人教版新教材必修三第十二章伏阻法专题(含答案)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共6小题,共36.0分)
1. 某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是( )
A. 一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器 B. 一个电压表和多个定值电阻
C. 一个电流表和一个电阻箱 D. 两个电流表和一个滑动变阻器
2. 在“测定电源电动势和内阻”的实验中,某同学根据实验数据,作出了正确的图象,如图所示,其中图线斜率绝对值的物理含义是( )
A. 短路电流 B. 电源内阻 C. 电源电动势 D. 全电路电阻
3. 某同学利用,定值电阻、电阻箱等实验器材测量电池的电动势和内阻,实验装置如图甲所示,实验时多次改变电阻箱的阻值,记录外电路的总电阻阻值,用电压传感器测得路端电压,并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线,重复上述实验方法测量电池的电动势和内阻,得到图乙中的图线。由图线可知( )
A. , B. , C. , D. ,
4. 某同学在实验室利用如图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻。根据实验数据绘出的图像如乙图所示,其中为电阻箱读数,为电压表读数。请根据已学习的电学知识分析出正确的选项( )
A. 电源的电动势大小为、内阻大小为 B. 电源的电动势大小为、内阻大小为
C. 电源的电动势大小为、内阻大小为 D. 电源的电动势大小为、内阻大小为
5. 如图所示,在用一只电压表和两个定值电阻测定电源电动势和内阻的实验中,由于未考虑电压表内阻,其测量值和与真实值和相比较,正确的是( )
A. , B. , C. , D. ,
6. 为了测定电池的电动势和内阻,现有待测电池、开关和导线,为了达到测定目的,还需要的仪器是( )
A. 一只电流表和一个滑动变阻器 B. 一只电压表和一个滑动变阻器
C. 一只电流表和一个定值电阻 D. 一只电压表和一个电阻箱
二、多选题(本大题共2小题,共19.0分)
7. 某同学利用如下左图电路测量电源的电动势和内阻,测得的电压表读数为,电阻箱读数为,并绘制得到如下右图的与的函数关系,该图线的斜率为,纵截距为已知电压表内阻远大于电源内阻,则( )
A. 电源的电动势为 B. 电源的电动势为 C. 电源的内阻为 D. 电源的内阻为
8. 如图所示,表示电源电动势、表示电路中的电流、表示电源的路端电压、表示电源的输出功率,当外电阻变化时,下列图象中可能正确的是( )
A. B. C. D.
三、实验题(本大题共5小题,共45.0分)
9. 某探究小组要尽可能精确地测量电流表的满偏电流,可供选用的器材如下:
A.待测电流表满偏电流约为、内阻约为,表盘刻度均匀、总格数为
B.电流表量程为、内阻
C.电压表量程为、内阻
D.滑动变阻器最大阻值为
E.电源电动势有、内阻约为
F.开关一个,导线若干
该小组设计了图甲、图乙两个电路图,其中合理的是______选填“图甲”或“图乙”;
所选合理电路中虚线圈处应接入电表______选填“”或“”;
在开关闭合前,应把滑动变阻器的滑片置于______端选填“”或“”;
在实验中,若所选电表的读数为,电流表的指针偏转了格,则可算出待测电流表的满偏电流______.
10. 某同学利用如图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻。
实验前,应使电阻箱的阻值________。选填“最大”或“最小”
改变电阻箱的阻值,记录理想电压表对应的示数,以为纵坐标、为横坐标,作出的图像如图乙所示,则该电源的电动势________、内阻________。均用、表示
11. 某实验小组计划先用多用电表测量定值电阻的阻值,再设计电路测量电源的电动势和内阻。实验器材有:待测定值电阻,待测电源电动势约为,内阻约为,多用表一只,电阻箱,开关一个,导线若干。
用多用电表测量定值电阻的阻值
对多用电表完成机械调零后,先将选择开关调到电阻档,再将红、黑表笔短接,调整图中多用电表的________选填“”或“”旋钮,进行欧姆调零;
将红、黑表笔分别与定值电阻两端相连,多用电表指针位置如图所示;
应将选择开关调到电阻________档,再次进行欧姆调零后重新测量,指针位置如图所示,定值电阻的阻值________;
完成测量后,将选择开关调到________档或交流电压最高档。
用多用电表测量电源电动势和内阻
将多用电表选择开关调到________选填“交流”或“直流”电压档;
按图所示电路连接实物;
闭合开关,调节电阻箱,读出多用电表示数,测得多组和并做好记录;
根据实验数据,作出图象如图所示,电源电动势________,内阻________结果均保留位有效数字
12. 有一电动势约为,内阻在范围内的电源,其允许的最大电流为。为测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示的电路进行实验,图中电压表的内电阻很大,对电路的影响可以不计;为电阻箱,阻值范围为;为保护电阻。
实验室备有的定值电阻有以下几种规格,本实验应选用__________。
A., ,
C., ,
该同学按照图甲所示的电路图,连接实验电路,接好电路后,闭合开关,调整电阻箱的阻值,读出电压表的示数,再改变电阻箱阻值,取得多组数据,以为横坐标,以纵坐标,代入数据可画出如图乙所示图像,对应的函数方程式为_________________用所给物理量的字母表示。
若用表示图线与纵轴的截距,用表示斜率。则____________,____________。
13. 用如图甲所示的电路测定某个电池的电动势.改变电阻箱的阻值,读出电压表内阻未知相应的示数对测得的实验数据进行处理.根据实验数据在坐标系中描出坐标点,如图乙所示.已知,请完成以下数据分析和处理.
在图乙中画出关系图线;
图线的斜率是________,由此可得电池电动势________;结果保留两位有效数字
电池电动势的测量值________填“大于”“小于”或“等于”其真实值.
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
根据图像与坐标轴的交点求解电动势和内阻.
解决本题的关键会从图像获取电源的电动势和内阻,电源的内阻等于图线的斜率绝对值,以及会分析误差的来源。
【解答】
通过改变电路的阻值从而获得多组数据,根据图像与坐标轴的交点求解电动势和内阻.
A.安培表测电流,伏特表测路端电压,滑动变阻改变电路的阻值从而获得多组数据,故A可取;
B.伏特表测路端电压,电流可由路端电压和定值电阻求得,通过改变接入定值电阻的个数改变电路的电阻,故B可取;
C.安培表测电流,再由电流和接入电路中电阻箱电阻可得路端电压,通过改变接入定值电阻的个数改变电路的电阻,故C可取;
D.两个安培表和一个滑动变阻器,不管怎么组合,不能测出路端电压,故不能测出电动势和内阻,故D最不可取。
本题选最不可取的一组器材,故选D。
2.【答案】
【解析】
【分析】
根据闭合电路欧姆定律,应用图象分析答题。
本题考查了图象斜率绝对值的物理意义,应用闭合电路欧姆定律,根据图象即可正确解题。
【解答】
在闭合电路中,路端电压:,由可知,图象斜率的绝对值是,即:斜率的绝对值是电源内阻,故B正确,ACD错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查测电源电动势和内阻的实验,明确实验原理和注意事项是解决问题的关键。根据闭合电路欧姆定律列方程整理得到与的关系式,根据与的关系式结合图象可知图象的斜率与截距,从而可比较电源与电源的电动势和内阻。
【解答】
根据闭合电路欧姆定律可得:,得 ,
则图像的斜率,截距,
则,,结合图像可知,,
故ABC错误,D正确。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查测电源电动势和内阻实验,熟悉实验原理是解题的关键。
根据闭合电路欧姆定律列出等式,并整理为的形式,结合图像分析斜率和截距的物理意义即可判断。
【解答】
根据闭合电路欧姆定律可得,整理得,可见图像的斜率为,纵截距为。由图乙知,,,解得:,。故选B。
5.【答案】
【解析】
【分析】
电压表有内阻时,电压表要分流,导致测得的电流小于真实电流,利用闭合电路欧姆定律解得电源电动势和内阻都比真实值小。
本题考查了学生对闭合电路欧姆定律的理解和测电源电动势与内阻的实验原理与误差来源,掌握这几点即可正确解题。
【解答】
不考虑电压表内阻影响时,,
得,
考虑电压表内阻时,,
得,故E,,C正确,ABD错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查测定电池的电动势和内阻的方法。
了解测定电池的电动势和内阻的几种方法即可顺利解答。
【解答】
测定电池的电动势和内阻,可以采用电流表、电压表和滑动变阻器,或电阻箱和电流表,或电阻箱和电压表。可以联立方程求解,也可以通过作图象求解。
故选D。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题采用伏阻法测电源的电动势和内阻,由闭合电路欧姆定律可得出表达式,则可得出图象中交点的意义;
根据图象和表达式,由图象与纵坐标的交点可求得电源的电动势;由图象的斜率可求得内电阻。
【解答】
由闭合电路的欧姆定律可得,变形得,结合图像知,,所以,。
故选BD。
8.【答案】
【解析】电源的电动势与外电路的电阻无关,选项A错误;由闭合电路的欧姆定律:可知图像不是直线,选项B错误;,则随增加,增大,当时,选项C正确; ;因当时,最大,可知图像D正确。
9.【答案】【小题】
图乙
【小题】
【小题】
【小题】
【解析】 因为变阻器的全电阻小于电流表内阻,所以变阻器应采用分压式接法,所以合理的是图乙电路
因为电压表的满偏电流,与待测电流表量程接近,所以虚线处应接电表
闭合电键前,应将变阻器的滑片置于输出电压最小的端
根据电流关系可知:,解得:
故本题答案是:乙;;;
10.【答案】最大;;
【解析】
【分析】
本题考查伏阻法测电源电动势和内阻,熟悉实验原理是解题的关键。
根据实验要求判断;
根据闭合电路欧姆定律列方程得出和的关系式,结合图乙即可分析得出。
【解答】
为保护电路,实验前,应使电阻箱的阻值最大;
根据闭合电路欧姆定律:,整理得,结合题图乙有,,解得,。
故答案为:最大;;。
11.【答案】;;或; ;
直流; ;
【解析】
【分析】
本题考查测量电源电动势和内阻的测量实验,学生需要根据相关实验原理进行解题,解决问题的关键是掌握多用电表的使用方法;根据题意结合图象进行分析求解。
【解答】
红黑表笔短接,应调整多用电表的欧姆调零旋钮,即调节旋钮;
选择开关调到电阻档,读数较小,故应改为档,由图可知,此时定值电阻的阻值;
完成测量后,将选择开关调到档或交流电压最高档。
电动势约,所以应将多用电表选择开关调到直流电压档;
由闭合电路的欧姆定律得:,整理得:,
由图示图象可知,图象纵轴截距,图象斜率
解得,电源电动势:,。
12.【答案】; ; ; .
【解析】
【分析】
本题考查了闭合电路欧姆定律、测电动势和内阻的方法这些知识点;
根据电源电动势与电源允许通过的最大电流求出电路最小电阻,然后选择定值电阻。
根据图甲所示电路图应用闭合电路欧姆定律求出图象的函数表达式。
由图示图线与其函数表达式,根据一次函数式的形式,再求出和即可求出电源电动势与内阻。
【解答】
A.电阻箱接入电路的阻值为零时电路电流最大,为,
由闭合电路欧姆定律得:,,
内阻在范围内,代入数据解得,在,故A错误;
B.根据中分析,故B正确;
C.根据中分析,故C错误;
D.根据中分析,故D错误。
故选B.
由图甲所示电路图可知,电源电动势:,
整理得:;
图象的函数表达式为:,
由图示图象可知,图象斜率:,纵轴截距:,
解得,电源电动势:,电源内阻:;
故答案为:;;;。
13.【答案】如图所示
;
;;
小于
【解析】
【分析】
用描点法作图时,为减小偶然误差,应该用一条直线通过多数点,剔除远离直线的点,不在线上的点大致均匀地分布于直线的两侧;根据闭合电路欧姆定律列式,得出关系的函数表达式,结合图象分析斜率和截距的含义即可。
本题关键明确实验原理,根据闭合电路欧姆定律推导出线性关系的表达式,然后结合图象分析,注意数学规律的应用,难度适中。
【解答】
如图所示:
根据闭合电路欧姆定律:,
变形得:;
斜率 ;
故E.
由于电压表的分流作用,电池电动势的测量值小于其真实值.
故答案为:图见解析;
;;
小于
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