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1、第八章第八章 恒定电流恒定电流 第五讲第五讲 实验十：测定电源的电动势 和内阻 实验十：测定电源的电动势 和内阻 课时跟踪练课时跟踪练 1. (2018秦皇岛模拟秦皇岛模拟)用如图所示电路， 测定一节干电池的电动势 和内阻电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路， 电路中用一个定值电阻 用如图所示电路， 测定一节干电池的电动势 和内阻电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路， 电路中用一个定值电阻 R0起保护作用除电池、开关和导线外，可 供使用的实验器材还有： 起保护作用除电池、开关和导线外，可 供使用的实验器材还有： (a)电流表电流表(量程量程 0.6 A 3 A)；
2、(b)电压表电压表(量程量程 3 V 15 V)； (c)定值电阻定值电阻(阻值阻值 1 ，额定功率，额定功率 5 W)； (d)定值电阻定值电阻(阻值阻值 10 ，额定功率，额定功率 10 W)； (e)滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围阻值范围 010 ，额定电流，额定电流 2 A)； (f)滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围阻值范围 0100 ，额定电流，额定电流 1 A) (1)要正确完成实验，电压表的量程应选择要正确完成实验，电压表的量程应选择_V，电流表的 量程应选择 ，电流表的 量程应选择_A；R0应选择应选择_的定值电阻，的定值电阻，R 应选择 阻值范围是 应选择 阻值范围是_的滑动变
3、阻器的滑动变阻器 (2)引起该实验系统误差的主要原因是引起该实验系统误差的主要原因是_ _. 解析：解析：(1)由于电源是一节干电池由于电源是一节干电池(约约 1.5 V)，所以选量程为，所以选量程为 3 V 的电压表 ； 估算电流时，考虑到干电池的内阻一般为几欧，加上保护的电压表 ； 估算电流时，考虑到干电池的内阻一般为几欧，加上保护 电阻， 最大电流也在电阻， 最大电流也在 1.0 A 以下， 小于量程以下， 小于量程 3 A 的 ， 所以选量程为的 ， 所以选量程为 0. 6 A 1 1 3 3 的电流表 ； 由于电池内阻较小， 保护电阻不宜太大， 选的电流表 ； 由于电池内阻较小， 保
4、护电阻不宜太大， 选 1 的即可， 否 则会使电流表、电压表读数范围较小，造成较大的误差 ； 滑动变阻器 的最大阻值一般比电池内阻大几倍就能很好地控制电路中的电流和 电压，因此取 的即可， 否 则会使电流表、电压表读数范围较小，造成较大的误差 ； 滑动变阻器 的最大阻值一般比电池内阻大几倍就能很好地控制电路中的电流和 电压，因此取 010 范围范围 (2)由于电压表的分流作用，使电流表读数总是比干路电流小， 造成 由于电压表的分流作用，使电流表读数总是比干路电流小， 造成 E测 测E真真， ，r测 测r真真 答案：答案：(1)3 0.6 1 010 (2)电压表的分流电压表的分流 2. (20
5、18临汾模拟临汾模拟)实验室有量程是实验室有量程是03 A(内阻较小内阻较小)的电流表和的电流表和 03 V(内阻很大内阻很大)的电压表，电阻箱的电压表，电阻箱 R(最大值最大值 999.9 )，滑动变阻 器 ，滑动变阻 器 R(02 k)，固定电阻，固定电阻 R15 ，开关，开关 S，导线若干，欲测量某 一电源的电动势 ，导线若干，欲测量某 一电源的电动势 E 和内阻和内阻 r(E 略小于略小于 3 V，内阻较小，内阻较小) (1)由于电源内阻较小， 要求固定电阻由于电源内阻较小， 要求固定电阻 R1作为等效内阻的一部分， 设计电路要求误差尽量小，且便于操作，能达到这一要求的电路是 作为等效
6、内阻的一部分， 设计电路要求误差尽量小，且便于操作，能达到这一要求的电路是 ( ) (2)用正确的实验电路图得到的实验数据，作出的图象是一条倾 斜的直线， 其纵截距为 用正确的实验电路图得到的实验数据，作出的图象是一条倾 斜的直线， 其纵截距为 b， 斜率为， 斜率为 k， 则电动势， 则电动势 E_， 内阻， 内阻 r _(用用 b、k、R1表示表示) 解析：解析：(1)由欧姆定律可知，电路中最大电流为由欧姆定律可知，电路中最大电流为0.6 A，电流，电流 E R1 表量程表量程 3 A 太大，所以不能采用图太大，所以不能采用图 A、B、C 测量电源输出电流欲 测量电源的电动势 测量电源输出
7、电流欲 测量电源的电动势 E 和内阻和内阻 r，能达到这一要求的电路是，能达到这一要求的电路是 D. (2)由闭合电路欧姆定律，由闭合电路欧姆定律，EU (R1r)，变形为 ，变形为 (R1 U U R R 1 1 U U 1 1 E E 1 1 E E r) ，图象在纵轴截距，图象在纵轴截距 b ；图象斜率 ；图象斜率 k (R1r)，解得，解得 E ， ，r 1 1 R R 1 1 E E 1 1 E E 1 b R1. k k b b 答案：答案：(1)D (2) R1 1 1 b b k k b b 3. (2018濮阳模拟濮阳模拟)在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中， 备有如下器
8、材： 在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中， 备有如下器材： A电源为干电池电源为干电池(电动势为电动势为 E，内阻为，内阻为 r) B电流表电流表(00.6 A，内阻约，内阻约 0.1 ) C灵敏电流计灵敏电流计 G(满偏电流满偏电流 Ig200 A，内阻，内阻 rg500 ) D滑动变阻器滑动变阻器(020 ，2.0 A) E电阻箱电阻箱 R(09 999.9 ) F开关、导线若干开关、导线若干 实验电路如图甲实验电路如图甲 (1)由于没有电压表，需要把灵敏电流计由于没有电压表，需要把灵敏电流计 G 改装成量程为改装成量程为 2 V 的 电压表，需串联一个阻值为 的 电压表，需串联一个阻
9、值为 R_ 的电阻的电阻 (2)在闭合开关在闭合开关 S 前， 将滑动变阻器的滑片移动至前， 将滑动变阻器的滑片移动至_(选填 “选填 “a 端”“中央”或“端”“中央”或“b 端”端”) (3)图乙为该实验绘出的图乙为该实验绘出的 I1-I2图线图线(I1为灵敏电流计为灵敏电流计 G 的示数，的示数，I2 为电流表为电流表 A 的示数的示数)，由图线可求得被测电源的电动势，由图线可求得被测电源的电动势 E _V(保留三位有效数字保留三位有效数字)，内电阻，内电阻 r_(保留两位 有效数字 保留两位 有效数字) 解析：解析：(1)灵敏电流计满偏电流灵敏电流计满偏电流 Ig200 A、内阻、内阻
10、 rg500 ， 根据 ， 根据 UIg(rgR)，所以需串联一个阻值为，所以需串联一个阻值为 9 500 的电阻的电阻 (2)在闭合开关在闭合开关 S 前， 将滑动变阻器的滑片移动至前， 将滑动变阻器的滑片移动至 a 端， 保护电表端， 保护电表 (3)直线与纵轴的交点乘以直线与纵轴的交点乘以 10 2等于电源电动势， 斜率乘以 等于电源电动势， 斜率乘以 10 2 等于电源内阻等于电源内阻 答案：答案：(1)9 500 (或者或者 9.5 k) (2)a 端 端 (3)1.46 0.79 4. (2018济宁模拟济宁模拟)(1)用电压表、电流表测定电源的电动势和内 阻实验，采用的是下列 用
11、电压表、电流表测定电源的电动势和内 阻实验，采用的是下列_电路图电路图 (2)某同学将某同学将 V 和和 A 测得的数值逐一描绘在坐标纸上，再根据这 些点分别画出了图线 测得的数值逐一描绘在坐标纸上，再根据这 些点分别画出了图线 a 与与 b，如图所示，你认为比较合理的是图线，如图所示，你认为比较合理的是图线 _(选填选填“a”或或“b”) (3)根据该图线得到电源电动势的大小是根据该图线得到电源电动势的大小是_ V；内阻是；内阻是 _ (结果保留两位小数结果保留两位小数) 解析：解析：(1)测定电源的电动势及内阻的实验中，原理是闭合电路 的欧姆定律， 电压表要测量路端电压， 电流表要测量电路
12、中的总电流， 所以 测定电源的电动势及内阻的实验中，原理是闭合电路 的欧姆定律， 电压表要测量路端电压， 电流表要测量电路中的总电流， 所以 A、B 项错误；为了使内阻测量准确，电流表要采用内接法，所 以 项错误；为了使内阻测量准确，电流表要采用内接法，所 以 C 项错误，项错误，D 项正确项正确 (2)描出点后应用直线把各点连接起来，所以选描出点后应用直线把各点连接起来，所以选 a. (3)利用图象纵轴上的截距求得电动势为利用图象纵轴上的截距求得电动势为 1.44 V，曲线的斜率绝 对值为电源的内阻，约为 ，曲线的斜率绝 对值为电源的内阻，约为 0.92 . 答案：答案：(1)D (2)a
13、(3)1.44 0.92 5. (2018郑州模拟郑州模拟)用如图所示的电路测定一种特殊电池的电动 势和内阻，它的电动势 用如图所示的电路测定一种特殊电池的电动 势和内阻，它的电动势 E 约为约为 8 V，内阻，内阻 r 约为约为 30 ，已知该电池 允许输出的最大电流为 ，已知该电池 允许输出的最大电流为 40 mA.为防止调节滑动变阻器时造成短路， 电路中用了一个定值电阻充当保护电阻， 除待测电池外， 可供使用的 实验器材还有： 为防止调节滑动变阻器时造成短路， 电路中用了一个定值电阻充当保护电阻， 除待测电池外， 可供使用的 实验器材还有： A电流表电流表 A(量程为量程为 0.05 A
14、，内阻约为，内阻约为 0.2 ) B电压表电压表 V(量程为量程为 6 V，内阻为，内阻为 20 k) C定值电阻定值电阻 R1(阻值为阻值为 100 ，额定功率为，额定功率为 1 W) D定值电阻定值电阻 R2(阻值为阻值为 200 ，额定功率为，额定功率为 1 W) E滑动变阻器滑动变阻器 R3(阻值范围为阻值范围为 010 ，额定电流为，额定电流为 2 A) F滑动变阻器滑动变阻器 R4(阻值范围为阻值范围为 0750 ，额定电流为，额定电流为 1 A) G导线和单刀单掷开关若干导线和单刀单掷开关若干 (1)为了电路安全及便于操作，定值电阻应该选为了电路安全及便于操作，定值电阻应该选_；
15、滑动变 阻器应该选 ；滑动变 阻器应该选_(填写器材名称填写器材名称) (2)接入符合要求的用电器后， 闭合开关接入符合要求的用电器后， 闭合开关 S， 调节滑动变阻器的阻 值，读取电压表和电流表的示数取得多组数据，作出了如图所示的 图线 根据图线得出该电池的电动势 ， 调节滑动变阻器的阻 值，读取电压表和电流表的示数取得多组数据，作出了如图所示的 图线 根据图线得出该电池的电动势 E 为为_V， 内阻， 内阻 r 为为_ (结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字) (3)若所给的电压表已被损坏，其他器材均可使用重新选择器 材， 设计电路测定该电池的电动势和内阻 请在虚线框中画出设计的 电路
16、图并在上面标明选定器材的名称 若所给的电压表已被损坏，其他器材均可使用重新选择器 材， 设计电路测定该电池的电动势和内阻 请在虚线框中画出设计的 电路图并在上面标明选定器材的名称 解析：解析：(1)电压表量程为电压表量程为 6 V，电池允许输出的最大电流为，电池允许输出的最大电流为 40 mA，故滑动变阻器接入电路电阻必大于，故滑动变阻器接入电路电阻必大于 150 ，所以滑动变阻器应 选 ，所以滑动变阻器应 选 R4，保护电阻至少要分压，保护电阻至少要分压 2 V，当电压表示数为零时，保护电阻要 分压 ，当电压表示数为零时，保护电阻要 分压 8 V，所以保护电阻应选阻值为，所以保护电阻应选阻值
17、为 200 的的 R2. (2)图线纵轴截距为电池电动势，可得图线纵轴截距为电池电动势，可得 E7.8 V. 图线的斜率图线的斜率 kR2r 229 ，得，得 r29 . 7 7. .8 80 00.00 0.0340.00 (3)电压表损坏，至少要测量电压表损坏，至少要测量 2 次，根据所提供器材，可以考虑 用 次，根据所提供器材，可以考虑 用 2 个单刀单掷开关改变电路总电阻， 测出对应电流， 得出电池内阻 和电动势，所以设计如图所示电路 个单刀单掷开关改变电路总电阻， 测出对应电流， 得出电池内阻 和电动势，所以设计如图所示电路 答案 ：答案 ： (1)R2 R4 (2)7.8(7.77
18、.9 均对均对) 29(2632 均对均对) (3)见 解析图 见 解析图 6. (2018淄博模拟淄博模拟)某同学要测定一电源的电动势某同学要测定一电源的电动势 E 和内电阻和内电阻 r， 实验器材有：一只电流传感器 ， 实验器材有：一只电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用可视为理想电流表，测得的电流用 I 表示表示)、一只电阻箱、一只电阻箱(阻值用阻值用 R 表示表示)、一只开关和导线若干该同学 设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据 、一只开关和导线若干该同学 设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据 (1)该同学设计实验的原理表达式是该同学设计实验的原理表达式是 E_(用用 r
19、、I、R 表示表示) ； (2)该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到_(选填“最 大值”“最小值”或“任意值” 选填“最 大值”“最小值”或“任意值”)，实验过程中，将电阻箱调至如图 乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为 ，实验过程中，将电阻箱调至如图 乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为_. 解析：解析：(1)根据闭合电路欧姆定律，该同学设计实验的原理表达 式是 根据闭合电路欧姆定律，该同学设计实验的原理表达 式是 EI(Rr) (2)根据实验的安全性原则，在闭合开关之前，应先将电阻箱调 到最大值根据电阻箱的读数规则可知，电阻箱接入电路的阻值为
20、 根据实验的安全性原则，在闭合开关之前，应先将电阻箱调 到最大值根据电阻箱的读数规则可知，电阻箱接入电路的阻值为 2 10 11 21 . 答案：答案：(1)I(Rr) (2)最大值 最大值 21 7. (2015江苏卷江苏卷)小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的 电动势和内阻 小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的 电动势和内阻 (1)图中电流表的示数为图中电流表的示数为_A. (2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下： U/V1.451.361.271.161.06 I/A0.120.200.280.360.44 请根据表中的数
21、据，在下面的方格纸上作出请根据表中的数据，在下面的方格纸上作出 U-I 图线图线 由图线求得：电动势由图线求得：电动势 E_V；内阻；内阻 r_ . (3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间 一直保持电路闭合，其实从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为一直保持电路闭合，其实从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为 _ 解析：解析：(1)由题目表格测量数据知，电流表使用由题目表格测量数据知，电流表使用 0.6 A 量程，所以 读数为 量程，所以 读数为 0.44 A. (2)描点画图， 如图所示 ： 根据描点画图， 如图所示 ： 根据 UIrE 可得 ： 电动势为可得 ： 电动势为 E1. 6 V；图线的斜率等于内阻；图线的斜率等于内阻 r1.2 . (3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验 误差增大 干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验 误差增大 答案：答案：(1)0.44 (2)U-I 图象见解析 图象见解析 160(1.581.62 都对都对) 1.2(1.181.26 都对都对) (3)干电池长时间 使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大 干电池长时间 使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大