11-19年高考物理真题分专题汇编之86测定电源的电动势和内阻.doc
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1、11-19年高考物理真题分专题汇编之86测定电源的电动势和内阻1.2016年北京卷19.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【答案】D【解析】A项中根据闭合回路欧姆定律可得E=U+Ir,可测量多组数据列式求解,A正确;B中根据欧姆定律可得,测量多组数据可求解,B正确;C项中根据欧姆定律可得E=I (R+r),可测量多组数据列式求解,C正确;D中两个安培表和一个滑动变阻器,由
2、于不知道滑动变阻器电阻,故无法测量,D错误.2.2016年四川卷8.(11分)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源(电动势约3 V,内阻约2 ),保护电阻R1(阻值10 )和R2(阻值5 ),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干。实验主要步骤:(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;(ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;(iii)以U为纵坐标,I为横坐标,作UI图线(U、I都用国际单位);(iv)求出UI图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。AVR1R2SR待测电源回答下列问题:(1)电压表最好选用_;电
3、流表最好选用_。A电压表(03 V,内阻约15 k) B电压表(03 V,内阻约3 k)C电流表(0200 mA,内阻约2 ) D电流表(030 mA,内阻约2 )(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_。A两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱B两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱C一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱D一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=_,r=_,代入数值可得E和r的测量值。【答案】(1
4、) A 、 C (2)C (3)ka ;【解析】(1)电压表最好选用内阻较大的A;则电路能达到的最大电流,电流表最好选用C。(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。说明外电路的电阻变大,滑动变阻器电阻变大,则两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是:一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱,故选C (3)图线在横轴上的截距为a,根据U-I图线的在U轴上的截距等于电动势E,则E=ka;由E=UI(rR2),得U = - I(rR2)E,对比UI图线可知,图像斜率的绝对值k=rR2,所以电源内阻r=k-R2。3. 2013年浙江卷22(10分)采用如图所示的
5、电路“测定电池的电动势和内阻”。除了选用照片中的部分器材外,_(填选项)VARSErA30.63A30.63A还需要电压表 B还需要电流表C还需要学生电源 D不再需要任何器材测量所得数据如下: 测量次数物理量123456R/1.21.00.80.60.40.2I/A0.600.700.800.891.001.20U/V0.900.780.740.670.620.43用作图法求得电池的内阻r= ;根据第5组所测得的实验数据,求得电流表内阻RA= 。I/AU/V0.40.60.81.01.21.400.51.01.5答案:(10分)(1)A(2)作图正确,r=(0.750.10) (3)4.201
6、3年安徽卷图1rxRR012ExS图2204060801201001401600.80R/0700.901.001.101.201.301.401.5021.(7分)根据闭合电路欧姆定律,用图1所示电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中R0是定值电阻,通过改变R的阻值,测出R0两端的对应电压U12,对所得的实验数据进行处理,就可以实现测量目的。根据实验数据在坐标系中描出坐标点,如图2所示。已知,请完成以下数据分析和处理。(1)图2中电阻为 的数据点应剔除;(2)在坐标纸上画出关系图线;(3)图线的斜率是 ,由此可得电池电动势Ex= V。答案:. (1)80.0 (2)如图示 (3)0.0044
7、4 1.50解析:(1)80.0在图线以外较远,故应剔除。204060801201001401600.80R/0700.901.001.101.201.301.401.50(2)连线时应使图线过尽量多的点。(3)根据闭合电路欧姆定律有,有,由图线求的斜率是0.00444,由公式求的斜率是,求得电动势为1.50V。5. 2012年理综四川卷22A1SELRV图1图2(2)某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下: 小灯泡L,规格“4.0V0.7A”;电流表A1,量程3A,内阻约为0.1; 电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2;电压表V,量程3V,内阻rV=9k; 标
8、准电阻R1,阻值1;标准电阻R2,阻值3 k;滑动变阻器R,阻值范围0 10,;学生电源E,电动势6V,内阻不计;开关S及导线若干。甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46A时,电压表的示数如图2所示,此时L的电阻为_。A1SELRV图3R2图4RSE 乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是_V。 学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材,在图4所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号。解析:由图2可读出电压表的示数为2.30V,所以此时L的电阻
9、为2.30V/0.46A=5;LV答图1R2A2R1LV答图2R2A1R1电压表指针指在最大刻度时,电压表示数为3.00V,加在L上的电压值为由于电压表量程太小,所以需要改装,将它与R2串联即成为一个量程为4.0V的新的电压表;电流表A1量程太大,不可用,可以将A2改装:将它并联一个小电阻R1则成为一个量程为0.72A的新的电流表了。由于灯泡的电阻远小于电压表内阻而与电流表内阻相差不多,属于小电阻,故用电流表外接法比较合适。答案如答图1较合适,若用答图2则不太合适。说明:画出答图1给4分,只画出答图2给2分。6. 2011年理综四川卷22(2)(10分)为测量一电源的电动势及内阻在下列三个电压
10、表中选一个改装成量程为9V的电压表A量程为1V、内阻大约为1k的电压表V1B量程为2V、内阻大约为2k的电压表V2C量程为3V、内阻为3k的电压表V3选择电压表_串联_k的电阻可以改装成量程为9V的电压表。 利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2或V3与一个电阻串联来表示,且可视为理想电压表),在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图。根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50V时、电阻箱的阻值为15.0,电压表示数为2.00V时,电阻箱的阻值为40.0,则电源的电动势E=_V、内阻r=_。 解析:选择量程为3V、内阻大约为3K的电压V
11、3表盘刻度改装容易,读数容易,改装后量程和内阻都扩大3倍,所以改装时需要串联6 K的电阻。V3实验原理电路图如图示。电压表示数为1.50V时,改装电压表的示数为4.50V,即加在电阻箱上的电压是4.50V,根据闭合电路的欧姆定律,同理有。联立二式解得 7. 2012年理综福建卷19. (2)(12分)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E。先直接用多用电表测定该电池电动势。在操作无误的情况下,多用电表表盘示数如图,其示数为_V。然后,用电压表V、电阻箱R、定值电阻、开关S、若干导线和该电池组成电路,测定该电池电动势。()根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路。0.000.100
12、.200.300.401.002.003.004.005.00RR0SE rV()闭合开关S,调整电阻箱阻值R,读出电压表V相应示数U。该学习小组测出大量数据,分析筛选出下表所示的R、U数据,并计算出相应的1/R与1/U的值。请用表中数据在坐标纸上描点,并作出1/U-1/R图线。R()166.771.450.033.325.020.0U(V )8.35.94.84.23.22.91/R(10-2-1)0.601.402.003.004.005.00 1/U(V-1 )0.120.170.210.240.310.35()从图线中可以求得电动势E=_V【答案】(1)A、1.970 mm; (2)
13、9.4V,()9.5V11.1V【解析】(1)调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,无须放上单缝和双缝。主尺的示数为1.5mm(半毫米刻度线已经露出),可动尺的示数为47.00.01mm=0.470mm,总的示数为(1.5+0.470)mm=1.970mm.(2)选择开关位于直流电压10V档,按电表中央刻度0-10V刻度读数,最小刻度为0.2V,电池的电动势为9.4V。01.004.003.002.005.000.100.200.300.40()连接电路如图所示。()所作图象如图所示()从全电路欧姆定理可知,得到,从图中可知截距为电动势的倒数b=1/E。由图线可知b=0.10,因此可求出
14、电动势的大小E=10V。8.2018年江苏卷10(8分)一同学测量某干电池的电动势和内阻。电阻箱RA- +开关待测干电池电流表(1)题图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处。(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I,以及计算的数据见下表:根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出关系图象。由图象可计算出该干电池的电动势为 V;内阻为 。R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.34.53.8图2mV0408010060200R/123456720-264810(3)为了得
15、到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱,当电流表的示数为0.33 A时,电压表的指针位置如图2所示,则该干电池的电动势应为 V;内阻应为 。答:(1)开关未断开 电阻箱阻值为零(2)(见下图) 1.4(1.301.44都算对) 1.2(1.01.4都算对)0R/123456720-264810(3)1.4(结果与(2)问第一个空格一致) 1.0(结果比(2)问第二个空格小0.2)解析:(1)连接电路时电源应与电路断开,所以开关要断开;另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零,这样容易烧坏电流表和电源。(2)将数据描点连线,做出一条倾
16、斜的直线。根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r)得,所以图线的斜率表示电源电动势,截距绝对值表示r=0.43.0=1.20;用电压表与电流表并联,可测得电流表的内阻 ,考虑电表内阻对实验的影响,则E=I(R+RA+r),得,所以图线的斜率仍表示电动势,电动势的准确值为1.37V,图线的截距表示(RA+r),所以内阻精确值为r=(1.20-0.20)=1.00。9. 2014年理综新课标卷23利用如图(a)所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:AR1待测电源SR0R图(a)待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9 ),电阻R0(阻值为3.0 ),电阻R1(阻值为3.0 ),电流表A
17、(量程为200 mA,内阻为RA6.0 ),开关S. 实验步骤如下:将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R;以为纵坐标,R为横坐标,作 R图线(用直线拟合);求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b. 为_回答下列问题:(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则 与R的关系式为_(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R3.0 时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表答:_,_R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077I-1/A-16.998.0010.011.01
18、1.913.0(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k_A-1-1,截距b_A-1.(4)根据图线求得电源电动势E_V,内阻r_. 204006080100120140160180200图(b)R/02.04.06.05.06.07.08.09.010.011.012.0图(c)R/02.04.06.05.06.07.08.09.010.011.012.0答图【答案】(1) (2)0.110 9.09(3)图线如答图 (在0.961.04之间均给分) , (在5.96.1之间均给分)(4)E=3.0V (在2.73.3之间均给分) , r=1.0(在0.61.4
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