物理第四章 闭合电路第三节 测量电源的电动势和内阻巩固练习

这是一份物理第四章 闭合电路第三节 测量电源的电动势和内阻巩固练习，共4页。试卷主要包含了测量电池的电动势E及内阻r等内容，欢迎下载使用。


解析：根据实验原理有U＝E－Ir，
可知，图线纵轴截距为电源的电动势E＝1.5 V，
图线的斜率为电源的内阻r＝eq \f(1.5－1.0,0.4) Ω＝1.25 Ω。
答案：1.5 1.25
2．在“测量电源的电动势和电阻”的实验中，实验器材有被测干电池、电流表(0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)、电压表(0～3 V，内阻约为3 kΩ)、开关、滑动变阻器(0～20 Ω)、导线等。
(1)在实线框中画出优选的实验电路图。
(2)实验过程中测得干电池的路端电压与相应的输出电流的多组数据，描得图像如图所示，则干电池的电动势为________V，内电阻为 ________Ω。(保留三位有效数字)
解析：(1)滑动变阻器采用限流式接法，电路连接如图所示。
(2)由闭合电路欧姆定律可知U＝E－Ir，在U­I图像中，图像在纵轴的截距等于干电池电动势，图像斜率的绝对值等于干电池内阻，因此可得E＝1.50 V，r＝0.250 Ω。
答案：(1)见解析图 (2)1.50 0.250
3．测量电池的电动势E及内阻r(E约为6 V，r约为1.5 Ω)。器材有量程为3 V的理想电压表V，量程为0.6 A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R＝8.5 Ω，滑动变阻器R′(0～10 Ω)，开关S，导线若干。
(1)在图甲所示的虚线框中画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。
(2)在图乙所示的器件上，用笔画线代替导线完成实物连接图。
(3)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E＝________，r＝________。(用I1、I2、U1、U2及R表示)
解析：(1)实验电路原理图如图甲所示。
(2)将实物连接，如图乙所示。
(3)根据闭合电路欧姆定律得
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(E＝U1＋I1R＋r,E＝U2＋I2R＋r))
解得E＝eq \f(I1U2－I2U1,I1－I2)，r＝eq \f(U2－U1,I1－I2)－R。
答案：(1)见解析图甲 (2)见解析图乙
(3)eq \f(I1U2－I2U1,I1－I2) eq \f(U2－U1,I1－I2)－R
4．一实验小组利用图甲所示的电路测量一电池的电动势E(约为1.5 V)和内阻r(小于2 Ω)。图中电压表量程为1 V，内阻RV＝380.0 Ω；定值电阻R0＝20.0 Ω；电阻箱R，最大阻值为999.9 Ω；S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空：
(1)为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选________Ω(选填“5.0”或“15.0”)；
(2)闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；
(3)根据图甲所示电路，用R、R0、RV、E和r表示eq \f(1,U)，得eq \f(1,U)＝__________________；
(4)利用测量数据，做eq \f(1,U)­R图线，如图乙所示；
(5)通过图乙可得E＝________V(保留2位小数)，r＝________Ω(保留1位小数)；
(6)若将图甲中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E′，由此产生的误差为eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(E′－E,E)))×100%＝________%(保留整数)。
解析：(1)要保护电压表，则R0两端的电压应小于1 V，通过R0的电流应小于等于0.05 A，故电路中的总电阻R总≥eq \f(1.5,0.05) Ω＝30 Ω，所以电阻箱接入电路的阻值应选15.0 Ω。
(3)根据闭合电路欧姆定律可得，电动势E＝U＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(U,R0)＋\f(U,RV)))(R＋r)，整理得eq \f(1,U)＝eq \f(R0＋RV,ER0RV)R＋eq \f(1,E)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(R0＋RV,R0RV)r))。
(5)延长题图乙中图线与纵轴相交，由eq \f(1,U)＝eq \f(R0＋RV,ER0RV)R＋eq \f(1,E)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(R0＋RV,R0RV)r))，结合题图乙可得，eq \f(R0＋RV,ER0RV)＝eq \f(1.50－0.86,24－5) V－1·Ω－1，解得E＝1.56 V，当R＝5 Ω时，eq \f(1,U)＝0.86 V－1，代入eq \f(1,U)＝eq \f(R0＋RV,ER0RV)R＋eq \f(1,E)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(R0＋RV,R0RV)r))，可解得r＝1.5 Ω。
(6)若将电压表当成理想电表，则E′＝U＋eq \f(U,R0)(R＋r)，整理得eq \f(1,U)＝eq \f(1,E′)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(r,R0)))＋eq \f(1,E′R0)R，则eq \f(1,E′R0)＝eq \f(1.50－0.86,24－5) V－1·Ω－1，解得E′＝1.48 V，由此产生的误差为eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(E′－E,E)))×100%＝5%。
答案：(1)15.0 (3)eq \f(R0＋RV,ERVR0)R＋eq \f(1,E)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(RV＋R0,RVR0)r))
(5)1.56 1.5 (6)5