出U-I圖像________。②根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)可知,所選的定值電阻為_____(填“R1”或“R2”)。③用筆畫線代替導(dǎo)線,請在答題卡上按照改進(jìn)后的方案,將實(shí)物圖連接成完整電路____________?!敬鸢浮緽R1【詳解】(1)[1]電壓表示數(shù)變化過小,則原因是外電阻比內(nèi)阻大的多,即電源內(nèi)阻偏小,故選B。(2)[2]根據(jù)數(shù)據(jù)做出U-I圖像如圖;[3]由圖像可知電源內(nèi)阻小于1Ω,則定值電阻大于1.63Ω,可知定值電阻為R1;[4]定值電阻與電源串聯(lián),電路如圖;15.(2020·浙江·統(tǒng)考高考真題)某同學(xué)分別用圖甲和圖乙的電路測量同一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。(1)在答題紙相應(yīng)的方框中畫出圖乙的電路圖____________;(2)某次測量時電流表和電壓表的示數(shù)如圖所示,則電流_____,電壓_____;(3)實(shí)驗得到如圖所示的兩條直線,圖中直線Ⅰ對應(yīng)電路是圖1_____(選填“甲”或“乙”);(4)該電池的電動勢_____V(保留三位有效數(shù)字),內(nèi)阻_____(保留兩位有效數(shù)字)?!敬鸢浮?.39~0.411.29~1.31乙1.51~1.540.52~0.54【詳解】(1)[1]圖乙中,電流表內(nèi)接和變阻器串聯(lián)接在電源兩端,電壓表測路段電壓,則圖乙對應(yīng)的電路圖為(2)[2][3]一節(jié)干電池的電動勢一般約為1.5V,故電壓表量程選擇0~3V,電流表量程選擇0~0.6A,所以量表的讀數(shù)分別為1.30V(1.29~1.31V均可),0.40A(0.39~0.41A均可)(3)[4]由閉合電路歐姆定律可得可得U-I圖象的縱軸截距為電源電動勢,斜率為電源內(nèi)阻。圖甲中電流表外接,則實(shí)驗測得的電源內(nèi)阻測量值偏大;圖乙中電路測量值偏小,但是由于,故圖乙實(shí)驗測出的內(nèi)阻誤差更小,故圖線Ⅰ對應(yīng)圖乙,圖線Ⅱ?qū)?yīng)的圖甲。(4)[5]圖線Ⅱ與縱軸的交點(diǎn)為電源的電動勢E=1.52V;[6]在圖線Ⅰ與橫軸的交點(diǎn)為短路電流I=2.86A由,此實(shí)驗原理無誤差。16.(2014·海南·高考真題)用伏安法測量一電池的內(nèi)阻.已知該待測電池的電動勢E約為9V,內(nèi)阻約數(shù)十歐,允許輸出的最大電流為50mA.可選用的實(shí)驗器材有:電壓表V1(量程5V);電壓表V2(量程10V);電流表A1(量程50mA);電流表A2(量程100mA);滑動變阻器R(最大阻值300);定值電阻R1(阻值為200,額定功率為W);定值電阻R2(阻值為200,額定功率為1W);開關(guān)S;導(dǎo)線若干;測量數(shù)據(jù)如坐標(biāo)紙上U-I圖線所示(1)在答題卡相應(yīng)的虛線方框內(nèi)畫出合理的電路原理圖,并標(biāo)明所選器材的符號_________(2)在設(shè)計的電路中,選擇定值電阻的根據(jù)是_____________.(3)由U-I圖線求得待測電池的內(nèi)阻為_________(4)在你設(shè)計的實(shí)驗電路中,產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是___________.【答案】定值電阻在電路中的功率會超過W,R2的功率滿足要求51.0(49.0~53.0范圍內(nèi)的均給分)忽略了電壓表的分流【詳解】(1)[1]應(yīng)用伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻,電壓表測路端電壓,電流表測電路電流,電路圖如圖所示(2)[2]定值電阻R1在電路中的最大功率P1=I2R1=(0.05)2×200=0.5W>W(wǎng)定值電阻R2在電路中的最大功率P2=I2R2=(0.05)2×220=0.55W<1W為保護(hù)電路安全,則定值電阻應(yīng)選擇R2(3)[3]由圖示圖象可知,電源內(nèi)阻r==50Ω(4)[4]由實(shí)驗電路圖可知,相對于電源電流表采用外接法,由于電壓表的分流作用,電流表所測電流小于電路電流,電壓表分流是造成系統(tǒng)誤差的原因17.(2014·福建·高考真題)某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內(nèi)阻,實(shí)驗原理如圖甲所示,其中,虛線框內(nèi)為用靈敏電流計G改裝的電流表A,V為標(biāo)準(zhǔn)電壓表,E為待測電池組,S為開關(guān),R為滑動變阻器,R0是標(biāo)稱值為4.0Ω的定值電阻。①已知靈敏電流計G的滿偏電流Ig=100μA、內(nèi)阻rg=2.0kΩ,若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA,應(yīng)并聯(lián)一只________Ω(保留一位小數(shù))的定值電阻R1;②根據(jù)圖甲,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙連接成完整電路;_________③某次試驗的數(shù)據(jù)如下表所示:該小組借鑒“研究勻變速直線運(yùn)動”試驗中計算加速度的方法(逐差法),計算出電池組的內(nèi)阻r=________Ω(保留兩位小數(shù));為減小偶然誤差,逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點(diǎn)是_________________。④該小組在前面實(shí)驗的基礎(chǔ)上,為探究圖甲電路中各元器件的實(shí)際阻值對測量結(jié)果的影響,用一已知電動勢和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn):電動勢的測量值與已知值幾乎相同,但內(nèi)阻的測量值總是偏大。若測量過程無誤,則內(nèi)阻測量值總是偏大的原因是___________。(填選項前的字母)A.電壓表內(nèi)阻的影響
B.滑動變阻器的最大阻值偏小C.R1的實(shí)際阻值比計算值偏小
D.R0的實(shí)際阻值比標(biāo)稱值偏大測量次數(shù)12345678電壓表V讀數(shù)U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改裝表A讀數(shù)I/mA20406080100120140160【答案】1.01.66充分利用測得的數(shù)據(jù)CD【詳解】(1).[1]根據(jù)改裝后電表的量程代入解得(2).[2]實(shí)物圖如圖所示(3).[3]根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得故或或或可得[4]因充分利用測得的數(shù)據(jù),故減少一次測量的偶然誤差。(4).[5]實(shí)驗中,電壓表為標(biāo)準(zhǔn)電壓表,由于電動勢的測量值與已知值幾乎相同,說明電壓表和滑動變阻器對實(shí)驗沒有影響。電壓表的變化量和電流表的變化量比值的絕對值為電源內(nèi)阻和定值電阻之和,當(dāng)?shù)膶?shí)際阻值比計算值偏小時,電流表的讀數(shù)比實(shí)際值偏小,則測得內(nèi)阻將偏大,C正確。當(dāng)?shù)膶?shí)際阻值比標(biāo)稱值偏大時,算得的電源內(nèi)阻也偏大,D正確。故選CD。18.(2018·海南·高考真題)某同學(xué)利用圖(a)中的電路測量電流表A的內(nèi)阻RA(約為5Ω)和直流電源的電動勢E(約為10V)。圖中R1和R2為電阻箱,S1和S2為開關(guān),已知電流表的量程為100mA,直流電源的內(nèi)阻為r。(1)斷開S2,閉合S1,調(diào)節(jié)R1的阻值,使A滿偏;保持R1的阻值不變,閉合S2,調(diào)節(jié)R2,當(dāng)R2的阻值為4.8Ω時A的示數(shù)為48.0mA,忽略S2閉合后電路中總電阻的變化,經(jīng)計算得RA=________Ω;(2)保持S1閉合,斷開S2,多次改變R1的阻值,并記錄電流表的相應(yīng)示數(shù)。若某次R1的示數(shù)如圖(b)所示,則此次R1的阻值為________Ω;(3)利用記錄的R1的阻值和相應(yīng)的電流表示數(shù)I,作出I-1-R1圖線,如圖(c)所示,用電池的電動勢E、內(nèi)阻r和電流表內(nèi)阻RA表示I-1隨R1變化的關(guān)系式為I-1=________,利用圖(c)可求得E=________V。(保留2位有效數(shù)字)【答案】5.2148.29.1/8.9/9.0/9.2/9.3/9.4【分析】本題考查是一個半偏法測表頭內(nèi)阻的實(shí)驗,附帶測量電源的電動勢【詳解】(1)[1]因為忽略S2閉合后電路中總電阻的變化,總電流還是為100mA,表頭與R2并聯(lián),電流按電阻成反比分配,即易知RA=5.2Ω(2)[2]由圖可知(3)[3][4]根據(jù)閉合電路歐姆定律易得由斜率可求出19.(2018·江蘇·高考真題)一同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻.(1)如圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時的實(shí)驗電路.請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處__________;____________.(2)實(shí)驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計算的數(shù)據(jù)見下表:根據(jù)表中數(shù)據(jù),在答題卡的方格紙上作出關(guān)系圖像___________.由圖像可計算出該干電池的電動勢為_________V;內(nèi)阻為__________Ω.R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A–16.76.05.34.53.8(3)為了得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果,在測出上述數(shù)據(jù)后,該同學(xué)將一只量程為100mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端.調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33A時,電壓表的指針位置如圖所示,則該干電池的電動勢應(yīng)為_______V;內(nèi)阻應(yīng)為_____Ω.【答案】(1)①開關(guān)未斷開②電阻箱阻值為零(2)圖像如圖所示:1.4(1.30~1.44都算對)1.2(1.0~1.4都算對)(3)1.4(結(jié)果與(2)問第一個空格一致)
1.0(結(jié)果比(2)問第二個空格小0.2)【詳解】本題考查測量電源電動勢和內(nèi)電阻實(shí)驗,意在考查考生的實(shí)驗數(shù)據(jù)處理能力和誤差分析能力.(1)連接電路時電源應(yīng)與電路斷開,所以開關(guān)要斷開;另一錯誤是電阻箱接入電路的電阻是零,這樣容易燒壞電流表和電源.(2)將數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線,做出一條傾斜的直線.根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I(R+r)得,所以圖線的斜率表示電源電動勢V=1.37V,截距絕對值表示r=0.4×3.0Ω=1.20Ω;用電壓表與電流表并聯(lián),可測得電流表的內(nèi)阻,考慮電表內(nèi)阻對實(shí)驗的影響,則E=I(R+RA+r),得,所以圖線的斜率仍表示電動勢,電動勢的準(zhǔn)確值為1.37V,圖線的截距表示(RA+r),所以內(nèi)阻精確值為r=(1.20-0.20)Ω=1.00Ω.點(diǎn)睛:本題考查
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