4、列問題：
(1)電壓表最好選用；電流表最好選用.
A.電壓表(0～3V，內(nèi)阻約15kΩ)
B.電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)
C.電流表(0～200mA，內(nèi)阻約2Ω)
D.電流表(0～30mA，內(nèi)阻約2Ω)
(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大.兩導線與滑動變阻器接線柱連接情況是.
A.兩導線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱
B.兩導線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱
C.一條導線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導線接在電阻絲左端接線柱
D.一條導線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導線接在電阻絲右端接線柱
(3)選用k、a、R1和R2表示待
5、測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達式E＝，r＝，代入數(shù)值可得E和r的測量值.
答案 (1)A C (2)C
(3)ka k－R2
解析 (1)電壓表內(nèi)阻越大，分流越小，誤差也就越小，所以選內(nèi)阻較大的電壓表A；當滑動變阻器接入電阻最小時通過電流表的電流最大，此時通過電流表的電流大小約為I＝≈176mA，所以選量程為200mA的電流表C.
(2)由電路分析可知，若滑動變阻器的滑片右移電壓表示數(shù)變大，則滑動變阻器接入電路部分阻值增大，選項C符合題意.
(3)由E＝U＋I(r＋R2)，得U＝－I(r＋R2)＋E，對比伏安特性曲線可知，圖象斜率的絕對值k＝r＋R2，所以電源內(nèi)阻r＝k－R2；令U＝
6、0，得I＝＝，由題意知U－I圖線與橫軸截距為a，所以a＝I＝，則E＝ka.
變式1 利用圖4所示的電路測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，要求盡量減小實驗誤差.供選擇的器材有：
圖4
A.電流表A(0～0.6A)
B.電壓表V1(0～3V)
C.電壓表V2(0～15V)
D.滑動變阻器R1(0～20Ω)
E.滑動變阻器R2(0～200Ω)
F.定值電阻R0＝1Ω
G.開關一個，導線若干
(1)實驗中電壓表應選用，滑動變阻器應選用(選填相應器材前的字母).
(2)閉合開關，電壓表和電流表均有示數(shù)，但是無論怎么移動滑動變阻器的滑片，電壓表的讀數(shù)變化都非常小.同學們討論后，在原電
7、路的基礎上又加了一個定值電阻R0，問題得到解決.請你在方框內(nèi)畫出改進后的電路圖.
某位同學記錄了6組數(shù)據(jù)，對應的點已經(jīng)標在坐標紙上.在圖5坐標紙上畫出U－I圖線，根據(jù)所畫圖線可得出干電池的電動勢E＝V，內(nèi)電阻r＝Ω.(結果均保留兩位有效數(shù)字)
圖5
答案 (1)B D (2)見解析圖 1.5 0.14(0.13～0.18均可)
解析 (1)由于干電池的電動勢為1.5V，所以應選電壓表B，C的量程太大，誤差太大；選用小的滑動變阻器便于操作，故選D.
(2)電路圖如圖甲所示，U－I圖線如圖乙所示
圖象的縱截距表示電源電動勢，故有E＝1.5V，所以內(nèi)阻為r＝－R0＝Ω
8、－
1Ω≈0.14Ω
變式2 利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻.要求盡量減小實驗誤差.
(1)應該選擇的實驗電路是圖6中的(選填“甲”或“乙”).
圖6
(2)現(xiàn)有電流表(0～0.6A)、開關和導線若干，以及以下器材：
A.電壓表(0～15V) B.電壓表(0～3V)
C.滑動變阻器(0～50Ω) D.滑動變阻器(0～500Ω)
實驗中電壓表應選用；滑動變阻器應選用.(選填相應器材前的字母)
(3)某位同學記錄的6組數(shù)據(jù)如表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應點已經(jīng)標在圖7，請標出余下一組數(shù)據(jù)的對應點，并畫出U－I圖線.
序號
1
2
3
4
5
9、6
電壓U(V)
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
電流I(A)
0.060
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480
圖7
(4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E＝V，內(nèi)電阻r＝Ω.
(5)實驗中，隨著滑動變阻器滑片的移動，電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會發(fā)生變化.下列示意圖中正確反映P－U關系的是.
答案 (1)甲 (2)B C (3)如圖所示 (4)1.50(1.49～1.51均可) 0.83(0.81～0.85均可) (5)C
解析 (1)干電池內(nèi)阻相對一般電流表內(nèi)阻而言較小，
10、為減小電流表分壓帶來的系統(tǒng)誤差，故應選甲.
(2)干電池電動勢約為1.5V，電壓表選B可減小讀數(shù)誤差.滑動變阻器應選C，若選D，由于總阻值較大，則滑片滑動時移動范圍小，不便調(diào)節(jié).
(3)圖線應為直線，作圖時使盡量多的點在線上，不在線上的點應均勻分布在線的兩側，誤差較大的點舍去.
(4)由U＝E－Ir可得圖象上的縱軸截距E＝1.50V，斜率的絕對值r≈0.83Ω.
(5)輸出功率P＝UI＝U·＝－(U－)2＋，應為開口向下的拋物線，C正確.
變式3 手機、電腦等電器已經(jīng)普及到人們的日常生活中，這些電器都要用到蓄電池.某同學利用下列器材測定一節(jié)蓄電池的電動勢和內(nèi)阻.蓄電池的電動勢約為3V
11、.
A.量程是0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω的電流表；
B.量程是3V，內(nèi)阻是6kΩ的電壓表；
C.量程是15V，內(nèi)阻是30kΩ的電壓表；
D.阻值為0～1kΩ，額定電流為0.5A的滑動變阻器；
E.阻值為0～10Ω，額定電流為2A的滑動變阻器；
F.定值電阻4Ω，額定功率4W；
G.開關S一個，導線若干.
(1)為了減小實驗誤差，電壓表應選擇(填器材代號)，圖8中的導線應連接到處(填“①”或“②”)，改變滑動變阻器阻值的時候，為了使電壓表和電流表的讀數(shù)變化比較明顯，滑動變阻器應選擇(填器材代號).
圖8
(2)用(1)問中的實驗電路進行測量，讀出電壓表和電流表的讀數(shù)，畫出
12、對應的U－I圖線如圖9所示，由圖線可得該蓄電池的電動勢E＝V，內(nèi)阻r＝Ω.(結果保留兩位有效數(shù)字)
圖9
答案 (1)B ① E (2)3.2 1.3
解析 (1)蓄電池的電動勢約為3V，電壓表C的量程太大，選電壓表B.導線接①處，與電池串聯(lián)的定值電阻阻值已知，有利于準確測出電池的內(nèi)阻.電流表量程為0.6A，由R＝得回路中的總電阻不能小于5Ω，滑動變阻器D總阻值太大，操作不方便，滑動變阻器選E.(2)由圖線在縱軸上的截距可得蓄電池的電動勢E＝3.2V，圖線斜率的絕對值|k|≈5.3Ω，減去與電池串聯(lián)的定值電阻的阻值4Ω，可得電池的內(nèi)阻r＝1.3Ω.
命題點二 實驗拓展創(chuàng)新
13、例2 (2017·天津理綜·9(3))某探究性學習小組利用如圖10所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻.其中電流表A1的內(nèi)阻r1＝1.0kΩ，電阻R1＝9.0kΩ，為了方便讀數(shù)和作圖，給電池串聯(lián)一個R0＝3.0Ω的電阻.
圖10
①按圖示電路進行連接后，發(fā)現(xiàn)aa′、bb′和cc′三條導線中，混進了一條內(nèi)部斷開的導線.為了確定哪一條導線內(nèi)部是斷開的，將電鍵S閉合，用多用電表的電壓擋先測量a、b′間電壓，讀數(shù)不為零，再測量a、a′間電壓，若讀數(shù)不為零，則一定是導線斷開；若讀數(shù)為零，則一定是導線斷開.
圖11
②排除故障后，該小組順利完成實驗.通過多次改變滑動變阻器觸頭位置，得到電流表A
14、1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù)，作出圖象如圖11.由I1－I2圖象得到電池的電動勢E＝V，內(nèi)阻r＝Ω.
答案?、賏a′ bb′
②1.41(1.36～1.44均可) 0.5(0.4～0.6均可)
解析 ①用電壓擋檢測電路故障，電壓表的表頭是電流計，原電路有斷路，回路中無電流，將電壓表接在a、b′間后有示數(shù)，說明電路被接通，即a、b′間有斷路故障，再測量a、a′間電壓，電壓表讀數(shù)不為零，說明斷路故障的范圍被縮小到a、a′間，則一定是aa′導線斷開；若讀數(shù)為零，則說明電路仍未被接通，電路故障一定是bb′導線斷開.
②根據(jù)閉合電路的歐姆定律得E＝I1(R1＋r1)＋(I1＋I2)(R0＋r)，
15、I1?I2，上式可簡化為E＝I1(R1＋r1)＋I2(R0＋r)，讀出兩點坐標：(60 mA,0.12 mA)和(260 mA,0.05 mA)，代入方程解得：電動勢E＝1.41 V，內(nèi)阻r＝0.5 Ω.
變式4 某同學準備利用下列器材測量干電池的電動勢和內(nèi)阻.
A.待測干電池一節(jié)，電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為幾歐姆
B.直流電壓表V，量程為3V，內(nèi)阻非常大
C.定值電阻R0＝150Ω
D.電阻箱R
E.導線和開關
根據(jù)如圖12甲所示的電路連接圖進行實驗操作.多次改變電阻箱的阻值，記錄每次電阻箱的阻值R和電壓表的示數(shù)U.在－R坐標系中描出的坐標點如圖乙所示.
圖12
16、(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻，則與R的關系式為.
(2)在圖乙坐標紙上畫出－R關系圖線.
(3)根據(jù)圖線求得斜率k＝V－1·Ω－1，截距b＝V－1(保留兩位有效數(shù)字).
(4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E＝V，內(nèi)阻r＝Ω(保留三位有效數(shù)字).
答案 (1)＝R＋ (2)見解析圖 (3)4.4×10－3(4.2×10－3～4.6×10－3均可) 0.70(0.69～0.71均可) (4)1.52(1.45～1.55均可) 9.09(7.50～10.5均可)
解析 (1)由閉合電路歐姆定律可知：E＝U＋(R＋r)，整理可知＝R＋.
(2)作圖如圖所示.
(3)根據(jù)圖線求得
17、斜率k＝ V－1·Ω－1≈4.4×10－3V－1·Ω－1，截距b＝0.70V－1.
(4)由、R關系式可知＝k＝4.4×10－3V－1·Ω－1，＝b＝0.70V－1，解得E≈1.52V；r≈9.09Ω.
變式5 某同學設想運用如圖13甲所示的實驗電路，測量未知電阻Rx的阻值、電流表A的內(nèi)阻和電源(內(nèi)阻忽略不計)的電動勢，實驗過程中電流表的讀數(shù)始終符合實驗要求.
(1)為了測量未知電阻Rx的阻值，他在閉合開關之前應該將兩個電阻箱的阻值調(diào)至(填“最大”或“最小”)，然后閉合開關K1，將開關K2撥至1位置，調(diào)節(jié)R2使電流表A有明顯讀數(shù)I0；接著將開關K2撥至2位置.保持R2不變，調(diào)節(jié)R1，當調(diào)
18、節(jié)R1＝34.2Ω時，電流表A讀數(shù)仍為I0，則該未知電阻的阻值Rx＝Ω.
(2)為了測量電流表A的內(nèi)阻RA和電源(內(nèi)阻忽略不計)的電動勢E，他將R1的阻值調(diào)到R1＝1.5Ω，R2調(diào)到最大，將開關K2撥至2位置，閉合開關K1；然后多次調(diào)節(jié)R2，并在表格中記錄下了各次R2的阻值和對應電流表A的讀數(shù)I；最后根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，他畫出了如圖乙所示的圖象，根據(jù)你所學的知識和題中所給字母寫出該圖象對應的函數(shù)表達式為：；利用圖象中的數(shù)據(jù)可求得，電流表A的內(nèi)阻RA＝Ω，電源(內(nèi)阻忽略不計)的電動勢E＝V.
圖13
答案 (1)最大 34.2 (2)＝R2＋ 0.54
解析 (1)為了保護電路，需要將電阻箱的阻值都調(diào)至最大，因為兩種情況下電流表示數(shù)相同，Rx和R1等效，所以Rx＝R1＝34.2Ω.
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E＝I(R1＋R2＋RA)，解得＝R2＋，故－R2圖象的斜率為，則縱截距為，代入數(shù)據(jù)可得：＝，＝0.5，解得E＝4 V，RA＝0.5 Ω.
2022年度高考物理一輪復習 第八章 恒定電流 實驗十 測定電源的電動勢和內(nèi)阻學案
