统考版高考物理复习热点专项练八恒定电流第67练测定电源的电动势和内阻含答案

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1．[2022·四川成都测试]欲测量一节干电池的电动势和内阻，要求测量尽量准确．实验室提供的器材有：
A．电压表V(量程2 V，内阻约2 kΩ)；
B．电流表A(量程60 mA，内阻rA＝9 Ω)；
C．定值电阻R1(阻值1 Ω)；
D．定值电阻R2(阻值10 Ω)；
E．滑动变阻器R3(阻值0～10 Ω)；
F．开关一只，导线若干．
(1)实验小组设计的电路如图(a)所示，虚线框内是改装后量程为0.6 A的电流表．该改装表的内阻为________ Ω，接入改装电路的定值电阻是________(填器材前字母序号).
(2)实验前，应断开开关S，将滑动变阻器滑片滑到________(填“a”或“b”)端．
(3)实验中测得电流表A的示数I和电压表V的示数U的多组数据如表．请在图(b)中作出U­I图线．
(4)根据作出的图线，求出被测干电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(保留到小数点后两位)
2．[2021·湖南卷，12]某实验小组需测定电池的电动势和内阻．器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干．由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘．某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度．主要实验步骤如下：
(1)将器材如图(a)连接：
(2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的________端(填“a”或“b”)；
(3)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I，得到多组数据；
(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图象如图(b)所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为r0，该电池电动势和内阻可表示为E＝________，r＝________(用R0、RA、k、d、r0表示)；
(5)为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0.利用现有器材设计实验，在图(c)方框中画出实验电路图________(电阻丝用滑动变阻器符号表示)；
(6)利用测出的r0，可得该电池的电动势和内阻．
第67练 测定电源的电动势和内阻
1.
答案：（1）0.9 C （2）b （3）如图所示 （4）1.50（1.48～1.52均可） 0.60（0.57～0.63均可）
解析：（1）将60 mA的电流表改装为0.6 A的电流表，满偏时电压相同，故改装表内阻是原来电流表内阻的 eq \f(1,10) ，即0.9 Ω；根据并联分流规律可知，通过并联电阻的电流是通过电流表的电流的9倍，故其电阻为电流表内阻的 eq \f(1,9) ，即1.0 Ω，因此定值电阻选择R1，即C.（2）实验前，断开开关，将滑动变阻器滑到b端使其接入电路中的电阻最大，保护电路．（3）根据表中数据在坐标纸上描点，并用一条直线拟合各数据点，如图所示．（4）U ­ I图线的纵截距表示电源电动势，故E＝1.50 V；图线斜率的绝对值表示电源内阻与电流表内阻之和，所以r＝ eq \f(1.50－0.60,0.60) Ω－0.9 Ω＝0.60 Ω.
2．答案：（2）b （4） eq \f(r0,k) eq \f(dr0,k) －RA－R0 （5）如图所示
解析：（2）为了保护电流表，闭合开关前应使电路中的电阻最大，故金属夹应夹在电阻丝的b端．（4）由闭合电路的欧姆定律得E＝I（r＋RA＋R0＋θr0），整理得 eq \f(1,I) ＝ eq \f(1,E) （r＋RA＋R0）＋ eq \f(r0,E) θ，结合题图（b）可得k＝ eq \f(r0,E) ，d＝ eq \f(1,E) （r＋RA＋R0），解得E＝ eq \f(r0,k) ，r＝ eq \f(dr0,k) －RA－R0.（5）实验电路图如图所示，先将单刀双掷开关S接1，记下电流表的示数I0，然后将单刀双掷开关S接2，移动金属夹的位置，直到电流表的示数为I0，记下此时接入电路的电阻丝对应的圆心角θ0，则r0＝ eq \f(R0,θ0) .I/mA
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
U/V
1.20
1.05
0.90
0.75
0.60