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2024高考物理一轮复习第47讲测定电源的电动势和内阻(练习)(学生版+解析)
展开这是一份2024高考物理一轮复习第47讲测定电源的电动势和内阻(练习)(学生版+解析),共22页。试卷主要包含了所示电路,所用器材如下等内容,欢迎下载使用。
1.(2023·福建福州·福建省福州第一中学校考一模)某同学为了精确测量一节干电池的电动势和内阻,设计了如图所示的电路。
实验室为其提供的实验器材如下:
①电压表V(量程1.0V,内阻)
②定值电阻
③定值电阻
④电阻箱(0~99.9Ω)
⑤开关S和导线若干
回答下列问题:
(1)由于电压表的量程较小,需将电压表改装成量程为2V的电压表,需 (填“串”或“并”)联一定值电阻,该定值电阻应选择 ;
(2)实验时,将开关闭合,调节电阻箱的阻值,记录多组电压表的示数U以及对应的电阻箱的阻值R,然后根据记录的数据描绘出的图像,如图乙所示,已知描绘图像时忽略了电压表的分流作用,若该图像的纵截距为b,斜率为k,则电源的电动势E= ,电源的内阻r= ;
(3)如果不能忽略电压表的分流作用,则(2)中获得的电源内阻的测量值 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
2.(2023·河南南阳·南阳中学校考三模)新能源汽车已经普遍走进了我们的生活,小明同学趁自家“比亚迪宋PLUSDM-i”汽车维修之际,在专业师傅的指导下将其所配备的刀片电池进行拆解,并测量其中一块电芯的电动势E和内阻r,现有如下器材:一个电阻箱、一个电流表、一个定值电阻(已知)、开关和若干导线、一块电芯、坐标纸和刻度尺。
(1)小明同学将其中一块电芯按图甲连接电路,闭合开关,多次调节电阻箱,记录下电阻箱阻值R和电流表电流I,并作出图线如图乙所示,图线的纵轴截距为a,斜率为,则这块电芯的电动势E= ,r= 。
(2)利用图甲所示电路测得的内阻与真实值相比, (填“大于”“等于”或“小于”),该误差属于 (填“系统误差”或“偶然误差”)。
(3)为优化实验方案,小明同学再按图甲组装电路,闭合开关,多次调节电阻箱,记录下电阻箱阻值R和电流表电流I,又作出图线(如图乙),其斜率为,则一块电芯的内阻 (结果请用、和表示)
3.(2023·四川成都·统考三模)在有光照时,太阳能电池利用半导体“结”受光照射时的光伏效应发电,将光能转化为电能,可以视为一个电源。
某实验小组想用伏安法测量光照一定的情况下(电动势不变)某太阳能电池的电动势(约)和内阻,所提供的器材有:
A.电压表:量程,内阻约
B.电压表:量程,内阻约
C.电流表:量程,内阻约
D.电流表:量程,内阻约
E.滑动变阻器:最大阻值为
F.开关和导线若干
(1)为使测量结果尽量准确,能采集多组实验数据且便于实验操作,电流表应选 ,电压表应选 。(均填器材前的序号字母)
(2)请在答题卡上将图(a)所示的器材符号连线,画出实验电路原理图 。
(3)实验小组调节滑动变阻器测得多组电压和电流数据,并在坐标纸上描绘出光照一定情况下(电动势不变),电池的路端电压与输出电流的关系如图(b),他们发现当输出电流时,与成线性关系。则该电池的电动势 V,在满足与成线性关系的条件下,该电池的内阻 。(均保留2位有效数字)
(4)在实验设定的光照下,在满足与成线性关系的条件下,该电池的最大输出功率为 W(保留2位有效数字)。
4.(2023·吉林·统考模拟预测)研究小组利用如图(a)所示电路测量某水果电池的电动势和内阻。电流表和量程均为,内阻相同。电阻箱和的最大阻值均为99999Ω。
(1)测量电流表的内阻。调节电阻箱的阻值均为,闭合开关和,调节电阻箱使电流表的示数为零,电阻箱的阻值如图(b)所示,则电流表的内阻 。
(2)保持闭合,断开。将电阻箱调到 Ω,使与整体可视为量程为的电压表。
(3)接着,保持电阻箱不变,改变电阻箱的值,记录电流表和的值和,实验数据如表所示。
根据表中数据绘制图像如图(c)所示,则水果电池的电动势 ,内阻 。(计算结果保留一位有效数字)
5.(2023·黑龙江哈尔滨·哈师大附中校考三模)如图所示、某实验兴趣小组用铜片、铝片和可乐做成了一个可乐电池,电动势约为1V、内阻约为几千欧,并设计了甲、乙两个电路测量共电动势和内阻,根据测得数据画出图像(如图丁)。
其中所用实验器材如下:
A.电压表(量程为,阻值约为)
B.电流表(量程为,阻值约为)
C.滑动变阻器
D.开关、导线若下
(1)若只选用其中一种电路测电源电动势和内阻,电路图应选 (填“甲”或“乙”)更合理,所测得电源电动势为 。内阻为 。(结果均保留一位小数)
(2)用笔画线代替导线,请将(1)问中所选电路图进行实物连接。( )
(3)利用这两个电路所得到的图像丁,我们还可以得到电路中电压表内阻为 ,电流表内阻为 。
6.(2023·全国·校联考模拟预测)某实验小组设计实验测量多用电表内电源的电动势及“”档状态下欧姆表的内阻,电路图及多用电表表盘如下图所示。主要实验步骤为:
(ⅰ)按原理图连接电路,电阻箱阻值调至最大,再将多用电表调至“”档后正确接入电路;
(ⅱ)调节电阻箱,读出电阻箱接入的阻值及电流表的示数;
(ⅲ)重复操作(ⅱ),得到多组数据;
(ⅳ)在坐标系中描点并用平滑曲线连接,由图处理数据。
根据以上信息回答下列问题:
(1)将多用电表正确接入电路,下列相关说法正确的是 。
A.多用电表接入电路前应该先进行欧姆调零
B.实验中没有用多用电表测电阻,所以不需要进行欧姆调零
C.黑表笔接1接线柱,红表笔接2接线柱
D.黑表笔接2接线柱,红表笔接1接线柱
(2)该实验小组实验前查阅该电表的说明书获知“”档内电源电动势在左右,实验室提供的电流表有以下规格:电流表,量程;电流表,量程;电流表,量程。为了保证实验安全和精度,应选择的电流表为 (选填)。
(3)测得坐标系中描绘的倾斜直线的斜率为,纵截距为,则“”档内电源电动势为 ,内阻为 。
(4)实验小组发现测得的电动势和很接近,但测得的内阻明显比欧姆表内阻的理论值偏大,对此结果最可能的原因是 。
7.(2023·山东济宁·统考三模)某实验小组利用如图甲所示的电路测定电源的电动势E和内阻r,已知图中电源的电动势为,内阻为,保护电阻的阻值为,S为单刀双掷开关。
(1)S与1接通前,滑动变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端;
(2)S与1接通,改变滑片P的位置,记下电流表的示数,保持P不动,S与2接通,记下电流表的示数,重复以上操作,得到多组和的值;
(3)该实验小组作出的的图像如图乙所示,若测得图线的斜率为k,纵轴上的截距为b,则电源的电动势E= ,内阻r= ;(选用,、k、b、表示)
(4)若不考虑偶然误差,该实验小组测得电源内阻的测量值 真实值。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
8.(2023·江苏盐城·统考三模)利用如图所示的电路既可以测量电压表和电流表的内阻,又可以测量电源的电动势和内阻。主要实验步骤如下:
步骤一:按图连接好电路,调节电阻箱R1和R2,闭合开关S1和S2,再反复调节R1和R2,使电流计G的示数为0,读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为I1、U1、 R1、R2;
步骤二:反复调节电阻箱R1和R2(与步骤一中的电阻值不同),使电流计G的示数仍为0,读出电流表A、电压表V的示数分别为I2、U2.
回答下列问题:
(1)在步骤一中,闭合开关S1和S2前,调节电阻箱至阻值 (填“最大”、“最小”);
(2)在步骤二中,将电阻箱R1的阻值减小,使电流计G的示数为0,则电阻箱R2阻值 (填“增大”、“减小”);
(3)利用步骤一中的测量数据可以求得电压表的内阻RV= ;
(4)结合步骤一和步骤二中的测量数据可以求得电源电动势E= ;
(5)电流计G的内阻对电动势的测量值 (填“有”、“无”)影响,其理由是 。
9.(2023·湖北·统考高考真题)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:
电压表(量程,内阻很大);
电流表(量程);
电阻箱(阻值);
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线 。
(2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图(c)所示,则干电池的电动势为 V(保留3位有效数字)、内阻为 (保留2位有效数字)。
(3)该小组根据记录数据进一步探究,作出图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为 (保留2位有效数字)。
(4)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值 (填“偏大”或“偏小”)。
10.(2022·天津·高考真题)实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路,由测得的实验数据绘制成的图像如图2所示。
(1)图1的电路图为下图中的 。(选填“A”或“B”)
(2)如果实验中所用电表均视为理想电表,根据图2得到该电池的电动势 V,内阻 。
(3)实验后进行反思,发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响,对测得的实验数据进行修正,在图2中重新绘制图线,与原图线比较,新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将 ,与纵坐标轴交点的数值将 。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
第47讲 测定电源的电动势和内阻
(模拟精练+真题演练)
1.(2023·福建福州·福建省福州第一中学校考一模)某同学为了精确测量一节干电池的电动势和内阻,设计了如图所示的电路。
实验室为其提供的实验器材如下:
①电压表V(量程1.0V,内阻)
②定值电阻
③定值电阻
④电阻箱(0~99.9Ω)
⑤开关S和导线若干
回答下列问题:
(1)由于电压表的量程较小,需将电压表改装成量程为2V的电压表,需 (填“串”或“并”)联一定值电阻,该定值电阻应选择 ;
(2)实验时,将开关闭合,调节电阻箱的阻值,记录多组电压表的示数U以及对应的电阻箱的阻值R,然后根据记录的数据描绘出的图像,如图乙所示,已知描绘图像时忽略了电压表的分流作用,若该图像的纵截距为b,斜率为k,则电源的电动势E= ,电源的内阻r= ;
(3)如果不能忽略电压表的分流作用,则(2)中获得的电源内阻的测量值 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】 串 小于
【详解】(1)[1]由于电压表的量程较小,需将电压表改装成量程为2V的电压表,电阻需要分压,所以要串联一定值电阻。
[2] 电压表改装成量程为2V的电压表,则解得故选。
(2)[3][4]根据闭合电路欧姆定律整理得结合数学知识可知;
所以;
(3)[5]测得的电源内阻应等于电压表内阻RV与电阻R1之和再与电源内阻r并联后的阻值,即
故测量值小于真实值。
2.(2023·河南南阳·南阳中学校考三模)新能源汽车已经普遍走进了我们的生活,小明同学趁自家“比亚迪宋PLUSDM-i”汽车维修之际,在专业师傅的指导下将其所配备的刀片电池进行拆解,并测量其中一块电芯的电动势E和内阻r,现有如下器材:一个电阻箱、一个电流表、一个定值电阻(已知)、开关和若干导线、一块电芯、坐标纸和刻度尺。
(1)小明同学将其中一块电芯按图甲连接电路,闭合开关,多次调节电阻箱,记录下电阻箱阻值R和电流表电流I,并作出图线如图乙所示,图线的纵轴截距为a,斜率为,则这块电芯的电动势E= ,r= 。
(2)利用图甲所示电路测得的内阻与真实值相比, (填“大于”“等于”或“小于”),该误差属于 (填“系统误差”或“偶然误差”)。
(3)为优化实验方案,小明同学再按图甲组装电路,闭合开关,多次调节电阻箱,记录下电阻箱阻值R和电流表电流I,又作出图线(如图乙),其斜率为,则一块电芯的内阻 (结果请用、和表示)
【答案】 大于 系统误差
【详解】(1)[1][2]根据乙图可知得可得;
则;
(2)[3][4]根据等效电源法可知电动势测量值等于真实值,内阻测量值大于真实值。该误差属于系统误差。
(3)[5]根据丙图可知可得可知
得即
3.(2023·四川成都·统考三模)在有光照时,太阳能电池利用半导体“结”受光照射时的光伏效应发电,将光能转化为电能,可以视为一个电源。
某实验小组想用伏安法测量光照一定的情况下(电动势不变)某太阳能电池的电动势(约)和内阻,所提供的器材有:
A.电压表:量程,内阻约
B.电压表:量程,内阻约
C.电流表:量程,内阻约
D.电流表:量程,内阻约
E.滑动变阻器:最大阻值为
F.开关和导线若干
(1)为使测量结果尽量准确,能采集多组实验数据且便于实验操作,电流表应选 ,电压表应选 。(均填器材前的序号字母)
(2)请在答题卡上将图(a)所示的器材符号连线,画出实验电路原理图 。
(3)实验小组调节滑动变阻器测得多组电压和电流数据,并在坐标纸上描绘出光照一定情况下(电动势不变),电池的路端电压与输出电流的关系如图(b),他们发现当输出电流时,与成线性关系。则该电池的电动势 V,在满足与成线性关系的条件下,该电池的内阻 。(均保留2位有效数字)
(4)在实验设定的光照下,在满足与成线性关系的条件下,该电池的最大输出功率为 W(保留2位有效数字)。
【答案】 C A 2.9 7.3 0.27
【详解】(1)[1][2]电动势E约为3V,即电压最大测量值约为3V,此时干路电流解得干路电流约为,由以上分析可知,电压表应选择A,电流表应选择C。
(2)[3]因内阻r较小,电流表的分压作用大于电压表的分流作用,故应用电压表测量路端电压,实验电路图如下图
(3)[4][5]由闭合电路欧姆定律可知故图像的纵轴截距表示电源电动势,读数可知
图像线性部分的斜率的绝对值等于内阻的大小
(4)[6]当干路电流与路端电压呈线性关系时,内外电阻相等时,电源的输出功率最大,在图像上画出外电路电阻的伏安特性图线,如下图
此时交点处电流约为195mA,超出线性范围,若电阻R的图线在150mA处与电源的伏安特性图线相交,可以求得此时电阻R的阻值为此时外电路电阻大于内阻,若交点处电流继续减小,电阻R的阻值将增大,电源的输出功率减小,即外电路电阻时,电源的输出功率最大,如下图
此时,电路中干路电流路端电压电源的输出功率为
4.(2023·吉林·统考模拟预测)研究小组利用如图(a)所示电路测量某水果电池的电动势和内阻。电流表和量程均为,内阻相同。电阻箱和的最大阻值均为99999Ω。
(1)测量电流表的内阻。调节电阻箱的阻值均为,闭合开关和,调节电阻箱使电流表的示数为零,电阻箱的阻值如图(b)所示,则电流表的内阻 。
(2)保持闭合,断开。将电阻箱调到 Ω,使与整体可视为量程为的电压表。
(3)接着,保持电阻箱不变,改变电阻箱的值,记录电流表和的值和,实验数据如表所示。
根据表中数据绘制图像如图(c)所示,则水果电池的电动势 ,内阻 。(计算结果保留一位有效数字)
【答案】 900 1600 1
【详解】(1)[1]根据题意可知,闭合开关和,当电流表的示数为零时,则两端的电势相等,由于电阻箱的阻值相等,可知两条支路的电流相等,则电流表的内阻与电阻箱的阻值相等,由图(b)可得
(2)[2]根据题意,由欧姆定律有解得
(3)[3][4]根据题意,由闭合回路欧姆定律有整理可得
结合图(c)可得则有联立解得;。
5.(2023·黑龙江哈尔滨·哈师大附中校考三模)如图所示、某实验兴趣小组用铜片、铝片和可乐做成了一个可乐电池,电动势约为1V、内阻约为几千欧,并设计了甲、乙两个电路测量共电动势和内阻,根据测得数据画出图像(如图丁)。
其中所用实验器材如下:
A.电压表(量程为,阻值约为)
B.电流表(量程为,阻值约为)
C.滑动变阻器
D.开关、导线若下
(1)若只选用其中一种电路测电源电动势和内阻,电路图应选 (填“甲”或“乙”)更合理,所测得电源电动势为 。内阻为 。(结果均保留一位小数)
(2)用笔画线代替导线,请将(1)问中所选电路图进行实物连接。( )
(3)利用这两个电路所得到的图像丁,我们还可以得到电路中电压表内阻为 ,电流表内阻为 。
【答案】 乙
【详解】(1)[1]若选甲图方案,相当于测量电压表与可乐电池构成的等效电源的电动势和内阻,此情形测得的电动势和内阻将明显小于可乐电池的实际电动势和实际内阻,故测量误差太大;若选乙图方案,相当于测量电流表和可乐电池构成的等效电源的电动势和内阻,此情形测得的电动势和可乐电池实际电动势相同,测得的内电阻只是略大于可乐电池的内阻,故乙图方案更合理。
[2] [3]因乙方案测得的内阻应大于甲方案测得的内阻,故乙方案得到的应为图丁中的图线,利用图线可以得到电动势为纵轴截距,则E=;内阻为图线的斜率,可知
(2)[4]根据实验原理连接实物图,如图所示:
(3)[5] [6]设可乐电池的电动势和内阻分别为和,电流表和电压表内阻分别为和。根据图乙方案,图线的轴截距值恰好为可乐电池的电动势:而图线的斜率值应为k=
根据图甲方案,图线的y轴截距值应为而图线的斜率值应为
联立可以解得,
6.(2023·全国·校联考模拟预测)某实验小组设计实验测量多用电表内电源的电动势及“”档状态下欧姆表的内阻,电路图及多用电表表盘如下图所示。主要实验步骤为:
(ⅰ)按原理图连接电路,电阻箱阻值调至最大,再将多用电表调至“”档后正确接入电路;
(ⅱ)调节电阻箱,读出电阻箱接入的阻值及电流表的示数;
(ⅲ)重复操作(ⅱ),得到多组数据;
(ⅳ)在坐标系中描点并用平滑曲线连接,由图处理数据。
根据以上信息回答下列问题:
(1)将多用电表正确接入电路,下列相关说法正确的是 。
A.多用电表接入电路前应该先进行欧姆调零
B.实验中没有用多用电表测电阻,所以不需要进行欧姆调零
C.黑表笔接1接线柱,红表笔接2接线柱
D.黑表笔接2接线柱,红表笔接1接线柱
(2)该实验小组实验前查阅该电表的说明书获知“”档内电源电动势在左右,实验室提供的电流表有以下规格:电流表,量程;电流表,量程;电流表,量程。为了保证实验安全和精度,应选择的电流表为 (选填)。
(3)测得坐标系中描绘的倾斜直线的斜率为,纵截距为,则“”档内电源电动势为 ,内阻为 。
(4)实验小组发现测得的电动势和很接近,但测得的内阻明显比欧姆表内阻的理论值偏大,对此结果最可能的原因是 。
【答案】 AC/CA 电流表由内阻,测量值实际为欧姆表内阻和电流表内阻之和
【详解】(1)[1]AB.多用电表接入电路前应该先进行欧姆调零,A正确,B错误;
CD.电流由红表笔流入黑表笔流出多用电表,电流由正接线柱流入负接线柱流出电流表,C正确,D错误。
故选AC。
(2)[2]多用电表内阻等于中值电阻,“”档,所以多用电表内阻是,满偏电流
故选填。
(3)[3][4]由闭合回路欧姆定律可知得斜率截距所以电源电动势为,内阻为。
(4)[5]电流表由内阻,测量值实际为欧姆表内阻和电流表内阻之和。
7.(2023·山东济宁·统考三模)某实验小组利用如图甲所示的电路测定电源的电动势E和内阻r,已知图中电源的电动势为,内阻为,保护电阻的阻值为,S为单刀双掷开关。
(1)S与1接通前,滑动变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端;
(2)S与1接通,改变滑片P的位置,记下电流表的示数,保持P不动,S与2接通,记下电流表的示数,重复以上操作,得到多组和的值;
(3)该实验小组作出的的图像如图乙所示,若测得图线的斜率为k,纵轴上的截距为b,则电源的电动势E= ,内阻r= ;(选用,、k、b、表示)
(4)若不考虑偶然误差,该实验小组测得电源内阻的测量值 真实值。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】 左 等于
【详解】(1)[1]为保护电路,S与1接通前,应使滑动变阻器接入电路的阻值最大,故滑动变阻器的滑片P应置于左端;
(3)[2] [3]根据闭合电路欧姆定律有;解得
测得图线的斜率为k,纵轴上的截距为b,可解得,
(4)[4]根据(3)中测量原理可知该实验测得电源内阻的测量值等于真实值。
8.(2023·江苏盐城·统考三模)利用如图所示的电路既可以测量电压表和电流表的内阻,又可以测量电源的电动势和内阻。主要实验步骤如下:
步骤一:按图连接好电路,调节电阻箱R1和R2,闭合开关S1和S2,再反复调节R1和R2,使电流计G的示数为0,读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为I1、U1、 R1、R2;
步骤二:反复调节电阻箱R1和R2(与步骤一中的电阻值不同),使电流计G的示数仍为0,读出电流表A、电压表V的示数分别为I2、U2.
回答下列问题:
(1)在步骤一中,闭合开关S1和S2前,调节电阻箱至阻值 (填“最大”、“最小”);
(2)在步骤二中,将电阻箱R1的阻值减小,使电流计G的示数为0,则电阻箱R2阻值 (填“增大”、“减小”);
(3)利用步骤一中的测量数据可以求得电压表的内阻RV= ;
(4)结合步骤一和步骤二中的测量数据可以求得电源电动势E= ;
(5)电流计G的内阻对电动势的测量值 (填“有”、“无”)影响,其理由是 。
【答案】 最大 减小 无 灵敏电流计两侧电势相等
【详解】(1)[1]为了保护电路安全,闭合开关S1和S2前,调节电阻箱至阻值最大;
(2)[2]要使电流计G的示数为0,将电阻箱R1的阻值减小,向上流的电流增大,要求增大向下流的电流,所以减小R2;
(3)[3]由于电流计G的示数为0,所以电流表的示数等于电压表的电流与电阻R1的电流之和。则在步骤1中,通过电压表的电流电压表的内阻为联立可得
(4)[4]根据闭合电路欧姆定律得E=U1+I1r; E=U2+I2r解得
(5)[5][6]电流计G的内阻对电动势的测量值无影响,其理由是灵敏电流计两侧电势相等,无电流流过。
9.(2023·湖北·统考高考真题)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:
电压表(量程,内阻很大);
电流表(量程);
电阻箱(阻值);
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线 。
(2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图(c)所示,则干电池的电动势为 V(保留3位有效数字)、内阻为 (保留2位有效数字)。
(3)该小组根据记录数据进一步探究,作出图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为 (保留2位有效数字)。
(4)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值 (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 1.58 0.64 2.5 偏小
【详解】(1)[1]实物连线如图:
(2)[2][3]由电路结合闭合电路的欧姆定律可得由图像可知E=1.58V内阻
(3)[4]根据可得由图像可知解得
(4)[5]由于电压表内阻不是无穷大,则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值,即实验中测得的电池内阻偏小。
10.(2022·天津·高考真题)实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路,由测得的实验数据绘制成的图像如图2所示。
(1)图1的电路图为下图中的 。(选填“A”或“B”)
(2)如果实验中所用电表均视为理想电表,根据图2得到该电池的电动势 V,内阻 。
(3)实验后进行反思,发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响,对测得的实验数据进行修正,在图2中重新绘制图线,与原图线比较,新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将 ,与纵坐标轴交点的数值将 。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 B 4.5 1.8 不变 变大
【详解】(1)[1]通过观察实物图可知电压表接在电源两端,故电路图为B;
(2)[2][3]根据闭合电路欧姆定律有则图线在纵轴上的截距表示电池的电动势E,斜率是电池的内阻r,根据图像可知,纵轴截距为4.5,横轴截距为2.5,结合上述分析可知电池电动势;内阻
(3)[4][5]分析测量电路可知系统误差的来源是电压表的分流作用,使得电流表的示数小于流过电池的电流,考虑电压表内阻的影响,流过电压表的电流为可知流过电池的电流为,
因电压表内阻不变,随着电压值减小,电压表电流减小,当电压值趋于0时,I趋于,在图2中重新绘制的图线如图所示
故新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将不变,与纵坐标轴交点的数值将变大。
(μA)
36
66
94
114
134
(μA)
182
167
153
143
133
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