1、提能增分练(四)测定电源的电动势和内阻1(2016北京高考)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一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B一个伏特表和多个定值电阻C一个安培表和一个电阻箱D两个安培表和一个滑动变阻器解析：选D由EUIr、EIRIr、EUr知，要测量E和r，需要测出多组U、I或I、R或U、R值，选项A、B、C均可满足测量需要，选项D中R无法测出，最不可取。2(2015四川高考)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧
2、。可选用的实验器材有：电流表A1(量程030 mA)；电流表A2(量程0100 mA)；电压表V(量程06 V)；滑动变阻器R1(阻值05 )；滑动变阻器R2(阻值0300 )；开关S一个，导线若干条。某同学的实验过程如下：.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路。.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线。.断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变。重复的步骤，得到另一条UI图线，图线与横轴I的交点坐标为(I0,0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)。回答下列问题：(1)电流表应选用_，滑动
3、变阻器应选用_。(2)由图乙的图线，得电源内阻r_。(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx_，代入数值可得Rx。(4)若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围_，电压表示数变化范围_。(选填“相同”或“不同”)解析：(1)由题图乙UI图线可知电流表量程应为0100 mA，故选A2。路端电压大于5.5 V，而电源电动势E6 V，故R外r，则滑动变阻器选R2。(2)由题图得：r25 。(3)Rxr，Rxr。(4)电流I，rRx一定，R从300 变到某同一阻值，电流变化范围相同。Rx接AB间时，U(R
4、Rx)，Rx接BC间时，UR，故两种情况下电压变化不同。答案：(1)A2R2(2)25(3)r(4)相同不同3. (2017云南师范大学附属中学模拟)利用如图所示的实验电路可以测量电源的电动势和内阻，其中R0是一个定值电阻，R是一个电阻箱，在闭合开关S前使电阻箱的阻值达到最大值，闭合开关S，改变电阻箱的阻值R，测出R两端的电压U。(1)某同学根据实验数据在建立好的坐标系中画出图像，测得的图像是一条斜率为k，与纵轴的截距为b的直线，则电源的电动势E_，内电阻r_。(用k、b、R0表示)。(2)用此电路测得的电动势与实际值相比_，测得的内电阻与实际值相比_。(均填“偏大”“偏小”“不变”)。解析：
5、(1)根据闭合回路欧姆定律可得：EU(R0r)，即，故k，b，解得E，rR0。(2)由于电压表存在内阻，并联在R两端，相当于使得R减小，使得R两端的电压比实际要小，即电压表的示数偏小，所以用此电路测得的电动势与实际值相比偏小；E偏小，根据E可得b偏大，根据rR0可得，测得的内电阻与实际值相比偏小。答案：(1)R0(2)偏小偏小4(2017衡水中学模拟)一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻。准备的器材有：电流表(0200 mA，内阻是12 )，电阻箱R(最大阻值9.9 )，一个开关和若干导线。(1)由于电流表A的量程较小，考虑到安全因素，同学们将一个定值电阻和电流表并联，若要使并联后流过
6、定值电阻的电流是流过电流表的电流的2倍，则定值电阻的阻值R0_。(2)设计的电路图如图甲所示。若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表的示数I，并计算出，得到多组数据后描点作出R图线如图乙所示，则该电源的电动势E_V，内阻r_。解析：(1)由题意，设通过电流表的电流为I，则通过电阻R0的电流为2I；由并联电路电压关系，则R0RA6 。(2)R0与RA并联后的电阻为R1 4 ，根据全电路欧姆定律：E3I(RR1r)，变形可得：R(4r)；由题图乙可知：4r6，则r2 ，E6 V。答案：(1)6(2)625(2017江苏清江中学检测)为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R0的阻值，某同学利用传
7、感器设计了如图甲所示的电路，闭合电键S，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，通过电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，用计算机分别描绘出如图乙所示的M、N两条UI直线，请回答下列问题：(1)根据图乙中的M、N两条直线可知_。A直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据绘得的B直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据绘得的C直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据绘得的D直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据绘得的(2)图乙中两直线M、N交点处所对应的电路中的工作状态是_。A滑动变阻器的滑头P滑到了最左端B电源的输出功率最大C定值电阻R0上消耗的功率为0.5 WD电源的
8、效率达到最大值(3)根据图乙可以求得定值电阻R0_。(4)电源电动势E_V，内电阻r_。解析：(1)定值电阻的UI图线是正比图线，一定经过坐标原点，故图线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的，电阻为2 ，电源的UI图线是向下倾斜的图线，故直线N是根据电压表传感器1和电流传感器的数据画得的，B、C正确。(2)当定值电阻和电源的电流、电压相等时，一定是电阻直接与电源相连；故滑动变阻器连入电路中电阻为零，即短路，A正确；滑动变阻器短路时，外电阻与内电阻最接近，故电源输出功率最大，B正确；由题图可得，此时电阻的电压为1 V，电流为0.5 A，故功率为0.5 W，C正确；外电阻最小，电源的效率最
9、低，故D错误。(3)(4)定值电阻的UI图线是正比图线，斜率表示电阻，为2 ；图线N的纵轴截距表示电动势，为1.5 V；斜率表示内电阻，为1 。答案：(1)BC(2)ABC(3)2(4)1.516(2017柳州铁路一中模拟)某多用电表内欧姆挡“1”的内部电路图如图甲所示，小明同学将电阻箱和电压表V并联后接在两表笔a、b上，欲用图甲所示的电路测量多用电表内部的电阻r(远小于电压表V的内阻)和电池的电动势E。实验的主要步骤为：(1)表笔a为_(填“红表笔”或“黑表笔”)。将选择开关转至欧姆挡“1”，将红、黑表笔短接，调节_，使指针指在_(填“左”或“右”)侧零刻度处。(2)改变电阻箱R的阻值，分别
10、读出6组电压表和电阻箱的示数U、R，将、的值算出并记录在表格中，请将第3、5组数据的对应点在坐标纸上补充标出，并作出 图线。组数123456R100.050.025.016.712.59.10.010.020.040.060.080.11U1.200.950.740.600.500.400.831.051.351.682.002.50(3)根据图线得到电动势E_V，内电阻r_。(结果保留三位有效数字)(4)由于电压表的分流作用，多用电表内部电池的电动势的测量值比真实值_(填“大”或“小”)。解析：(1)表笔a接内部电池的负极，应为红表笔。红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到右侧零刻度处
11、。(2) 图线如图所示。(3)由EUr得，结合图线得0.70，解得E1.43 V，r23.4 。(4)当R为无穷大即不接电阻箱时，电压表的示数为多用电表内部电池的电动势的测量值，而电压表两端的电压等于多用电表内部电池的电动势的真实值减去电压表的内电压，所以多用电表内部电池的电动势的测量值比真实值小。答案：(1)红表笔欧姆调零旋钮右(2)见解析图(3)1.43(1.411.45)23.4(22.923.9)(4)小7. (2017怀化调研)利用如图所示的电路测定电源的电动势和内电阻，提供的器材为：A干电池两节，每节电池的电动势约为1.5 V，内阻未知B直流电压表V1、V2，内阻很大C.直流电流表
12、A，内阻忽略不计D定值电阻R，阻值不小于5 E滑动变阻器F导线和开关(1)某一组同学利用该电路完成实验时，由于某根导线发生断路故障，电压表V2无示数，因此只记录了一个电压表V1和电流表的示数。利用多次测量获得的数据作出如图甲所示的 UI 图线。该同学测得两节干电池总电动势为_V，总内阻为_。(2)另一组同学连接好电路后，由于电流表发生短路故障，因此只记下两个电压表的示数。测得多组数据后，他们以电压表V1的示数U1为横坐标、电压表V2的示数U2为纵坐标作图像，也得到一条不过原点的直线，如图乙所示。则两节干电池总电动势大小为_V，两节干电池总内阻_(选填“可以”或“不可以”)求出。如果该组同学希望
13、通过利用图像纵坐标上的截距直接得到电源的总电动势，若取U1为纵坐标，应该选用_作为横坐标作图；请写出推导过程_。解析：(1)由UI图线可知，电源的电动势为E2.90 V，内阻为r 3.33 。(2)由欧姆定律可知：EU1r，解得U2U1，由题图乙图线可得：17，；解得；E V2.66 V，因R未知，故不可以得到内阻r。可将EU1r，变形为U1(U1U2)E，所以，应选用U1U2作为横坐标作图，才可以通过图线直接得到电源的电动势。答案：(1)2.903.33(2)2.66不可以U1U2推导：实验原理为EU1r，可将此式变形为U1(U1U2)E，所以，应选用U1U2作为横坐标作图，才可以通过图线直接得到电源的电动势。
