《备考指南 一轮物理 》课件_第8章 实验10.docVIP

电磁感应实验十测定电源的电动势和内阻

知识巩固练习

1．用图中所示的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3V，内阻约2Ω)、保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)、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：

①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；

②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；

③以U为纵坐标，I为横坐标作U－I图线(U、I都用国际单位)；

④求出U－I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(0～3V，内阻约15kΩ)

B．电压表(0～3V，内阻约3kΩ)

C．电流表(0～200mA，内阻约2Ω)

D．电流表(0～30mA，内阻约2Ω)

(2)将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)AC(2)C(3)kak－R2

2．(2021年天津质检)小明同学看到一个纽扣锂电池标称电动势为3V，内阻约为1kΩ.为了较准确测定其电动势和内阻，除待测电池外，还备有以下器材：

A．电压表V1：量程3V，内阻很大

B．电压表V2：量程4V，内阻很大

C．电流表A1：量程3A，内阻约10

D．电流表A2：量程0.6A，内阻约2

E．定值电阻R1：1kΩ

F．定值电阻R2：50kΩ

G．滑动变阻器R3：0～50Ω

H．滑动变阻器R4：0～5kΩ

I．开关，导线若干

(1)要求测量尽可能准确，则电表应选用________、________；定值电阻选用________；滑动变阻器选用________．(填器材后的符号)

(2)在虚线框中画出实验电路．

(3)用图像处理数据，应作__________图像(用测量物理量的符号表示)．

【答案】(1)V1V2R1R4(2)如图(3)U2－U1

【解析】(1)(2)由题意可知，电池的内阻较大，则电流I＝eq\f(3,1000)A＝3mA．给定的定值电阻均较大，无法使用电流表测量电流，故只能用电压表V1与R1并联测量电流．因电源内阻较大，故应使用总阻值较大的滑动变阻器R4控制电路中的电流，使用V2测量路端电压．实物电路图如图所示．

(3)根据闭合电路欧姆定律可知U2＝E－eq\f(U1,I1)R1，为了使得出的图像为直线，应作出U2－U1图像．

3．(2021年沈阳模拟)某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻．实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按图中所示电路进行实验，测得的数据如表所示．

实验序数

1

2

3

4

5

R/Ω

4.0

10.0

16.0

22.0

28.0

I/A

1.00

0.50

0.34

0.25

0.20

eq\f(1,I)/A－1

1.0

2.0

2.9

4.0

5.0

(1)若利用图像确定电池的电动势和内阻，则应作__________(填“R－I”或“R－eq\f(1,I)”)图像．

(2)利用测得的数据在图中所示的坐标系上画出适当的图像．

(3)由图像可知，该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________.

(4)该实验中测出的电动势E测和内阻r测，与真实值E真和r真相比，理论上E测________E真，r测________r真．(填“”“”或“＝”)

【答案】(1)R－eq\f(1,I)(2)如图(3)6.02.0(4)＝

【解析】(1)由闭合电路欧姆定律可知I＝eq\f(E,R＋r)，则R＝eq\f(E,I)－r.若画R－I图，则图像为曲线，不易得出结论；而画R－eq\f(1,I)图像为直线，容易得出结论，故应该画R－eq\f(1,I)图像．

(2)利用图中的R、eq\f(1,I)描点，再用直线将各点相连，如图所示．

(3)由公式及数学知识可得：图像中的斜率k＝E＝eq\f(28.0－10.0,5.0－2.0)V＝6.0V，纵轴截距b＝－r＝－2.0Ω.

(4)本实验误差起因于电流表的内阻不能忽略，故正确公式应为R＝eq\f(E,I)－r－RA，而当电阻无穷大时，电流表分压可以忽略，故本