高中物理人教版能力提升练习 选修3-1第2章 测定电源的电动势和内阻 Word版含解析

1.(2020·丽江模拟)某兴趣小组用图甲所示的电路测定某电源的电动势和内阻,除待测电源、开关、导线外,另有内阻为RV=3 000 Ω的电压表一只(量程略大于电源的电动势),电阻箱一个。
(1)实验中调整电阻箱达到实验要求时,电阻箱的各个旋钮的位置如图乙所示,电阻箱的读数是__________　Ω。?
(2)为了减小测量误差,多次改变电阻箱的电阻R,读出电压表的示数U,得到如表的数据。请在图丙坐标纸上画出与R的关系图线。
实验次数
1
2
3
4
5
6
R/Ω
0
1 000.0
2 000.0
3 000.0
4 000.0
5 000.0
U/V
2.89
2.17
1.74
1.45
1.24
1.09
/V-1
0.35
0.46
0.57
0.69
0.81
0.92
(3)由图线得出:电源电动势E=__________V,内阻r=__________Ω。(结果保留两位有效数字)?
(4)该小组同学测量电源内阻误差的主要原因可能是__________?
A.导线的电阻
B.电压表读数的误差
C.电压表的内阻
D.电阻箱的精确度
【解析】(1)由图乙电阻箱可知,其示数为:4×1 000 Ω+0×100 Ω+0×10 Ω+0×
1 Ω=4 000 Ω;
(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示:
(3)由闭合电路欧姆定律可知:E=(RV+r+R),变形得:=+×+,则可知图象的纵截距b=0.35=+,k==,解得:E=2.9 V,r=45 Ω;
(4)本实验只需读出电压表和电阻箱的读数;并且所有内阻均已计算在公式里,故主要误差来自电压表的读数误差,故B正确。
答案:(1)4 000　(2)见解析　(3)2.9　45　(4)B
2.(2019·渭南模拟)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω,可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=0.6 A,内阻rg=0.1 Ω)和若干导线。
(1)请根据测定电动势E、内电阻r的要求,设计图a中器件的连接方式,画线把它们连接起来。
(2)接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表示数I,并作记录。某次测量时电阻箱的旋钮拨到如图b所示位置,其对应的电流表示数如图c所示。则电阻箱接入电路的电阻R=_____　 Ω,电流表的示数I=_____　 A。?
(3)为获取线性图线,处理实验数据时,首先计算出每个电流值I的倒数;再描绘R-坐标图,实验得到的图线如图d所示。
(4)请依据电路结构写出R-的关系式:__________。?
(5)根据图d描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=__________ V,内电阻r=__________ Ω。?
【解析】(1)应用电流表与电阻箱测电源电动势与内阻,电流表、电阻箱与待测电源组成串联电路,实物电路图如图所示:
(2)由图示电阻箱可知,其示数为:0×100 Ω+0×10 Ω+2×1 Ω+6×0.1 Ω=2.6 Ω;
电流表量程为0.6 A,由图示表盘可知,其分度值为0.02 A,示数为0.50 A;
(4)由图示电路图可知,电源电动势:E=I(r+rg+R),整理得:R=E-r-rg;
(5)由图示R-图象可知,电源电动势:E=k== V=1.5 V,电源内阻:r=-b-rg
=(0.4-0.1) Ω=0.3 Ω。
答案:(1)实物电路图见解析　(2)2.6　0.50
(4)R=E-r-rg　(5)1.5　0.3
3.(2019·太原模拟)某同学采用图1的电路测量一节干电池的电动势E和内阻r。图中R为电阻箱,R0是阻值为2.0 Ω的保护电阻,A可视为理想电流表。
(1)将图2中的器材连接成实验电路(图中已连好部分电路)。
(2)实验中,测得电阻箱的阻值R、电流表的示数I、以及计算的数据如表。根据表中数据,在图3的坐标系中作出-R关系图线。
R/Ω
0.8
2.0
3.2
4.8
6.0
I/A
0.400
0.302
0.250
0.200
0.174
/A-1
2.50
3.31
4.00
5.00
5.74
(3)根据图线可求得,被测电池的电动势E=_____　V,内阻=__________Ω(保留两位小数)?
【解析】(1)电路连接如图:
(2)作出-R关系图线如图:
(3)由闭合电路的欧姆定律可知:E=I(R+R0+r),即=R+(R0+r);由图象可得:=k==,解得E≈1.60 V;(R0+r)=b=2.0,解得r≈1.20 Ω。
答案:(1)(2)见解析图
(3)1.60(1.56～1.65)　1.20(1.12～1.30)