高考物理 实验12把电流表改装为电压表13测定电源的电动势和内电阻练习.doc

2011年高考物理 实验12把电流表改装为电压表、13测定电源的电动势和内电阻练习1(7分)(2009·高考全国)图为测量某电源电动势和内阻时得到的UI ()【解析】本题考查测电源的电动势和内电阻及电路的有关知识，意在考查考生综合运用电路知识和实验的有关方法解决问题的能力；由图可知，EUm6V，U4V时，I4A，因此有644r，解得r0.5，当路端电压为4.8V时，U内EU64.81.2(V)，由，所以Rr×0.52()，由电阻的串联知识可知，正确答案为B.【答案】B2(7分)用图所示电路测量电池电动势和内阻时，若有两只电压表V1、V2量程相同，内阻分别为RV1、RV2，且RV1>RV2；两只电流表A1、A2量程相同，内阻分别为RA1、RA2，且RA1>RA2，在实验中，为了使E、r的测量值精确些，选择的电表可以是()AV1与A1BV1与A2CV2与A1 DV2与A2【答案】AB3(9分)(2009·安徽理综)用如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：(a)电流表(量程、3A)(b)电压表(量程3V、15V)(c)定值电阻(阻值1、额定功率5W)(d)定值电阻(阻值10、额定功率10W)(e)滑动变阻器(阻值范围010、额定电流2A)(f)滑动变阻器(阻值范围0100、额定电流1A)那么(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_V，电流表的量程应选择_A；R0应选择_的定值电阻，R应选择阻值范围是_的滑动变阻器(2)引起该实验系统误差的主要原因是_【解析】本题主要考查的知识点是测电源的电动势和内电阻，意在考查考生对电学实验器材的选择能力和误差分析能力【答案】(1)30.61010(2)电压表的分流4(9分)(2009·北京理综)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池该同学想测量一个这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig，内阻rg0.1)和若干导线请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图1中器件的连接方式，画线把它们连接起来接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录当电阻箱的阻值R2.6时，其对应的电流表的示数如图2所示处理实验数据时，首先计算出每个电阻值I的倒数；再制作R坐标图，如图3所示，图中已标注出了(R，)的几个与测量对应的坐标点请你将与图2实验数据对应的坐标点也标注在图3上在图3上把描绘出的坐标点连成图线根据图3描绘出的图线可得出这个电池的电动势E_V，内电阻r_.【解析】本题考查测量电源电动势和内阻实验的设计和数据处理，意在考查考生实验设计的能力和处理实验数据的能力等先设计实验电路图，然后再根据电路图连线由欧姆定律EI(Rr)知，只要知道两组外电阻和电流值，就可以解出电源电动势和内阻因此，直接将可变电阻和电流表串联在电路中就行由电表可读出此时电流为，则坐标为(2,2.6)再在坐标纸上描出该点剔除明显有误差的点，将其他点用平滑的曲线连接起来，得到一条直线将欧姆定律的表达式EI(Rr)变形得Rr，由此式可知，外电阻和电流的倒数呈线性关系将图中的直线延长，与纵坐标轴的交点值为r0.3，则电阻为0.3，直线的斜率为kE1.5(V)【答案】见图1见图2见图21.5(1.461.54)0.3(0.250.35)5(9分)(2009·高考海南卷)图1是利用两个电流表和测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和内阻之和为10000(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多)，为理想电流表(1)按电路原理图在图2虚线框内各实物图之间画出连线(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至_(填“a端”、“中央”或“b端”)(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表和的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为I1(mA)I2(mA)48040032023214068在图3所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1I2曲线(4)利用所得曲线求得电源的电动势E_V，内阻r_.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流Im_A.【答案】(1)连线如图1所示(2)b端(3)如图2所示(4)1.49(在1.481.50范围内同样给分)0.60(在0.550.65范围内同样给分)(5)2.5(在2.32.7范围内同样给分)6(12分)(2009·扬州模拟)测量电源的电动势E及内阻r(E约为6V，r约为1.5)器材：量程3V的理想电压表V，量程的电流表A(具有一定内阻)，固定电阻R8.5，滑动变阻器R(010)，开关S，导线若干(1)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)用笔画线代替导线在下图中完成实线连接(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)【答案】(1)(2)如图(3)R7(12分)(2009·杭州模拟)用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：A电压表：03V15VB电流表：03AC变阻器R1(总电阻20)D变阻器R2(总电阻100)；以及电键S和导线若干(1)画出实验电路图(标明变阻器规格)(2)如图所示的UI图上是由实验测得的7组数据标出的点，请你完成图线，并由图线求出E_V，r_.(3)若只选用两组数据，用欧姆定律算出E、r，有可能误差较大，若选用第_和第_组数据误差最大【解析】(1)电路图如答案图(2)如图，由纵轴截距可得电动势E1.5V，由r|，可得干电池的内阻r0.5.(3)5、6组数据误差较大【答案】(1)电路图如图所示(2)图见解析1.50.5(3)568(12分)按右图所示的电路测量两节干电池串联组成的电池组的电动势E和内阻r，其中R为电阻箱，R0为定值电阻，干电池的工作电流不宜超过.实验室提供的器材如下：电流表(量程00.6)，电阻箱(阻值范围0999.9)，定值电阻若干，开关、导线若干(1)在下面提供的四个电阻中，保护电阻R0应选用_(填写阻值相应的字母)A5B20C100D1(2)根据电路图，请在图甲中画出连线，将器材连接成实验电路(3)实验时，改变电阻箱R的值，记录下电流表A的示数I，得到若干组R、I的数据根据实验数据绘出如图乙所示的R图线，由此得出电池组的电动势E_V，内电阻r_.按照此实验方法，电动势的测量值与真实值相比_，内电阻的测量值与真实值相比_(填“偏大”、“偏小”、“相等”)【解析】(1)两节干电池的电动势E3V，电路工作电流不超过，电路中的最小电阻R6，而RR0rRA，故R0选5，A正确(2)见答案(3)由闭合电路欧姆定律EI(RRAR0r)得RE·(RAR0r)，在R图象中E为图象的斜率EV3.0V，图线在R轴上的交点为RAR0r6.0，所以RArr测6.0R01.0，测量的内阻应为rRA，故偏大，A读数是流过电流表的真实电流，因而电动势无误差，测量值与真实值应相等【答案】(1)A(2)连接如图(3)2.93.00.91.1相等偏大9(12分)右图是测定电流表内电阻实验的电路图，电流表的内电阻约为100左右，满偏电流为500A，有电池作电源(1)实验室配有的可变电阻是A电阻箱，阻值范围为010B电阻箱，阻值范围为09999C电位器，阻值范围为0200D电位器，阻值范围为020k在上述配有的可变电阻中，电路图中的R应选用_；R应选用_(填字母代号)(2)某学生的实验步骤如下：先将R的阻值调到最大，合上S1，调节R的阻值，使电流表的指针指到满刻度合上S2，调节R和R的阻值，使电流表的指针指到满刻度的一半记下R的阻值指出上述实验步骤中有什么错误？答：_.(3)如果按正确实验步骤测得的R的阻值为100，已知电流表的满偏电流为500A，现在要把它改装成2V的电压表，则串联的分压电阻R串为_.【解析】(1)电流表的内阻约为100，故R应选用B；为减小用半偏法测电流表内阻的系统误差，必须满足RR，故R应选用D.(3)由2V500A ×(R串R)解出R串3900.【答案】(1)BD(2)合上S2后，就不能再调节R的阻值(3)390010(13分)现有一块59C2型的小量程电流表G(表头)，满偏电流为50A，电阻约为800850，把它改装成1mA、10mA的两量程电流表可供选择的器材有：滑动变阻器R1，最大阻值为20；滑动变阻器R2，最大阻值为100k；电阻箱R，最大阻值9999；定值电阻R0，阻值1k；电池E1，电动势1.5V；电池E2，电动势3.0V；电池E3，电动势4.5V(所有电池内阻均不计)；标准电流表A，满偏电流1.5mA；单刀单掷开关S1和S2；单刀双掷开关S3、S4；电阻丝及导线若干(1)采用如下图(甲)所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为_；选用的电池为_(2)将G改装成两量程电流表现有两种备选电路，如图(乙)、(丙)所示图_为合理电路，另一电路不合理的理由是_【解析】(1)用此电路测量表头内阻的方法是半偏法S1断开和S1闭合的两次操作中要求干路电流近似不变，而满足这个条件必须使滑动变阻器R的阻值远远大于Rg，因此滑动变阻器应选用R2.根据闭合电路欧姆定律可知，电源电动势E越大，R2越大，实验条件满足得越好，误差越小，所以电池应选用E3.(2)图(乙)所示的电路较合理因为图(丙)所示电路在通电状态下，更换量程时会造成两个分流电阻都未并联在表头两端，可能导致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏【答案】(1)R2E3(2)(乙)理由见解析