高考物理一轮复习 考点28 实验：测定电源的电动势和内阻练习（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

考点28实验：测定电源的电动势和内阻
题组一基础与经典题
1．某实验小组要测量一节旧干电池的电动势和内阻，用到下列器材：灵敏电流计G(内阻为50Ω)；电压表V(0～3V，内阻约为10kΩ)；电阻箱R1(0～999.9Ω)；滑动变阻器R2；开关；导线若干。

由于灵敏电流计的量程太小，该实验小组用电阻箱R1与灵敏电流计G并联，可使其量程扩大为原来的20倍，则改装后的电流表内阻为________Ω。扩大量程后灵敏电流计的刻度盘并没有改变，将器材连接成如图甲所示的电路，调节滑动变阻器，读出了多组电压表示数U和灵敏电流计的示数Ig，并作出了U­Ig图线如图乙所示，由作出的U­Ig图线及题中的相关信息，可求得干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。
答案2.51.407.5
解析由题可知电阻箱R1与灵敏电流计G并联，可使其量程扩大为原来的20倍，因为改装前后电流计的满偏电压不变，由欧姆定律可得改装后的电流表的内阻为原来的eq\f(1,20)，即R′＝eq\f(R,20)＝eq\f(50,20)Ω＝2.5Ω。由闭合电路欧姆定律得：U＝E－20Ig(r＋R′)，由图示U­Ig图象可知，图象与纵轴交点的纵坐标值为1.40，所以干电池的电动势E＝1.40V，r＋R′＝|eq\f(ΔU,20ΔIg)|＝eq\f(1.40－0.80,0.003×20)Ω＝10Ω，电源的内阻r＝10Ω－2.5Ω＝7.5Ω。
2．用实验测一电池的电阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约为6V，电池的内阻和待测电阻的阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：
电流表A1(量程0～30mA)；
电流表A2(量程0～100mA)；
电压表V(量程0～6V)；
滑动变阻器R1(阻值0～5Ω)；
滑动变阻器R2(阻值0～300Ω)；
开关S一个，导线若干条。
某同学的实验过程如下：
Ⅰ.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路。

Ⅱ.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线。
Ⅲ.断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤，得到另一条U­I图线，图线与横轴I的交点坐标为(I0,0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)。
回答下列问题：
(1)电流表应选用________，滑动变阻器应选用________。
(2)由U­I图线，得电源内阻r＝________Ω。
(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx＝________，代入数值可得Rx。
(4)若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围________，电压表示数变化范围________。(均选填“相同”或“不同”)
答案(1)A2R2(2)25(3)eq\f(U0,I0)－r(4)相同不同
解析(1)由题图乙U­I图线可知电流表量程应为0～100mA，故选A2。电路中滑动变阻器采用限流接法，路端电压最大值大于5.5V，而电源电动势E＝6V，故R外≫r，则滑动变阻器应选最大阻值较大的R2。
(2)由题图乙得：r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝25Ω。
(3)Rx改接在B、C之间后，可视(Rx＋r)为新电源的内阻，故有Rx＋r＝eq\f(U0,I0)，即Rx＝eq\f(U0,I0)－r。
(4)电路中的电流I＝eq\f(E,R＋r＋Rx)，r＋Rx一定，R都从300Ω调到某同一阻值，电流的变化范围相同，即电流表示数的变化范围相同。Rx接在A、B间时，电压表所测电压U＝eq\f(E,R＋Rx＋r)(R＋Rx)，Rx接在B、C间时，电压表所测电压U′＝eq\f(E,R＋Rx＋r)R，故两种情况下电压表所测电压的变化范围不同。
3．为了测量一节干电池的电动势和内阻，某实验小组设计了如图甲所示的电路，实验室准备了下列器材供选用：
A．待测干电池一节
B．直流电流表A1(量程0～0.6A，内阻约为0.01Ω)
C．直流电流表A2(量程0～3A，内阻约为0.02Ω)
D．直流电压表V1(量程0～3V，内阻约为5kΩ)
E．直流电压表V2(量程0～15V，内阻约为25kΩ)
F．滑动变阻器R1(阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A)
G．滑动变阻器R2(阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为2A)
H．开关
I．导线若干

(1)实验中电压表应选用________；电流表应选用________；滑动变阻器应选用________。(填字母代号)
(2)实验小组在进行实验时，开始滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上开关S后发现滑