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1、专题 03 测定电源电动势和内阻 1.(10分) （ 2017 辽宁铁岭协作体联考）随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车 产品已越来越受到大家的青睐，某同学为了测定某电动车电池的电动势和内电阻，设计了如 图所示电路，提供的实验器材有： （A）电动车电池一组，电动势约为12V，内阻未知 （B）直流电流表量程300mA ，内阻很小 （C）电阻箱R，阻值范围为0999.9 （D）定值电阻R0，阻值为10 （E）导线和开关 （1）当他闭合开关时发现，无论怎样调节变阻器，电流表都没有示数，反复检查后发现电路 连接完好，估计是某一元件损坏，因此他拿来多用电表检查故障，他的操作如下： 断开电源开关S
2、，将多用表选择开关置于1 档，调零后，红黑表笔分别接R0两端，读 数为 10 ，将多用表选择开关置于10 档，调零后，将红黑表笔分别接电阻箱两端，发 现指针读数如图所示，则所测阻值为，然后又用多用电表分别对电源和开关进行 检测，发现电源和开关均完好 由以上操作可知，发生故障的元件是 （2）在更换规格相同的元件后重新连接好电路 （3）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值为R0=10 的定值电阻的电流I，下列三组关于R的 取值方案中，比较合理的方案是（选填方案编号1、2 或 3） （4）根据实验数据描点，绘出的 R I 1 图象是一条直线若直线的斜率为k，在 I 1 坐标轴上的 截距为 b，则该电源的
3、电动势E= ，内阻r = （用k、b 和 R0表示） 【参考答案】. (10分) （1）70，电流表 （3）方案是 2 （选填方案编号1、2 或 3） （4）k E 1 ， 0R k b r （用 k、b 和 R0表示） 2 （2017 江西红色七校联考）现有一摄像机电池，无法从标签上看清其电动势等数据现进 行如下实验操作： （1）选取多用电表的直流电压10V挡，将两表笔直接接到电池的正、负两极，指针偏转情况 如图 1，由此可知其电动势约为7.1 V是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测其内阻， 答：不可以（选填“可以”或“不可以”） （2）现要更加准确测量其电动势和内电阻，实验室备有下列器材：
4、 A电流表（量程0.6A ，内阻为3） B电压表（量程3V，内阻为3k） C电压表（量程50V，内阻为30k） D定值电阻R1=500 E定值电阻R2=6000 F滑动变阻器（阻值范围030） G 开关及导线 该实验中电压表应选B ，定值电阻应选E （均选填选项前的字母序号） 在图 2 方框中画出实验电路图 若将滑动变阻器滑到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I ，则电源电动势 和内阻间的关系式为E=3U+ （I+） r （2）因电源的电压为7.1V，电压表量程只有3V，故应串联阻值较大的定值电阻扩大量程， 故定值电阻应选择E； 根据以上分析电压表与定值电阻串联充当电压表，由于电源
5、内阻与电流表内阻较为接近， 故电流表采用相对电源的外接法； 故原理图如图所示； 根据改装原理可知，路端电压U=U=3U ； 总电流 I 总=+I ； 由闭合电路欧姆定律可得： E=3U+ （I+）r 【参考答案】 ： （1） 7.1 ；不可以； （2）B E 如图所示 （3） E=3U+ （ I+）r 3 （2017 河南天一大联考）用“伏安法”测定电源的电动势和内阻，所给器材如图甲所示， 已知电源的内阻很小 （1）请完成正确的电路图连线 （2）实验的系统误差主要是由电压表内阻引起的；电动势测量值小于真实值（填 “大于”“等于”或“小于”）；内阻测量值小于真实值（填“大于”“等于”或“小 于”
6、） （3）若该电源电动势测量值为E，内阻测量值为r 用该电源、满偏电流为Ig的灵敏电流计 和滑动变阻器组装了简易欧姆表，电路如图乙所示进行欧姆调零后，当红、黑表笔之间接 被测电阻Rx时，指针偏转角度为满偏的，则被测电阻Rx= 【名师解析】 （1）根据图1 所示实验电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示 【参考答案】（1）实物电路图如图所示； （2）电压表的分流作用；小于；小于；（3）R2= 【点评】本题考查了连接实物电路图、求电源电动势与内阻、实验误差分析，连接实物电路 图时要注意电表正负接线柱不要接反，要掌握应用图象法分析实验误差的方法 4要精确测量一个直流电源的电动势和内阻，给定下列实验
7、器材： A待测电源 ( 电动势约为4.5 V ，内阻约为2 ) B电流表( 量程 0.6 A ，内阻为1 ) C电压表( 量程 15 V，内阻为3 k ) D电压表( 量程 3 V，内阻为2 k ) E定值电阻R1500 F定值电阻R21000 G滑动变阻器R( 阻值范围020 ) H开关及导线 (1) 该实验中电压表应选_( 填选项前面的序号) ，定值电阻应选_( 填选项 前面的序号 ) 。 (2) 在方框中画出实验电路图。 (3) 若将滑动变阻器滑到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，从理论 上分析，电源电动势E和内阻r间的关系式应为E_。 【参考答案】：(1)D F (2)
8、 见解析图 (3)E 3 2U (1 r)I或E 3 2U I U 2 000 r 5(2016济宁模拟) 老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻，所给的实验器材 有：待测电源E，定值电阻R1( 阻值未知 ) ，电压表( 量程为 3.0 V，内阻很大 )，电阻箱R(0 99.99 ) ，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。 某同学连接了一个如图甲所示的电路，他接下来的操作是： a拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图乙所示的位置后，将S2接到A，闭合 S1， 记录下对应的电压表示数为2.20 V ，然后断开S1； b保持电阻箱示数不变，将S2切换到B，闭合 S1，记录此时电压表
9、的读数( 电压表的示数 如图丙所示 ) ，然后断开S1。 (1) 请你解答下列问题： 图甲所示电阻箱的读数为_ ，图丙所示的电压表读数为_ V。由此可算 出定值电阻R1的阻值为 _ 。( 计算结果取3 位有效数字 ) (2) 在完成上述操作后，该同学继续以下的操作： 将 S2切换到A，多次调节电阻箱，闭合 S1，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数 U，由测得的数据，绘出了如图丁所示的 1 U - 1 R 图象。由此可求得该电池组的电动势E及内阻 r，其中E_ V ，电源内阻r_ 。( 计算结果保留3 位有效数字 ) 【参考答案】：(1)20.00 2.80 5.45 (2)2.86 0.
10、26 6(2016江西吉安高三期末) 某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻。 A待测干电池两节，每节电池电动势约为1.5 V ，内阻约几欧姆 B直流电压表V1、V2，量程约为3 V ，内阻约为3 k C定值电阻R0未知 D滑动变阻器R，最大阻值Rm E导线和开关 (1) 根据如图甲所示的实物连接图，在图乙方框中画出相应的电路图。 (2) 实验之前， 需要利用该电路图测出定值电阻R0， 方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm， 再闭合开关，电压表V1和 V2的读数分别为U10、U20，则R0_( 用U10、U20、Rm表示 ) (3) 实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和 V2
11、的多组数据U1、U2，描绘出U1U2图象如 图丙所示，图中直线斜率为k，与横轴的截距为a，则两节干电池的总电动势为E_， 总内阻r_( 用k、a、R0表示 )。 (3) 电路中的电流I U2U1 R0 由闭合电路欧姆定律得EU2Ir 联立式解得U1R 0r r U2 R0 r E 由式与图丙对比可得电源电动势E ka k1 总内阻r R0 k1 【参考答案】(1) 如图所示 (2) U20U10 U10 Rm(3) ka k1 R0 k1 7(2016江苏淮安高三检测)(9 分) 现有一摄像机电池，无法从标签上看清其电动势等 数据。现进行如下实验操作： (1) 选取多用电表的直流电压10 V
12、挡，将两表笔直接接到电池的正负两极，指针偏转情况如 图 1，由此可知其电动势约为_ V 。是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测其内阻， 答： _( 选填“可以”或“不可以”) 。 (2) 现要更加准确测量其电动势和内电阻，实验室备有下列器材： A电流表 ( 量程 0.6 A ，内阻为3 ) B电压表 ( 量程 3 V ，内阻为3 k ) C电压表 ( 量程 30 V ，内阻为30 k ) D定值电阻R1500 E定值电阻R25 000 F滑动变阻器( 阻值范围030 ) G 开关及导线 该实验中电压表应选_，定值电阻应选_( 均选填选项前的字母序号) 。 在图 3 方框中画出实验电路图，并将图
13、2 实物连线图补充完整。 若将滑动变阻器打到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电源电 动势和内阻间的关系式为_。 由闭合电路欧姆定律可得： E 8 3U (I U 3 000 )r 【参考答案】(1)7.1 不可以 (2) BE 如图所示 E 8 3U (I U 3 000 )r 8. (2016江西临川高三月考)(8 分) 小华、小刚共同设计了图甲所示的实验电路，电路 中的各个器材元件的参数为：电池组( 电动势约6 V，内阻r约 3 ) 、电流表 ( 量程 2.0 A ， 内阻RA0.8 ) 、电阻箱R1(0 99.9 ) 、滑动变阻器R2(0 R1) 、开关三个及导线若干
14、。他 们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R2接入电路的阻值。 (1) 小华先利用该电路准确地测出了R2接入电路的阻值。他的主要操作步骤是：先将滑动变阻 器滑片调到某位置，接着闭合S2、S，断开 S1，读出电流表的示数I；再闭合S、S1，断开 S2， 调节电阻箱的电阻值为3.6 时，电流表的示数也为I。此时滑动变阻器接入电路的阻值为 _ 。 (2) 小刚接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻。 他的实验步骤为： A在闭合开关前，调节电阻R1或R2至_( 填“最大值”或“最小值”) ，之后闭合开关 S，再闭合 _( 填“S1”或“S 2”) ；B.调节电阻 _( 填“R1”或“R2”) ，得到一系 列电阻值R和电流I的数据； C.断开开关，整理实验仪器。 图乙是他根据实验数据绘出的 1 I R图象，图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表 _，电源电动势E_V，内阻r_ 。( 计算结果保留两位有效数字) 【参考答案】(1)3.6 (2) 最大值S1R1 RA与r之和6.0 2.8