2019年高考物理一轮复习专题38测定电源的电动势和内阻(练)(含解析).pdf

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1、2019 年高考物理一轮复习专题 38 测定电源的电动势和内阻（练） （含解析） 1在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： A干电池E( 电动势约为1.5 V 、内电阻大约为1.0 ) B电压表V(015 V) C电流表A(00.6 A 、内阻 0.1 ) D电流表G(满偏电流3 mA、内阻Rg10 ) E滑动变阻器R1(010 、10 A) F滑动变阻器R2(0100 、1 A) G 定值电阻R3990 H开关、导线若干 (1) 为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_( 填写“R1”或 “R2”) ； (2) 请画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用

2、器材的符号； (3) 如图所示为某一同学根据他设计的实验，绘出的I1I2图线 (I1为电流表G的示数，I2为电 流表 A的示数 ) ，由图线可求得被测电池的电动势E_ V，内电阻r_ . 【答案】（ 1) R1 (2)电路如图；（3）1.47(1.461.48均对 ) 0.83(0.810.85均对 ) 【名师点睛】 测电动势和内电阻的实验高考可较多出现，但考查内容相对集中，主要是考查 误差分析、电路的选择及数据的处理，应注意掌握基础知识。 2在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中： （1）实验开始之前滑动变阻器的滑动头应滑到_（“a”或“ b”）端 （2）现备有以下器材： A干电池

3、 1 个 B 滑动变阻器 （ 050） C 滑动变阻器 （01750） D电压表（03V） E电 压表（ 015V） F 电流表（ 00.6A）G电流表（ 03A） 其中滑动变阻器应选 _ ，电流表应选 _ ，电压表应选 _ 。（填写字母序号即可） （3）上图是根据实验数据画出的U-I 图像。由此可知这个干电池的电动势E=_V ， 内电阻 r=_ 。 【答案】（ 1）a 端；（ 2）B； F；D；（ 3）1.5 ；1 【解析】 （1）实验开始之前滑动变阻器的滑动头应滑到a 端 ；（ 2）为方便实验操作，滑动变阻器 应选 B，电路最大电流约为零点几安培，电流表应选F，一节干电池电动势约为1.5V

4、，电压 表应选 D；（ 3）由图可知，电源的电动势为1.5V； 电源内阻 1.51.1 1 0.4 U r I ； 【名师点睛】本题考查了实验注意事项、实验器材的选择、求电源电动势与内阻，电源U-I 图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻。 3某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0( 约为 2 k) 和手机中的锂电池( 电动势E标称 值为 3.7 V ，允许最大放电电流为100 mA)实验室备有如下器材： A电压表V(量程 3 V，电阻RV约为 4.0 k ) B电流表A1( 量程 100 mA，电阻RA1约为 5 ) C电流表A2( 量程 2 mA，电阻RA2约为 50

5、 ) D滑动变阻器R1(040 ，额定电流1 A) E电阻箱R2(0999.9 ) F开关 S一只、导线若干 (1) 为了测定电阻R0的阻值，小明设计了一电路，如图所示为其对应的实物图，图中的电流 表 A应选 _( 选填“A 1”或“A2”) ，请将实物连线补充完整 (2) 为测量锂电池的电动势E和内阻r，小红设计了如图甲所示的电路图根据测量数据作 出1 U 1 R2图象，如图乙所示若该图线的斜率为 k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势E _，内阻r _( 用k、b和R2表示 ) 该实验的测量值偏小，造成此系统误差的主要 原因是 _ 图甲图乙 【答案】 (1)A2；见解析图；(2) 1 b ；

6、 k b ；电压表分流 【名师点睛】 此题考查了测量电源的电动势及内阻的实验；根据待测电阻与滑动变阻器阻值 间的关系确定滑动变阻器的接法，根据待测电阻阻值与电表内阻间的关系确定电流表的接法 是正确连接实物电路图的前提与关键。 4某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材： A被测干电池一节 B电流表：量程00.6A，内阻 0.1 C电流表：量程03A，内阻 0.024 D电压表：量程03V，内阻未知 E电压表：量程015V，内阻未知 F滑动变阻器：010，2A G 滑动变阻器：0100， 1A H开关、导线若干 在伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测

7、量结果存在系 统误差在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻 (1) 在上述器材中请选择适当的器材：_ _(填写选项前的字母) ； (2) 在图方框中画出相应的实验电路图； (3) 根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图所示的UI 图象，则在 修正了实验系统 误差后 ，干电池的电动势E_V，内电阻r _. 【答案】 (1)ABDFH (2) 如图所示： (3) 1.50V，0.9 【名师点睛】 本题为设计性实验，在解题时应注意明确实验的原理；并且要由实验原理结合 闭合电路欧姆定律得出表达式，由图象得出电动势和内电阻。 5用下列器材组成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻

8、，又能描绘出小灯泡的 伏安特性曲线。 A电压表 1V （量程6V，内阻很大） B电压表 2V （量程3V，内阻很大） C电流表A（量程3A，内阻很小） D滑动变阻器（最大阻值10，额定电流 4A） E小灯泡（25A W，） F电池组（电动势E，内阻） G 开关一只，导线若干 实验时，调节变阻器，多次测量，发现若电压表 1 V的示数变大，则电压表 2 V的示数变小。 请将实验电路图在答题纸上图甲的虚线方框中补充完整。 每一次操作后，同时记录电流表A、电压表 1 V和电压表 2 V的示数，组成两个坐标点（ 1 I， 1 U）、（ 1 I， 2 U），标到IU坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线

9、，如图乙所 示则电池组的电动势E 4.5 V，内阻r 1.0 （结果保留两位有效数字）。 IU坐标中画出的两条图线在P点（2.0A，2.5V）相交，此时滑动变阻器接入电路的 阻值应为 0 。 【答案】如图所示： 4.5V，1.0； 0； 【解析】 【名师点睛】电源的UI图象与纵轴的交点是电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻， 求电源内阻时要注意看清楚纵轴坐标起点数据是多少，否则容易出错。 1利用伏安法测定一节干电池的电动势和内电阻要求尽量减小实验误差 （1）应该选择的实验电路是图中的 (选填“甲”或“乙” ) （2）某位同学根据记录的数据将对应点已经标在如图所示的坐标纸上，请画出UI图线 （3

10、）根据（2）中所画图线可得出干电池的电动势E V， 内电阻r （保留两位有效数字） （4）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发 生变化下列各示意图中能正确反映PU关系的是 【答案】 (1) 甲 (2) 如图所示 (3) 1.50(1.491.51) 0.89(0.860.92) (4) C 【名师点睛】本题考查了实验电路选择、实验器材选择、 作图象、 求电源电动势与内阻等问 题，要知道实验原理，要掌握应用图象法处理实验数据的方法；电源的 U-I 图象与纵轴交点 坐标值是电源电动势图象斜率的绝对值是电源内阻。 2用电流表和电压表测定1 节电池的电动势E和内阻

11、 r ，所用电路如图a 所示，除备有电 池、电键、电压表（03V）、足量的导线外，还有下列实验仪器可供选择。 A、电流表 1 A（00.6A） B、电流表 2 A（03A） C、滑动变阻器 1 R（20，2A） D、滑动变阻器 2 R（ 1750，3A） （1）所选电流表为_，滑动变阻器为_，（填写所选仪器 前面的字母） （2）一名学生正确选择仪器后进行实验，并画出U-I 图像如图b 所示，从图b 中可得电源 的电动势为 _V，内阻为 _。 【答案】（ 1）A、 C （2）1.45V，0.72V 【名师点睛】 测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高 考题目的出题热

12、点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I 图象处理等多方面内容的考 查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查 3在测定一节干电池的电动势和内电阻实验中，备有下列器材： A待测的干电池（电动势约为1.5 V ，内电阻小于1.0 ） B电流表A1（量程 03 mA，内阻Rg110） C电流表A2（量程 00.6 A ， 内阻Rg20.1 ） D滑动变阻器R1（020，10 A ） E滑动变阻器R2（0200， l A ） F定值电阻R0（990） G开关和导线若干 （1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲 所示的（ a）、（

13、b）两个参考实验电路，其中合理的是_图所示的电路；在该电路中， 为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选_（填写器材前的字母代号）。 （2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1- I2图线 （I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2的数值远大于I1的数值），则由图线 可得被测电池的电动势E_V，内阻r_。（结果均保留2 位小数） （3）若将图线的纵坐标改为，则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为 电动势的大小 【答案】（ 1）b、D（2）02.046. 1、03.084. 0（ 3）)( 101g RRI 【名师点睛】 此题是测量电源电动势和

14、内阻的实验；关键是搞清实验的测量原理及测量电路 的结构； 注意电流表改装成电压表时要串联分压电阻，要注意根据画出的U-I 图象分析出电 动势及内阻；此题是课本实验的改编题目，考查学生的应变能力. 4在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表 （视为理想电压表）的量程较小， 某同学设计了如图所示的实物电路。 （1） 实验时，应先将电阻箱的电阻调到_ （选填“最大值”“最小值”“任 意值”）。 （2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值 2=10 R的定值电阻两端的电压U。 下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是_（选填“ 1”“2”） 方案编号电阻箱的阻值R/ 1 400.0 350.0 3

15、00.0 250.0 200.0 2 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 （3）根据实验数据描点，绘出的 1 R U 图像一条直线，若直线的斜率的k，在 1 U 坐标上的 截距为 b，用该电源的电动势E=_，内阻 r=_ 。（用 k、b 和 0 R表示） 【答案】（ 1）最大值（ 2）2（3） 0 1 R k 、 0 b R k 【名师点睛】 测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高 考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I 图象处理等多方面内容的考 查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查。 5某同学准备

16、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1.5V，内阻约几欧姆 B直流电压表V1、V2，量程均为3V，内阻约为3k C定值电阻R0未知 D滑动变阻器R，最大阻值为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的多组数据U1、 U2，描绘出 U1U2图 象如图丙所示， 图

17、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E=_， 总内阻 r=_ （用 k、a、R0表示）。 【答案】（ 1）如图所示，（2） 2010 0 10 m UU RR U （3）： 1 ka E k ， 0 1 R r k 【解析】 （1）从实物图中可得电压表 1 V测量电阻R两端电压，电压表 2 V测量路端电压，电路图如 图所示 【名师点睛】 测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高 考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I图象处理等多方面内容的考 查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查 1【 201

18、7天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其 中电流表A1的内阻r1=1.0 k ，电阻R1=9.0 k ，为了方便读数和作图，给电池串联一个 R0=3.0 的电阻。 按图示电路进行连接后，发现aa 、 bb 和 cc 三条导线中，混进了一条内部断开的导线。 为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、 b 间电 压，读数不为零，再测量、a 间电压，若读数不为零，则一定是_导线断开；若读 数为零，则一定是_导线断开。 排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1 和 A2的多组I1、I2数据，作出图象如右

19、图。由I1I2图象得到电池的电动势E=_V， 内阻r=_。 【答案】aabb1.41 （1.361.44均可） 0.5（0.40.6均可） 【解析】 用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路， 回路中无电流， 将电压表接在 ba 间后有示数，说明电路被接通，即 ba 间有断路故障，再测量aa 间电压， 电压表读数不为零，说明 【名师点睛】 由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义纵轴截距和斜率表 示什么，闭合电路的欧姆定律是核心。 2【 2016四川卷】（ 11 分）用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测 电源（电动势约3 V，内阻约2 ），保护电阻R1（

20、阻值 10 ）和R2（阻值 5 ），滑动 变阻器R，电流表A ，电压表V，开关 S，导线若干。 实验主要步骤： （i ）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关； （ii ）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I； （iii）以U为纵坐标，I为横坐标，作UI图线（U、I都用国际单位）； （iv ）求出UI图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。 回答下列问题： （1）电压表最好选用_；电流表最好选用_。 A电压表（ 03 V ，内阻约15 k ） B 电压表（ 03 V ，内阻约3 k ） C电流表（ 0200 mA,内阻约 2 ） D 电流表（ 030 m

21、A, 内阻约 2 ） （2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱 连接情况是 _。 A两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱 B两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱 C一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端的接线柱 D一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端的接线柱 （3）选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=_，r=_， 代入数值可得E和r的测量值。 【答案】（ 1）A、 C （2）C （3）ka； 2 kR （3）根据U-I图线的在U轴上的截距等于电动势E，则E=ka；斜率等于内

22、阻与R2之和，则 r=k-R2。 【名师点睛】 此实验是课本上的测量电源的电动势和内阻实验的改进实验；与课本实验不同 的地方就是加了两个保护电阻；仪器的选择要考虑实验的误差因素，比如此实验产生误差的 是电压表的分流作用，故选择电压表时要尽量用内阻较大的电压表. 3【 2015四川 8（2）】用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的 电动势约6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有： 电流表 A1（量程 030mA ）； 电流表 A2（量程 0100mA ）； 电压表 V（量程 06V）； 滑动变阻器R1（阻值 05）； 滑动变阻器R2（阻值 0300）； 开关

23、S一个，导线若干条。 某同学的实验过程如下： 设计如图3 所示的电路图，正确连接电路。 将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。 以U为纵轴，I为横轴，得到如图4 所示的图线。 断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变。重复的步 骤，得到另一条U-I图线，图线与横轴I的交点坐标为（I0，0），与纵轴U的交点坐标为 （0，U0）。 回答下列问题： 电流表应选用，滑动变阻器应选用； 由图 4 的图线，得电源内阻r； 用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx，代入数值可得Rx； 若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位 置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围，电压表示数变化范 围。（选填“相同”或“不同”） 【答案】A 2，R2；25； 0 0 I U r；相同，不同。 【方法技巧】 理清电路结构、 抓住电学实验的根本原理伏安法和闭合电路欧姆定律，以 不变应万变。