2021届粤教版 高考物理一轮复习学案 实验十 测定电源的电动势和内阻 Word版含解析

【例1】 (2020·太原一模)为测定一节新干电池的电动势和内电阻(已知该干电池的内电阻相当小，额定电流为0.7 A)，可供选择的器材有： 电压表：A.量程3 V，内阻为10 kΩ B.量程15 V，内阻为20 kΩ 电流表：C.量程0.8 A，内阻约为0.5 Ω D.量程3 A，内阻约为0.2 Ω 滑动变阻器：E.最大电阻10 Ω，额定电流0.7 A F.最大电阻2 kΩ，额定电流2 A G.定值电阻R0＝1 Ω H.开关、导线若干 (1)要使实验误差较小且操作方便，可选择的器材是_____(填字母代号) (2)图中的电路图应选择_____。 解析　(1)一节干电池的电动势约为1.5 V，则电压表选3 V量程，应用伏安法测一节干电池电动势与内阻时，最大电流约为零点几安培，则电流表选择0.8 A量程，为方便实验操作，滑动变阻器应选E；为了准确测量应接入定值电阻等效为电源内阻再进行测量；同时还需要开关和导线，故所用仪器为ACEGH； (2)因干电池的内电阻相当小，电压表的读数变化很小，将定值电阻与电源串联以增大等效内阻。由于电流表的内阻未知，为减小误差，故应采用相对电源的外接法，故电路图应选择D项。 答案　(1)ACEGH　(2)D 拓展训练1 在测量一节干电池电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图1甲所示的实验电路。 图1 (1)根据图甲实验电路，请在乙图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。 (2)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P调到_____(选填“a”或“b”)端。 (3)闭合开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。 在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象，如图丙所示，两直线与纵轴的截距分别为UA、UB，与横轴的截距分别为IA、IB。 ①S2接1位置时，作出的U－I图线是图丙中的_____(选填“A”或“B”)线；测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差，原因是_____ _____。 ②由图丙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为E真＝_____，r真＝_____。 答案　(1)如图　(2)a　(3)①B　电压表的分流 ②UA　 命题角度　实验数据处理 【例2】 (2020·哈尔滨市模拟)某实验小组正在测定一节新型电池的电动势(约为 3 V)和内阻，现要选取一个定值电阻R0当作保护电阻。 (1)首先为了准确测量定值电阻R0的阻值，在操作台上准备了如下实验器材： A.电压表V(量程为0～3 V，电阻约为4 kΩ) B.电流表A1(量程为0～1 A，内阻约为0.5 Ω) C.电流表A2(量程为0～3 A，内阻约为0.5 Ω) D.定值电阻R0(阻值约为3 Ω) E.滑动变阻器R(0～10 Ω) F.开关S一个，导线若干 上述器材中，在测量R0阻值时应选择_____(填器材前面的序号)为电流表，其实验电路图应选图2甲中的_____(填图号)，经测量定值电阻R0的阻值为2.8 Ω。 甲 图2 (2)之后为了测量该新型电池的电动势和内阻，设计了如下实验，完成图乙中实验器材的连接。 (3)根据实验记录的数据作出U－I图线如图丙所示，根据图丙可以求出待测新型电池的内阻为_____Ω，电池电动势为_____V。(保留2位有效数字) 解析　(1)新型电池的电动势约为3 V，定值电阻R0的阻值约为3 Ω，则通过定值电阻R0的最大电流约为1 A，故在测量R0的阻值时应选择电流表A1；由于电压表内阻远大于R0的阻值，故电流表采用外接的方法，即应选图(a)。 (2)如图所示。 (3)由电路图可得U＝E－I(R0＋r)，则在U－I图线中，图线斜率的绝对值表示定值电阻和电源内阻之和，即R0＋r＝||＝3.75 Ω，所以电源的内阻r＝0.95 Ω，由图象可知，I＝0.1 A时，有U＝2.5 V，代入U＝E－I(R0＋r)得到E＝2.9 V。 答案　(1)B　(a)　(2)见解析图　(3)0.95　2.9 拓展训练2 某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，实验电路图如图3所示。 ... ...