2017-2018學(xué)年物理人教版選修3-1 2.10 實(shí)驗(yàn):測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻同步練習(xí)-教師用卷_第1頁(yè)
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學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精2.10實(shí)驗(yàn):測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻同步練習(xí)一、單選題用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的一系列數(shù)據(jù),作出U?I圖(如圖所示),由圖可得被測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為()1.5V,1.5Ω B.1.5V,0.5Ω C。1.0V,1.5Ω D.1.0V,1.5Ω【答案】B【解析】解:根據(jù)U=E?Ir可知,在U?I圖象中圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)等于電源的電動(dòng)勢(shì),所以由圖可以讀出電源的電動(dòng)勢(shì)為1.5V,圖象中的斜率表示電源的內(nèi)阻,所以電源的內(nèi)阻為:

r=1.5?1.01.0Ω=0.5Ω.

故選:B圖為測(cè)量某電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)得到的U?I圖線.用此電源與三個(gè)阻值均為3Ω的電阻連接成電路,測(cè)得路端電壓為4.8V.則該電路可能為()

C. D。【答案】B【解析】解:A、電源的電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻為0.5Ω.在A電路中,外電阻為1Ω,則總電阻為1.5Ω,根據(jù)閉合電路歐姆定律,總電流為4A,則外電壓為4V.故A錯(cuò)誤.

B、在B電路中,外電阻為2Ω,則總電阻為2.5Ω,根據(jù)閉合電路歐姆定律,總電流為2.4A,則外電壓為4.8V.故B正確.

C、在C電路中,外電阻為9Ω.則總電阻為9.5Ω,根據(jù)閉合電路歐姆定律,總電流為129,則外電壓為1089.故C錯(cuò)誤.

D、在D電路中,外電阻為4.5Ω,則總電阻為5Ω,根據(jù)閉合電路歐姆定律,總電流為1.2A,則外電壓為5.4V.故D錯(cuò)誤.

故選:如圖所示是利用伏安法測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻時(shí)作出的U?I圖象.由此可知,這兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻相比較()A。E1>E2,r1>r2 B。E1>E2【答案】A【解析】解:由U?I圖可知,圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電動(dòng)勢(shì),所以E1>E2,

由U?I圖可知,直線的斜率絕對(duì)值代表的是電源的內(nèi)阻的大小,所以r1>r2.故A在測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,電源的電動(dòng)勢(shì)約為6V,內(nèi)阻約為0.5Ω,電流表的內(nèi)阻為0.5Ω,電壓表的內(nèi)阻為6kΩ.為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差,應(yīng)當(dāng)采用的電路是圖所示中的()A。 B。

C。 D?!敬鸢浮緼【解析】解:采用伏安法測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,因?yàn)殡娏鞅砑半妷罕聿皇抢硐腚姳?,故在?shí)驗(yàn)中電表的內(nèi)阻會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果;

可以將電流表認(rèn)為是與內(nèi)阻串聯(lián);而電壓表為與內(nèi)阻并聯(lián);

因?yàn)殡娏鞅淼膬?nèi)阻與電源內(nèi)阻相當(dāng),分壓作用比較明顯;故電流表相對(duì)于電源內(nèi)阻來(lái)說(shuō)應(yīng)采用外接法;即電壓表測(cè)量電源的路端電壓;故A正確,B、C、D錯(cuò)誤.

故選:A.

在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是()A.用新電池較好 B。用舊電池好

C。新、舊電池一樣 D.以上說(shuō)法都不對(duì)【答案】B【解析】解:新舊電池的電動(dòng)勢(shì)差別不大;而舊電池內(nèi)阻較大,故在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí),用舊電池做實(shí)驗(yàn)測(cè)量?jī)?nèi)阻的誤差要小些;故用舊電池要好;

故選:B.

關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,下列說(shuō)法正確的是()A。電源電動(dòng)勢(shì)越大,儲(chǔ)存的電能越多

B.電源內(nèi)部非靜電力做功越多,電動(dòng)勢(shì)越大

C。電源的電動(dòng)勢(shì)就是閉合電路中電源兩端的電壓

D.電源電動(dòng)勢(shì)大小與內(nèi)阻無(wú)關(guān)【答案】D【解析】解:A、電動(dòng)勢(shì)是描述電源做功能力的大小,與電能無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;

B、E=Wq,故電源內(nèi)部非靜電力做功與電量的比值越大,電動(dòng)勢(shì)越大,電動(dòng)勢(shì)與做功多少無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤;

C、電源的電動(dòng)勢(shì)就是閉合電路中電源兩端的電壓與內(nèi)部電壓的和,電動(dòng)勢(shì)要大于路端電壓,故C錯(cuò)誤;

D、電源的電動(dòng)勢(shì)大小與內(nèi)阻無(wú)關(guān),故D正確.

故選:D.如圖所示,是甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路.電路中R1、R2為已知阻值的電阻.

下列說(shuō)法中正確的是()A。只有甲同學(xué)設(shè)計(jì)的電路能測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻

B。只有乙同學(xué)設(shè)計(jì)的電路能測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻

C。只有丙同學(xué)設(shè)計(jì)的電路能測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻

D.三位同學(xué)設(shè)計(jì)的電路都能測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻【答案】D【解析】解:要測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,只需根據(jù)閉合電路歐姆定律列出兩個(gè)方程即可求得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻;

圖甲中可由E=I(R+r)列式進(jìn)行計(jì)算;

圖乙可用E=U+URr進(jìn)行列式計(jì)算;

圖丙可用E=U+Ir進(jìn)行列式計(jì)算;

故三個(gè)電路均可求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻;

故選D二、多選題用如圖所示(甲)電路來(lái)測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出了(乙)圖所示的U?I圖象,由圖象可知()A.電池內(nèi)阻的測(cè)量值是3.50Ω

B.電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值是1.40V

C。外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為0.4A

D.電壓表的示數(shù)為1.20V時(shí)電流表的示數(shù)I′=0.20A【答案】BD【解析】解:由圖可知,電源的電動(dòng)勢(shì)約為1.40V;故B正確;

由圖可知,當(dāng)路端電壓為1.00V時(shí),電流為0.4A,故0.4A不是短路電流;故C錯(cuò)誤;

由U=E?Ir可知,r=E?UI=1.4?1.00.4=1Ω,故A錯(cuò)誤;

當(dāng)電壓表示數(shù)為1.20V時(shí),,故D正確;

如圖所示為在“測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻"的實(shí)驗(yàn)中得到的U?I圖線.圖中U為路端電壓,I為干路電流,a、b為圖線上的兩點(diǎn),相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηb,電源的輸出功率分別為Pa、Pb,對(duì)應(yīng)的外電阻為Ra、Rb.已知該電源輸出功率的最大值為PmaxA。Ra:r=2:1 B.ηa:ηb=1:2

C.Pa:Pb=1:1 【答案】ACD【解析】解:A、設(shè)電流的最小分度為I,電壓的最小分度為U,則可知,電源的電動(dòng)勢(shì)E=6U;Ua=4U,Ub=2U;電流Ia=2I,Ib=8I;則由P=UI可知,故電源的輸出功率相等;

則閉合電路歐姆定律可知,E=I(r+R),代入解得:Ra:r=2:1;故AC正確;

B、電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比.η=P外P總=IUIE=UE.E為電源的總電壓(即電動(dòng)勢(shì)),在U?I圖象中,縱軸截距表示電動(dòng)勢(shì),根據(jù)圖象可知?jiǎng)tηa=23;,ηb=13;則ηa用伏安法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是()A.應(yīng)選用舊的干電池作為被測(cè)電源,以使電壓表讀數(shù)變化明顯

B.應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表

C。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí),不能使滑動(dòng)變阻器短路造成電流表過(guò)載

D。使滑動(dòng)變阻器阻值盡量大一些,測(cè)量誤差才會(huì)小【答案】AC【解析】解:A、由U?E?Ir可知,應(yīng)選用舊的干電池作為被測(cè)電源,以使電壓表讀數(shù)變化明顯,故A正確;

B、實(shí)驗(yàn)所用電池內(nèi)阻很小,相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)應(yīng)采用電流表外接法,電流表外接法的誤差來(lái)源是電壓表的分流,電壓表內(nèi)阻越大,實(shí)驗(yàn)誤差越小,應(yīng)選擇內(nèi)阻大的電壓表進(jìn)行實(shí)驗(yàn),故B錯(cuò)誤;

C、移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí),不能使滑動(dòng)變阻器短路造成電流表過(guò)載,防止損壞電流表,故C正確;

D、如果電源電動(dòng)勢(shì)較小,實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)變阻器阻值不宜太大,滑動(dòng)變阻器阻值太大,電路電流太小,電流表讀數(shù)誤差較大甚至不能讀數(shù),并且調(diào)節(jié)電流時(shí)非常困難,故D錯(cuò)誤;

故選:AC.

某學(xué)生用電流表和電壓表測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí),所用滑動(dòng)變阻器的阻值范圍為0~20Ω,接電路的實(shí)物圖如圖所示.下列對(duì)該學(xué)生接線的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A?;瑒?dòng)變阻器不起變阻作用 B.電流表接線有錯(cuò)

C.電壓表量程選用不當(dāng) D.電壓表接線不妥【答案】CD【解析】解:A、由電路圖可知,滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱,滑動(dòng)變阻器被接成了定值電阻,不起變阻作用,故A正確;

B、由電路圖可知,電流表正負(fù)接線柱接反了,電流表接線錯(cuò)誤,故B正確;

C、由電路圖可知,電壓表選3V量程,電壓表量程選擇正確故C錯(cuò)誤;

D、電壓表直接接在電源連接上,開(kāi)關(guān)不能控制電壓表與電源斷開(kāi),電壓表接線錯(cuò)誤,故D錯(cuò)誤;

本題選錯(cuò)誤的,故選:CD.

從圖象中獲取有用信息,是利用圖象分析、解決問(wèn)題的關(guān)鍵.關(guān)于下面四個(gè)圖象,說(shuō)法正確的是()

A.圖甲是某靜電場(chǎng)中一條與x軸重合的電場(chǎng)線上電勢(shì)隨位置變化的關(guān)系圖線,由圖線可知,該靜電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)

B。圖乙是某電源的端電壓隨干路電流變化的關(guān)系圖線,由圖線可知,該電源的電動(dòng)勢(shì)約為1.5V、內(nèi)阻約為2Ω

C。圖丙是某單擺的共振曲線,已知重力加速度g=10m/s2,由圖線可知,該單擺的擺長(zhǎng)約為2m

D。圖丁是一個(gè)單匝線圈繞過(guò)其平面并垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線,由圖線可知,穿過(guò)線圈的磁通量最大值約為1【答案】AD【解析】解:A、由圖象可知電勢(shì)與距離成正比,由公式U=Ed,可知該靜電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),故A正確;

B、根據(jù)閉合電路歐姆定律知U=E?Ir,則知:I=0時(shí),U=E,即圖象縱坐標(biāo)的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì),則電源的電動(dòng)勢(shì)為:E=1.5V

電源內(nèi)阻等于電源U?I圖象斜率的絕對(duì)值,由圖象可知,電源內(nèi)阻為:r=|△U△I|=1.5?0.80.7=1Ω.故B錯(cuò)誤;

C由圖可以看出,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率為f=0.5Hz時(shí),振幅最大,發(fā)生共振,所以此單擺的固有頻率為0.5Hz,固有周期為:T=2s.

由單擺的周期公式T=2πLg得:L=T2g4π2=4×104π2m=1m.故C錯(cuò)誤;

D、從圖乙得到交流電的周期為0.02s,故線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為0.02s三、實(shí)驗(yàn)題探究題為了較精確地測(cè)量一節(jié)干電池的內(nèi)阻,可用以下給定的器材和一些導(dǎo)線來(lái)完成實(shí)驗(yàn):量程3V的理想電壓表V,量程0.6A的電流表A(具有一定內(nèi)阻),定值電阻R0(R0=1.5Ω),滑動(dòng)變阻器R1(0~10Ω),滑動(dòng)變阻器R2(0~200Ω),電鍵S.實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖(a).

(1)為方便實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)和較準(zhǔn)確地測(cè)量,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______(填R1或R2).

(2)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線在圖(b)中完成電路連接.

(3)實(shí)驗(yàn)中改變滑動(dòng)變阻器的阻值,測(cè)出幾組電流表和電壓表的讀數(shù),在給出的U?I【答案】R1;【解析】解:(1)電流表的量程IA=0.6A,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電路中需要的最大電阻應(yīng)為:Rmax=E13IA=1.50.2=7.5Ω所以變阻器應(yīng)選R1;

(2)根據(jù)原理圖可知實(shí)物圖如圖所示:

(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律應(yīng)用:E=U+I(r+R0),

整理可得:U=?(r+R0)I+E,由圖可知圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì);故E=1.50V;

根據(jù)函數(shù)斜率的概念應(yīng)有:r+R0=1.50?1.000.28,解得r=0.29;

故答案為:(1)R1

(2)如圖所示;

(3)0.29實(shí)驗(yàn)室中準(zhǔn)備了下列器材:

待測(cè)干電池(電動(dòng)勢(shì)約1.5V,內(nèi)阻約1.0Ω),電流表G(滿偏電流1.5mA,內(nèi)阻10Ω)電流表A(量程0~0.60A,內(nèi)阻約0.10Ω),滑動(dòng)變阻器R1(0~20Ω,2A)滑動(dòng)變阻器R2(0~100Ω,1A),定值電阻R3=990Ω,開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干

①某同學(xué)選用上述器材(滑動(dòng)變阻器只選用了一個(gè))測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.為了能較為準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量和操作方便,實(shí)驗(yàn)中選用的滑動(dòng)變阻器,應(yīng)是______.(填代號(hào))

②請(qǐng)?jiān)谌鐖D1方框中畫(huà)出他的實(shí)驗(yàn)電路圖.

③如圖2為該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的I1?I2圖線(I1為電流表G的示數(shù),I2為電流表A的示數(shù)【答案】R1;1.46;【解析】解:①滑動(dòng)變阻器應(yīng)起到明確的調(diào)節(jié)作用,并且還要易于調(diào)節(jié),故一般限流接法時(shí),滑動(dòng)變阻器比內(nèi)阻約為10倍左右即可,故本題中應(yīng)選R1

②本題中表頭可與定值電阻串聯(lián)作為電壓表使用,再將滑動(dòng)變阻順與電流表A串接在電源兩端即可;如下圖

③由閉合電路歐姆定律可得:

I1(R3+RA)=E?I2r

變形得:I1=ER3+RA?rR3+RAI2;

由數(shù)學(xué)知可得:圖象中的k=rR3+RA;b=ER3某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖1所示的電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)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(gè)R0=3.0Ω的電阻.

①按圖示電路進(jìn)行連接后,發(fā)現(xiàn)aa′、bb′和cc′三條導(dǎo)線中,混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開(kāi)的導(dǎo)線.為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開(kāi)的,將電建S閉合,用多用電表的電壓擋先測(cè)量a、b′間電壓,讀數(shù)不為零,再測(cè)量a、a′間電壓,若讀數(shù)不為零,則一定是______導(dǎo)線斷開(kāi);若讀數(shù)為零,則一定是______導(dǎo)線斷開(kāi).

②排除故障后,該小組順利完成實(shí)驗(yàn).通過(guò)多次改變滑動(dòng)變阻器觸頭位置,得到電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù),作出圖象如圖2.由I1【答案】;;1.4;0.5【解析】解:①將電建S閉合,用多用電

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