浙江专版2021年高考物理一轮复习实验十测定电池的电动势和内阻高效演练含解析

浙江专版2021年高考物理一轮复习实验十测定电池的电动势和内阻高效演练含解析

实验十 测定电池的电动势和内阻 ‎1.在“测定电池的电动势和内电阻”实验中 ‎(1)某同学用多用电表粗测一节干电池的电动势,选择开关应置于合适位置,下列符合要求的是________。 ‎ ‎(2)该同学根据图甲中的电路原理图将实验仪器连接成如图乙所示的实验电路,其中a、b、c、d四条导线连接错误的是________。 ‎ ‎(3)该同学利用正确的电路测得多组电流、电压值,并根据实验数据得到如图丙所示的U-I图线,由此可知该电池的电动势E=________V;内阻r=________Ω。(均保留三位有效数字) ‎ ‎【解题指导】(1)根据干电池的电动势可明确应选择的电压表量程。‎ ‎(2)根据原理图分析实物图可明确哪根线接错。‎ ‎(3)根据闭合电路欧姆定律以及图象规律进行分析可明确电源的电动势和内电阻。‎ ‎【解析】(1)干电池的电动势约为1.5 V,故应选择直流2.5 V的量程。故选B。‎ ‎(2)由原理图可知,电流表采用了相对电源的外接法;则由图乙可知,b线应接在开关的右上方接线柱。故b线接错。‎ ‎(3)根据U=E-Ir可知,电源的电动势E=1.46 V,内电阻r= Ω≈0.793 Ω。‎ - 4 -‎ 答案:(1)B　(2)b　(3)1.46　0.793‎ ‎2.(2017·天津高考)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ,电阻R1=9.0 kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻。‎ ‎(1)按图示电路进行连接后,发现 aa′、 bb′和cc′ 三条导线中,混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的,将开关S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压,读数不为零,再测量 a、 a′间电压,若读数不为零,则一定是________导线断开;若读数为零,则一定是________导线断开。 ‎ ‎(2)排除故障后,该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图象如图所示。由I1-I2图象得到电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω。 ‎ ‎【解析】(1)用电压挡检测电路故障,电压表的表头是电流计,原电路有断路,回路中无电流,将电压表接在a、b′间后有示数,说明电路被接通,即a、b′间有断路故障,再测量a、a′间电压,电压表读数不为零,说明断路故障的范围被缩小到a、a′间,则一定是aa′导线断开;若读数为零,则说明电路仍未被接通,断路故障的范围被确定在b、b′间,即bb′导线断开。‎ ‎(2)将纵轴数值都乘以(R1+r1),将I1-I2图象转化成U1-I2图象,并延长图线与纵轴相交,则纵轴截距为1.41 V,即电源电动势为1.41 V,‎ 斜率k= Ω=3.5 Ω=R0+r,‎ 可得r=0.5 Ω。‎ - 4 -‎ 答案:(1)aa′　bb′　(2)1.41(1.36～1.44均可)　0.5(0.4～0.6均可)‎ ‎3.某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:多用电表;电压表:量程5 V,内阻十几千欧;滑动变阻器:最大阻值5 kΩ;导线若干。回答下列问题:‎ ‎(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡,再将红表笔和黑表笔________,调零点。 ‎ ‎(2)将图(a)中多用电表的红表笔和________(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。 ‎ ‎(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V。 ‎ ‎(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为______kΩ。 ‎ - 4 -‎ ‎(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为________V,电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为________kΩ。 ‎ ‎【解析】(1)欧姆表使用前一定要欧姆调零,即红黑表笔短接后,调节调零旋钮,使电表满偏。‎ ‎(2)红正黑负,电流从红表笔入,从黑表笔流出电表;电流从电压表正极接线柱流入,故红表笔接触1,黑表笔接触2。‎ ‎(3)欧姆表读数=倍率×表盘读数=1 k×15.0 Ω=15.0 kΩ,电压表的读数为 ‎3.60 V。‎ ‎(4)由于滑动变阻器被短路,故欧姆表的读数即为电压表的阻值12.0 kΩ。‎ ‎(5)欧姆表的中值电阻等于内电阻,故欧姆表1 k挡位的内阻为15.0 kΩ,根据闭合电路欧姆定律,电动势为E=U+·r=4 V+×15 kΩ=9 V。‎ 答案:(1)短接　(2)1　(3)15.0　3.60‎ ‎(4)12.0　(5)9.00　15.0‎ - 4 -‎