- 测定电源的电动势和内阻
- 共124题
19.小芳同学利用手边的实验器材设计了如图所示的电路,电阻R的阻值以及电源的电动势和内阻均未知,电压表另一端的接线位置待定。通过改变滑动变阻器接入电路的阻值获得多组数据,并描绘出U-I关系图像(U、I分别为电压表和电流表的示数)。不计电表对电路的影响。下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、若接a,此时电压表并联在滑动变阻器两端,电压表测量为滑动变阻器两端的电压,根据图象无法求出定值电阻的阻值;故A错误;
B、接a,此时电压表并联在滑动变阻器两端,电压表测量为滑动变阻器与定值电阻两端的电压,根据图象无法求出定值电阻的阻值;故B错误;
C、若接a时,图象的斜率表示定值电阻与内阻之和,由于定值电阻未知,故内阻无法求出;故C错误;
D、若接b,可将定值电阻视为滑动变阻器一部分,则根据作出的图象可得到电源的电动势和内阻;故D正确;
故选:D.
考查方向
测定电源的电动势和内阻
解题思路
分析电路结构,明确电路接法,再根据电压表和电流表所测量的对象进行分析,再利用欧姆定律以及闭合电路欧姆定律进行分析即可明确能测量的数据
易错点
明确电压表与哪一部电路并联
教师点评
本题考查测量电源电动势和内电阻以及欧姆定律的应用,要注意明确电压表与哪一部电路并联,再结合图象的性质进行分析即可求解.
知识点
19.小芳同学利用手边的实验器材设计了如图所示的电路,电阻R的阻值以及电源的电动势和内阻均未知,电压表另一端的接线位置待定。通过改变滑动变阻器接入电路的阻值获得多组数据,并描绘出U-I关系图像(U、I分别为电压表和电流表的示数)。不计电表对电路的影响。下列说法正确的是
正确答案
解析
A、若接a,此时电压表并联在滑动变阻器两端,电压表测量为滑动变阻器两端的电压,根据图象无法求出定值电阻的阻值;故A错误;
B、接a,此时电压表并联在滑动变阻器两端,电压表测量为滑动变阻器与定值电阻两端的电压,根据图象无法求出定值电阻的阻值;故B错误;
C、若接a时,图象的斜率表示定值电阻与内阻之和,由于定值电阻未知,故内阻无法求出;故C错误;
D、若接b,可将定值电阻视为滑动变阻器一部分,则根据作出的图象可得到电源的电动势和内阻;故D正确;
故选:D.
考查方向
测定电源的电动势和内阻
解题思路
分析电路结构,明确电路接法,再根据电压表和电流表所测量的对象进行分析,再利用欧姆定律以及闭合电路欧姆定律进行分析即可明确能测量的数据.
易错点
电压表与哪一部电路并联
教师点评
本题考查测量电源电动势和内电阻以及欧姆定律的应用,要注意明确电压表与哪一部电路并联,再结合图象的性质进行分析即可求解.
知识点
29.电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关。如图是研究它们关系的实验电路。为了便于进行实验和保护蓄电池,给蓄电池串联了一个定值电阻R0,把它们一起看成电源(图中虚线框内部分)。于是电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R0之和,用r表示,电源的电动势用E表示。
(1)写出电源的输出功率P跟E、r、R的关系式_______。(电流表与电压表都视为理想电表)
(2)下表中给出了6组实验数据,根据这些数据在图中的方格纸中画出P-R关系图线。根据图线可知,电源输出功率的最大值是____W,当时对应的外电阻是____Ω。
(3)由表中所给出的数据,若已知跟电源串联的定值电阻的阻值为R0=4.5Ω,还可以求得该电源的电动势E=______V,内电阻r0=_______Ω。
正确答案
(1)
(2)如下图;0.793~0.830,5Ω;
(3)4V,0.5Ω
解析
① 根据闭合电路欧姆定律,有:E=I(R+r),滑动变阻器电阻R的电功率为:P=I2R,以上两式联立求得:P=
② 将题给表格中的数据标注到给定P-R图线中,用光滑曲线连接即可,观察图线可知,最大功率值为0.80W,此时对应的电阻约为5Ω。
③ 由①的计算可知,当滑动变阻器R的阻值与R0+r相等时,输出功率最大,又由于R0=4.5Ω,所以r=0.5Ω,此时R上的电压为2V,所以电源电动势为4V。
考查方向
解题思路
见解析。
易错点
路端电压为外电路的电压、图线的拟合。
知识点
10.某研究性学习小组的同学们来到电学实验室测量电源电动势和内电阻。
大家分别选用不同的实验器材设计了以下四种测量电路:
⑴上面测量电路中,不能够完成实验目的的是哪一个电路?_________。
⑵小明同学根据其中的一个电路直接测得的实验数据作出了下表。
①由此可知该同学选用的是_________图所示的电路进行的实验。
②采用图像法处理数据时,小明想作出U-R图线,并由该图线得出电源电动势和内阻。他的这种想法是否合理?_________。如果合理请说明理由;如果不合理请给出合理的建议。_________。
正确答案
(1)丙 (2)①丁②不合理
解析
(1)丙图是伏安法测电阻的电路,而非测量电动势和内电阻的实验电路。注意当使用丁图时,若想仅使用多用电表而不用电阻箱时,先用电压挡测量电动势,再用电流档测量短路电流,计算得出内阻,而非直接用欧姆挡测电源内阻。
(2)表中所给数据为电压和电阻数据,所以选用的是丁图,如果按照该同学的想法,画出的U-R图线为一曲线,无法计算数据。根据闭合电路欧姆定律得E = U + r,在该关系式中,E和r是常量,U和R为变量,经转化得
,可见
是
的一次函数,图像为一条直线,直线的斜率为k =
,截距为
。
考查方向
解题思路
(1)根据电压表测量路端电压,电流表测量干路电流的基本原则变式选择实物图,比如,图甲用电阻箱和电流表,电流表可以测出干路电流,再用干路电流乘以电阻箱的阻值即可得到路端电压,多次测量画出1/I-R图像,即可求出电源电动势和内电阻;而图丙无法得到上述变式。
(2)题给表格描述的是外电阻与路端电压的关系,所以应选择丁图。再根据闭合电路欧姆定律写出U-R关系,待定系数求解电源电动势和内阻,详情见解析。
易错点
多用电表欧姆档不能测量“带电”电阻;图像法处理数据时应该拟合出直线方便运算
知识点
9.在“测定电池的电动势和内电阻”的实验中,备有如下器材:
A.干电池
B.电流表(0-0.6A、内阻约0.1Ω)
C.灵敏电流计G(满偏电流Ig=200μA、内阻rg=500Ω)
D.滑动变阻器(0-20Ω、2.0A)
E.电阻箱R
F.开关、导线若干
(1)由于没有电压表,需要把灵敏电流计G改装成量程为2V的电压表,如图甲电阻箱的阻值应为__________Ω。
(2)按图甲所示电路图,请在乙图上补充完成实物连线。
(3)在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑片移动至图甲中的__________端(填“a”、“中央”或“b”)。
(4)丙图为该实验绘出的I1—I2图线(I1为灵敏电流计G的示数,I2为电流表A的示数),由图丙可求得被测电池的电动势E=__________V,内电阻r=__________Ω。
正确答案
(1) 9500
(2)如图所示;
(3) b
(4)1.46-1.49, 0.80-0.87
解析
(1)
则串联的电阻箱的电阻为
(2)电路联接如图所示
(3)在闭合开关S前,滑动变阻器联入电路中的阻值应最大,所以将滑动变阻器的滑片移动至图甲中b端。
(4)由图丙所示图像可知,图象纵轴截距是电源电动势:
当纵轴表示路端电压时,图像斜率的绝对值等于电源内阻,则电源内阻
考查方向
解题思路
利用电压表的改装原理计算出分压电阻的数值,正确联接实验电路,利用实验原理理解图像中图线截距、斜率的含义,进行解答。
易错点
实验的原理,图像的截距表示的物理量的含义。
知识点
23. 某实验小组正在测定一节新型电池的电动势(约为3V)和内阻,现要选取一个定值电阻R0当做保护电阻。
(1)首先为了准确测量定值电阻R0阻值,在操作台上准备了如下实验器材:
A、电压表V(量程3V,电阻约为4kΩ)
B、电流表A1(量程1A,内阻约0.5Ω)
C、电流表A2(量程3A,内阻约0.5Ω)
D、定值电阻R0(阻值约为3Ω)
E、滑动变阻器R(0-10Ω)
F、开关s一个,导线若干
根据上述器材,在测量R0阻值时应选择________(填序号)为电流表,其实验电路图应选择以下哪种接法________(填字母),经测量定值电阻R0阻值为2.8Ω。
(2)之后为了测量该新型电池的电动势和内阻,设计了如下实验,在下图中将所选 器材进行连接。
(3)根据实验记录做出U-I图线如图所示,从中可以求出待测新型电池的内阻为
________Ω,电池电动势为________V(保留两位有效数字)。
正确答案
(1)B ;a
(2)
(3)0.95 ;2.9
解析
(1)电源的电动势约为3V,定值电阻R0阻值约为3Ω,所以电路中电流约为1A,所以电流表选1A量程的,选B;因为,电阻较小,用内接法误差较小,所以用内接法,选择a。
(2)电路图如图所示。
(3)由图象的斜率表示电源的内阻和保护电阻R0之和,根据两点坐标(0.1A,2.5V)和(0.5A,1V)
考查方向
伏安法测电阻实验和测电源电动势和内阻的实验
解题思路
根据两点法求斜率,得到电源的内阻和保护电阻R0之和,减去保护电阻R0 后求出电源内阻,再代入闭合电路欧姆定律求出电动势E。
易错点
加上保护电阻后图象斜率表示电源的内阻和保护电阻R0之和。
知识点
10.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材: A.被测干电池一节B.电流表1:量程0~0.6 A,内阻r =0.2ΩC.电流表2:量程0~0.6 A,内阻约为0.1Ω D.电压表1:量程0~3 V,内阻未知E.电压表2:量程0~15 V,内阻未知 F.滑动变阻器1:0~10Ω,2 AG.滑动变阻器2:0~100Ω,1 A H.开关、导线若干
(1)伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。在上述器材中请选择适当的器材:A、___、___、____、H(填写选项前的字母);
(2)实验电路图应选择下图中的__________(填“甲”或“乙”);
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势E=__________V,内电阻r=_______Ω。
正确答案
(1)B、D、F(每空 共3分);(2)甲:;(3)1.49-1.51V,0.78-0.86Ω(每空 共 )。
解析
(1)如图甲所示由于电流表的分压作用,导致电压表测的电压不是路端电压,如图乙所示,由于电压表的分流作用,导致电流表测的电流不等于干路电流,从而导致测得的E和r不准确。为了可能准确地测量电池的电动势和内阻,如图甲所示,可以通过计算电流表分得的电压,加上电压表测得的电压,即可得准确的路段电压,从而准确的测量电池的电动势和内阻。因此必须知道电流表的精确电阻,故电流表选B;由于干电池电动势一般为1.5V,故电压表选择量程0~3 V,选D;如果滑动变阻器选G:0~100Ω,当滑动变阻器滑到一半时,电流i<0.03A,不到电流表量程的,不便于调节,故滑动变阻器应该选F:0~10Ω。
(2)由(1)问可知,电路图应该选甲。
(3)根据欧姆定律有:E=U+I(rA+r),U=E-I(rA+r),所以截距任然是E,但斜率k=(rA+r),故E=1.49~1.51V,rA+r=0.98~1.06,故r=0.98~1.06Ω-0.2Ω=0.78~0.86Ω。
考查方向
解题思路
1、首先根据仪器选择的基本思路选择仪器及电路图。2、根据欧姆定律写出路端电压U与干路电流I的表达式,得出斜率与截距的表达式,带入数据求解。
易错点
对仪器的选择方法掌握不到位。
知识点
What's the main topic of the passage
A.Poor nutrition in developing countries.
B.World Bank research.
C.Economic growth rate.
D.Ways to fight malnutrition in developed countries.
正确答案
A
解析
本题考查全文的主要内容,尽管本文是一个世界银行的报告,但报告的主要内容是研究0-2岁儿童的营养不良问题对发展中国家的影响,A)“发展中国家的营养不良问题”,较好地概括了全文各段的意思。B)、C)错误;D)是主要的干扰项,但本文关注的是发展中国家的营养不良问题,而不是发达国家的,因此可将其排除。
《公路工程国内招标文件范本》规定,( )指在合同协议中写明的、承包人按合同规定实施和完成本合同工程及其缺陷的修复应得到的支付价款总额。
A.合同价格
B.交工结算价格
C.最终决算价格
D.期中支付的总款额
正确答案
A
解析
暂无解析
10.某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片、苹果制作了水果电池,他们想通过实验的方法测量这种电池的电动势E和内阻r。现有如下实验器材:多用电表一个;高阻值电阻箱R一个;保护电阻R0一只;导线开关若干;
(1)如图甲,已知锌比铜活泼,所以锌片失电子作负极,铜片得电子作正极。为了估计此苹果电池的电动势,某同学直接使用多用电表直流电压挡测量,则应将红表笔 片(填“铜”或“锌”)连接。通过上网查看可知水果电池的内阻与水果的种类、两电极之间的距离及电极面积大小有关,一般在几百至几千欧姆之间。为了估测此苹果电池的内阻, (填“能”或“不能”)使用多用电表的欧姆挡进行初步测量。
(2)由于缺少电流表与电压表,研究小组仍然使用多用表进行实验,某同学连接如乙图的实验电路,将多用电表当电流表使用(不计其内阻)。调节电阻箱R可测得多组多用电表读数I,为了减少偶然误差,该同学作—R图象进行数据处理.如果图象的斜率为k,截距为
b,则由图象可得该苹果电池的电动势E= ,内阻r = 。(用k、b和R0表示)
正确答案
(1)铜,不能(2),
解析
(1)多用电表的电流是从红表笔流入,黑表笔流出,铜片做正极,故红表笔应该接铜片;当多用电表当欧姆表使用时,内部接有电源,苹果电池也有电势差,故不能使用多用电表的欧姆档测此苹果电池的内阻。
(2)根据欧姆定律有:E=I(R0+R+r),所以=
+
R,所以k=
,b=
,得出E=
,r=
-R0。
考查方向
1、考查测电源电动势及内阻。
2、考查多用电表的使用:多用电表的电流总是从红表笔进,黑表笔出。
3、考查根据实验作图分,根据斜率、截距求相关物理量。
解题思路
1、根据多用电表电流流向判断红表笔接铜片还是锌片。
2、根据多用电表欧姆档时内部电路结构分析能否直接测水果电池电动势。
3、根据欧姆定律E=I(R0+R+r)写出与R的函数关系式,根据关系式判断的截距与斜率的表达式求解相关物理量。
易错点
1、对多用电表的使用方法不清楚及多用电表内部电路图结构不清楚。
2、对对根据图像求物理量类题型,方法掌握不到位。
知识点
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