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【骄子之路】2023高考物理一轮复习 7.6实验:测定电源的电动势和内电阻课时强化作业

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课时强化作业三十二实验:测定电源的电动势和内电阻一、选择题1.下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法,其中既能减小偶然误差,又直观、简便的方法是()A.测出两组I、U的数据,代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r,求出E、rB.多测几组I、U的数据,求出几组E、r,最后分别求出其平均值C.测出多组I、U的数据,画出UI图象,再根据图象求出E、rD.测出多组I、U的数据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E,再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r解析:测量两组I、U的数据,应用闭合电路欧姆定律列方程组求解,这样偶然误差较大,故选项A错误;多测几组I、U值,列方程求几组的U、r,然后求其平均值,这样能够减小偶然误差,但这样做并不直观,也不简捷,故选项B错误;用电压表测出电源断路时的路端电压即为电源的电动势,误差较大,将此电动势代入闭合电路欧姆定律求内阻,很容易产生偶然误差,故选项D错误;利用UI图象将测出的U、I值在图象中描点,这样处理数据既能消除偶然误差,又直观简捷,故选项C正确.答案:C2.用如图甲所示电路测电源的电动势和内阻时,由于电压表的分流作用造成系统误差,图乙所示的UI图象中有两条直线AB和A′B,其中一条是根据实测数据画出的图线,另一条是修正电压表分流所引起的误差后得到的图线,由图可知()A.AB是根据实测数据画出的图线B.A′B是根据实测数据画出的图线C.路端电压U越大,通过电压表的电流越大D.由于电压表的分流作用,使电源电动势和内阻的测量值小于真实值解析:由图示电路可知,测量电压是真实的路端电压,测量的电流比流经电源的电流偏小,故在同一UI图象中,对应于同一电压值,电流的测量值小于电流的真实值,故图中AB是根据实测数据画出的图线,选项A、D正确,选项B错误;路端电压越高,由电压表分流越大,选项C正确.答案:ACD3.用如图所示的电路测量电池电动势和内电阻时,若有两只电压表V1、V2量程相同,内阻分别为RV1、RV2,且RV1>RV2;两只电流表A1、A2量程相同,内阻分别为RA1、RA2,且RA1>RA2,在实验中,为了使E、1\nr的测量值更精确一些,选择的电表应该是()A.V1与A1B.V1与A2C.V2与A1D.V2与A2解析:由实验电路可知,实验误差是由于电压表分流造成的,所以电压表的内阻越大,所产生的误差越小;电流表的内阻对实验没有影响,故选项A、B正确.答案:AB二、非选择题4.某同学利用图1所示电路,探究了电源在不同负载下的输出功率.(1)所得实验数据如下表,请在图2中的直角坐标系上画出UI图象.U/V1.961.861.801.841.641.56I/A0.050.150.250.350.450.55(2)根据所画UI图象,可求得电流I=0.20A时电源的输出功率为________W.(保留两位有效数字)(3)实验完成后,该同学对实验方案进行了反思,认为按图1电路进行实验操作的过程中存在安全隐患,并对电路重新设计.在图3所示的电路中,你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率,又能消除安全隐患的是________.(Rx阻值未知)2\n解析:(1)选择合适标度后描点,连线得图象时,应舍弃第四组数据点.(2)在图象上读出与I=0.20A对应的电压U值,根据P=IU求解.(3)题中“存在安全隐患”,意为缺乏保护措施.A电路中Rx起不到保护作用,D中Rx起保护作用,但不能测出电源的输出功率,B、C能满足题目要求,选B、C.答案:(1)如图所示(2)0.37(或0.36)(3)BC5.(2014年福建卷)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图甲所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计Ⓖ改装的电流表,为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0Ω的定值电阻.(1)已知灵敏电流计Ⓖ的满偏电流Ig=100μA、内阻rg=2.0kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200mA,应并联一只________Ω(保留一位小数)的定值电阻R1.(2)根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路.(3)某次实验的数据如下表所示:测量次数12345678电压表读数5.265.165.044.944.834.714.594.46U/V改装表读数20406080100120140160I/mA该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻r=________Ω(保留两位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是______________.(4)该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大.若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是________.(填选项前的字母)3\nA.电压表内阻的影响B.滑动变阻器的最大阻值偏小C.R1的实际阻值比计算值偏小D.R0的实际阻值比标称值偏大解析:(1)根据并联电路的特点可知,Igrg=(I-Ig)R1,代入数值解得R1≈1.0Ω.(2)连接实物时,一般按照电流方向依次连接各用电器,最后将电压表并联接入相应电路,如图所示.ΔU(3)根据电源的伏安特性曲线可知,电源的内阻r=-R0.结合逐差法可得ΔIU1-U5U2-U6U3-U7U4-U8+++U1+U2+U3+U4-U5+U6+U7+U8r+R0=I5-I1I6-I2I7-I3I8-I4÷4=≈5.66Ω,解得4I5-I1r≈1.66Ω.逐差法处理实验数据时能充分利用已测得的数据,以减小实验的偶然误差.ΔU(4)电动势测量误差很小,说明电压表分流产生的误差可以忽略不计,而内阻的测量误差偏大,根据ΔI=R0+r可知,可能的原因是R0的标称值比实际值小,故选项D正确;或者是通过电源的电流的测量值小于真实值,即与电流计并联的电阻R1的实际值小于计算值,故选项C正确.答案:(1)1.0(2)见解析(3)1.66充分利用已测得的数据(4)CD6.小明要测定一电源的电动势E和内电阻r,实验器材有:一只DIS电流传感器(可视为理想电流表,测得的电流用I表示),一只电阻箱(阻值用R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.4\n(1)小明设计该实验的原理表达式是________(用E、r、I、R表示).(2)小明在闭合开关之前,应先将电阻箱阻值调至________(选填“最大值”“最小值”或“任意值”),在实验过程中,将电阻箱调至图乙所示位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω.1(3)小明根据实验采集到的数据作出如图丙所示的R图象,则由图象求得该电源的电动势E=I________V,内阻r=________Ω.(结果均保留两位有效数字)解析:(1)在闭合电路中,E、I、R、r几个量之间的关系是E=I(R+r).(2)为了整个电路的安全,开始电流要小,即电阻箱电阻调到最大值;题图乙电阻箱读数为25Ω.(3)根据E=I(R+r),1Rr推出=+,IEE1再结合R图象可知:I1图线的斜率为,Er截距为,E解得E=6.0V(5.8~6.2均可),r=2.4Ω(2.3~2.5均可).答案:(1)E=I(R+r)(2)最大值25(3)6.0(5.8~6.2均可)2.4(2.3~2.5均可)7.某同学利用DIS、定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻,实验装置如图所示,实验时多次改变电阻箱的阻值,记录外电路的总电阻阻值R,用电压传感器测得路端电压U,并在计11算机上显示出如图所示的关系图线a,重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻,得到图中的图UR线b.5\n(1)由图线a可知电池a的电动势Ea=________V,内阻ra=________Ω.(2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接,则两电池的输出功率Pa______Pb,两电池的效率ηa______ηb.(以上两空均选填“大于”“等于”或“小于”)1ΩU11r1解析:(1)根据E=U+r,得=+·,图象a的纵截距为0.5V,斜率为0.25V,所以电动势RUEEREa=2V,内阻ra=0.5Ω.2U(2)当同一电阻R分别与a、b电池连接时,由图象知Ua<Ub,由电池的输出功率P=可得,Pa<Pb,R11r111UIR当=0时,即+·=0,解得=-,由图象延长线与横轴交点可知ra<rb,电池的效率η==,UEERrREIR+r得ηa大于ηb.答案:(1)20.5(2)小于大于8.(2014年全国大纲卷)现要测量某电源的电动势和内阻.可利用的器材有:电流表,内阻为1.00Ω;电压表;阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5;开关S;一端连有鳄鱼夹P的导线1,其他导线若干.某同学设计的测量电路如图(a)所示.(1)按图(a)在实物图(b)中画出连线,并标出导线1和其P端.(2)测量时,改变鳄鱼夹P所夹的位置,使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路,记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I.数据如下表所示.根据表中数据,在图(c)中的坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出UI图线.6\nI(mA)1931531116930U(V)2.512.592.682.762.84(3)根据UI图线求出电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(保留2位小数)解析:(1)根据实验原理图进行实物连接.(2)根据所给数据,描点连线.(3)在UI图象中,图线与纵轴的交点坐标等于电源的电动势,即E=2.90V,图线斜率大小等于电源2.84-2.59电阻和电流表内阻之和,r+RA=Ω≈2.03Ω,解得r=1.03Ω.0.153-0.030答案:(1)如图所示(2)如图所示(3)2.901.037

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发布时间:2022-08-25 17:49:51 页数:7
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文章作者:U-336598

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