高考物理總復(fù)習(xí)專題八恒定電流實(shí)驗(yàn)九測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻練習(xí)含答案

實(shí)驗(yàn)九測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻知識(shí)鞏固練1.(2023年潮州二模)隨著智能手機(jī)的廣泛應(yīng)用，充電寶成為手機(jī)及時(shí)充電的一種重要選擇.某學(xué)習(xí)小組為了測(cè)量一充電寶的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(充電寶的電動(dòng)勢(shì)約為5V，內(nèi)阻很小，最大放電電流為2A)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：(1)為了盡可能準(zhǔn)確地測(cè)出充電寶的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，使用的實(shí)驗(yàn)器材有：數(shù)字式多用電表(可視為理想電壓表)、滑動(dòng)變阻器(最大阻值足夠大)、電流表、導(dǎo)線、開關(guān)等.實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，已知定值電阻R0=3Ω，請(qǐng)根據(jù)電路圖在圖乙中完成實(shí)物連線.(2)連接好電路后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記錄數(shù)字電壓表和電流表的讀數(shù).作出U-I圖像，如圖丙所示.由圖像求得充電寶的電動(dòng)勢(shì)E=______V，內(nèi)阻r=______Ω.(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

(3)若實(shí)驗(yàn)室中沒有數(shù)字式多用電表，上述電路只能用普通電壓表做實(shí)驗(yàn)，這樣會(huì)使內(nèi)阻的測(cè)量值______.(填“偏大”“偏小”或“無偏差”)

【答案】(1)如圖(2)5.00.13(3)偏小【解析】(1)實(shí)物連線，如圖.(2)由閉合電路歐姆定律E=U+I(r+R0)，得U=E-I(r+R0)，圖像求得充電寶的電動(dòng)勢(shì)E=5.0V，內(nèi)阻r=ΔUΔI-R0=5.0-01.6Ω-3Ω≈(3)由于電壓表的分流，電流表的測(cè)量值比通過電源的電流偏小，所以電動(dòng)勢(shì)偏小，圖像斜率的絕對(duì)值偏小.2.(2024年湖南師大附中模擬)在測(cè)定一組干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：A.電流表1(量程2mA，內(nèi)阻r1=50Ω)B.電流表2(量程1A，內(nèi)阻約10Ω)C.定值電阻R0=2950ΩD.滑動(dòng)變阻器R(0~20Ω)E.開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)某同學(xué)根據(jù)提供的器材設(shè)計(jì)電路來完成實(shí)驗(yàn)，MN連接__________(填“電流表1”或“電流表2”)，PQ連接另一電流表.

(2)該同學(xué)利用測(cè)出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的I1-I2圖線(I1為電流表1的示數(shù)，I2為電流表2的示數(shù)，且I1遠(yuǎn)小于I2)如圖所示，則由圖線可得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=________V，內(nèi)阻r=________Ω.(以上結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

【答案】(1)電流表1(2)4.51.5【解析】(1)PQ連接電流表測(cè)電路的電流，MN連接內(nèi)阻已知的電流表相當(dāng)于改裝成了一只電壓表，故PQ接電流表2，MN接電流表1.(2)由閉合電路歐姆定律E=U+I2r=I1(R0+r1)+I2r，解得I1=ER0+r1-rR0+r1I2，結(jié)合圖像解得E=4.綜合提升練3.(2024年仲元中學(xué)檢測(cè))某學(xué)習(xí)小組用水果和兩種金屬電極做了一個(gè)“水果電池”，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：(1)按圖甲所示電路圖，測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.使用的實(shí)驗(yàn)器材有：數(shù)字式多用電表(其中電壓表可視為理想電壓表)、滑動(dòng)變阻器、電流表、導(dǎo)線、開關(guān)等.請(qǐng)根據(jù)電路圖在如圖乙中完成實(shí)物連線.(2)連接好電路后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記錄數(shù)字電壓表和電流表的示數(shù).作出U-I圖像，如圖丙中曲線所示.由圖像求得水果電池的電動(dòng)勢(shì)E=______V，內(nèi)阻r=______kΩ(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).

(3)該同學(xué)用三個(gè)一樣的水果電池串聯(lián)形成一個(gè)電池組，能使某發(fā)光二極管(LED)正常發(fā)光，LED的I-U圖像如圖丁中曲線所示，則LED正常發(fā)光時(shí)的電壓U=_____V(保留3位有效數(shù)字).

(4)在(3)中，LED正常發(fā)光時(shí)，該同學(xué)用普通電壓表(內(nèi)阻約為2kΩ)測(cè)量二極管兩端電壓，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)小于LED正常發(fā)光時(shí)的電壓且LED熄滅，造成電壓減小的原因可能是____________.

【答案】(1)如圖(2)0.970.75(3)2.06(4)電壓表內(nèi)阻較小【解析】(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如答圖.(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U=E-Ir，所以圖線的縱截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，即E=0.97V，圖線斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻，即r=0.97-0.400.76×10-3kΩ(3)當(dāng)三個(gè)一樣的水果電池串聯(lián)形成一個(gè)電池組時(shí)，作出該電源的I-U圖線，如圖所示.兩圖線的交點(diǎn)橫坐標(biāo)即為L(zhǎng)ED正常發(fā)光時(shí)的電壓，即U=2.06V.(4)造成電壓減小原因可能是電壓表內(nèi)阻與LED燈電阻相比較小，使得回路總電阻減小較明顯，電流增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小.4.某實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備用銅片和鋅片作為2個(gè)電極插入蘋果制成水果電池，探究電極間距、電極插入深度對(duì)水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的影響.實(shí)驗(yàn)小組在市場(chǎng)上購(gòu)買了品種、大小和成熟程度幾乎相同的蘋果，小組成員設(shè)計(jì)了兩個(gè)方案測(cè)量蘋果電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，電路原理如圖甲所示.實(shí)驗(yàn)室可提供器材如下：電壓表V(0~3V，內(nèi)阻約3kΩ；0~15V，內(nèi)阻約15kΩ)；電流表A(0~0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω；0~3A，內(nèi)阻約0.025Ω)；微安表G(量程200μA，內(nèi)阻約1000Ω)；滑動(dòng)變阻器(額定電流2A，最大阻值100Ω)，電阻箱(最大阻值99999Ω)，開關(guān)、導(dǎo)線若干.(1)查閱資料知道蘋果電池的電動(dòng)勢(shì)約為1V，內(nèi)阻約為幾kΩ，經(jīng)過分析后發(fā)現(xiàn)方案甲不合適，你認(rèn)為方案甲不合適的原因是________(多選).

A.滑動(dòng)變阻器起不到調(diào)節(jié)的作用B.電流表幾乎沒有示數(shù)C.電壓表分流明顯導(dǎo)致測(cè)量誤差偏大D.電壓表示數(shù)達(dá)不到量程的三分之一(2)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)方案乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)數(shù)據(jù)作出1I-R圖像，如圖丙.已知圖像的斜率為k，縱軸截距為b，微安表內(nèi)阻為rg，可求得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=________，內(nèi)電阻r=________.(3)改變電極間距、電極插入深度重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得數(shù)據(jù)如表所示.序號(hào)電極插入深度h/cm電極間距d/cm電動(dòng)勢(shì)E/V內(nèi)阻r/Ω1421.01659812441.05695083221.08311073(4)分析以上數(shù)據(jù)可知電極插入越深入，水果電池內(nèi)阻越________，電極間距越大，水果電池內(nèi)阻越________.

【答案】(1)ABD(2)1k(3)bk-rg(4【解析】(1)滑動(dòng)變阻器最大阻值只有100Ω，而蘋果電池的內(nèi)阻約為幾千Ω，則滑動(dòng)變阻器起不到調(diào)節(jié)的作用，A正確；電路中電流只有不到1mA，則電流表幾乎沒有示數(shù)，B正確；電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的電阻，電壓表的分流不明顯，C錯(cuò)誤；使用量程