高中物理高考 9 实验十　测定电源的电动势和内阻　随堂检测巩固落实

这是一份高中物理高考 9 实验十　测定电源的电动势和内阻　随堂检测巩固落实，共3页。

A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器
B．一个伏特表和多个定值电阻
C．一个安培表和一个电阻箱
D．两个安培表和一个滑动变阻器
解析：选D.A选项属于伏安法测定干电池的电动势和内阻的实验器材，A项正确；由U＝E－eq \f(U,R)r，B项正确；由E＝I(R＋r)，C项正确；因不能读出滑动变阻器的阻值，D项错误．
2．用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、开关、导线外，还有下列器材供选用：
A．电流表：量程0.6 A，内电阻约1 Ω
B．电流表：量程3 A，内电阻约0.2 Ω
C．电压表：量程3 V，内电阻约30 kΩ
D．电压表：量程6 V，内电阻约60 kΩ
E．滑动变阻器：0～1 000 Ω，额定电流0.5 A
F．滑动变阻器：0～20 Ω，额定电流2 A
(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)．
(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)．
(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图象法处理采集到的数据，为使在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标．
解析：(1)为了使测量更准确，电流表选量程为0.6 A的电流表A，电池组的电动势约4.5 V，故电压表选D，为了便于调节滑动变阻器应选F.
(2)为了使测量误差尽可能小，测量电源电动势和内电阻的原理图如图(a)所示，因此将a、d相连，c、g相连，f、h相连．

(3)用电阻箱和电压表测量电源电动势和内电阻的实验原理图如图(b)所示，根据闭合电路欧姆定律，得E＝U＋eq \f(U,R)r
所以eq \f(1,U)＝eq \f(1,E)＋eq \f(r,E)·eq \f(1,R)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(或U＝E－\f(U,R)r或\f(R,U)＝\f(r,E)＋\f(1,E)R))，
因此可作出eq \f(1,U)－eq \f(1,R)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(或U－\f(U,R)或\f(R,U)－R))图象处理数据．
答案：(1)A D F (2)a d c g f h
(3)eq \f(1,U) eq \f(1,R)(或U eq \f(U,R)或eq \f(R,U) R)(横纵坐标互换亦可)
3．利用如图甲所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：
待测电源，电阻箱R(最大阻值为999.9 Ω)，电阻R0(阻值为3.0 Ω)，电阻R1(阻值为3.0 Ω)，电流表A(量程为200 mA，内阻为RA＝6.0 Ω)，开关S.
实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；
②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；
③以 eq \f(1,I)为纵坐标，R为横坐标，作 eq \f(1,I)－R图线(用直线拟合)；
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.
回答下列问题：
(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则eq \f(1,I)与R的关系式为______________________．
(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0 Ω时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表．
答：①________，②________.
(3)在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝________A－1·Ω－1，截距b＝________A－1.
(4)根据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
解析：(1)根据闭合电路欧姆定律可知：
E＝IRA＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(I＋\f(IRA,R1)))(R＋R0＋r)
将R0＝3.0 Ω，R1＝3.0 Ω，RA＝6.0 Ω代入上式得
eq \f(1,I)＝eq \f(3.0,E)R＋eq \f(3.0,E)(5.0＋r)．
(2)从读数上，有效数字要一致，即读数是0.110 A，倒数是9.09 A－1.
(3)由eq \f(1,I)－R关系式可知k＝eq \f(3.0,E)，截距b＝eq \f(3.0,E)(5.0＋r)；由给出的数据作出图象，连线时使尽可能多的点在同一直线上，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧．
由图象可知，k＝1.0 A－1·Ω－1，b＝6.0 A－1.
(4)电源电动势E＝3.0 V，电源内阻r＝1.0 Ω.
答案：(1)eq \f(1,I)＝eq \f(3.0,E)R＋eq \f(3.0,E)(5.0＋r) (2)①0.110 ②9.09 (3)见解析图 1.0(0.96～1.04间均对) 6.0(5.9～6.1间均对) (4)3.0(2.7～3.3间均对) 1.0(0.6～1.4间均对)R/Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I/A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
eq \f(1,I)/A－1
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0