（山东专用）2015高考物理二轮专题辅导训练 专题5 第12讲 常考问题三 以测电源电动势为核心的电学实验（含解析）.doc

常考问题三　以测电源电动势为核心的电学实验 测定电源的电动势和内阻的实验是高中物理实验中的重要实验之一．其基本方法是运用电流表和电压表等实验器材、利用图象法得出电源电动势和内阻．预测2015年高考本实验是考查热点，结合图象求解电源电动势和内阻应引起大家的重视．‎ ‎8．根据闭合电路欧姆定律，用图5－12－16甲所示电路可以测定电池的电动势和内阻．图中R0是定值电阻，通过改变R的阻值，测出R0两端的对应电压U，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的．根据实验数据在－(R＋r)坐标系中描出坐标点，如图丙所示，已知R0＝150 Ω.试完成下列问题：‎ 图5－12－16‎ ‎(1)请根据原理图将图乙中的实物图连接好．‎ ‎(2)在图丙中画出－(R＋r)关系图线．‎ ‎(3)图线的斜率是________V－1·Ω－1，由此可得电池电动势E＝________V.‎ 图5－12－16‎ 解析　(1)所连实物图如图(a)所示．‎ ‎(2)所画的图象如图(b)所示．‎ ‎(3)根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋(r＋R)，即：＝(R＋r)＋，由图(b)可知斜率k＝＝0.004 5，则E＝1.48 V.‎ 答案　(1)如图(a)所示　(2)如图(b)所示 ‎(3)0.004 5(0.0043～0.0047均对)　1.48(1.46～1.50均对)‎ ‎9．(2014·北京卷，21)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．‎ ‎(1)应该选择的实验电路是图5－12－17中的________(选填“甲”或“乙”)．‎ 图5－12－17‎ ‎(2)现有电流表(0～‎0.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材：‎ - 4 -‎ ‎ A．电压表(0～15 V)‎ B．电压表(0～3 V)‎ C．滑动变阻器(0～50 Ω)‎ D．滑动变阻器(0～500 Ω)‎ 实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．(选填相应器材前的字母)‎ ‎(3) 某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图5－12－18的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U－I图线.‎ 序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 电压U/V ‎1.45‎ ‎1.40‎ ‎1.30‎ ‎1.25‎ ‎1.20‎ ‎1.10‎ 电流I/A ‎0.060‎ ‎0.120‎ ‎0.240‎ ‎0.260‎ ‎0.360‎ ‎0.480‎ 图5－12－18‎ ‎(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.‎ ‎(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化．下图各示意图中正确反映P－U关系的是________．‎ 解析　(1)由于电源内阻较小，电流表相对电源应外接，故电路图应选甲．‎ ‎(2)由于测一节干电池的电动势(约1.5 V)，电压表应选用B，由于电源内阻较小，滑动变阻器应选用C.‎ ‎(3)第2组数据描点及U－I图线如图所示．‎ ‎(4)由U－I图线可得：电动势E＝1.50 V，‎ 内电阻r＝||＝ Ω＝0.83 Ω - 4 -‎ ‎(5)随着滑动变阻器滑片的移动，外电阻越来越大，电压表示数U逐渐增大，电源的输出功率先增大后减小，当外电阻等于电源内电阻时，输出功率最大，故D对，A、B、C均错．‎ 答案　(1)甲　(2)B　C　(3)见解析 ‎(4)1.50(1.49～1.51)　0.83(0.81～0.85)　(5)D ‎10．(2014·河北邯郸质检)(1)如图5－12－19甲是“测电池的电动势和内阻”的实验电路，如果采用新电池进行实验，实验时会发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时，电压表变化________(填“明显”或“不明显”)；‎ ‎(2)为了较精确地测量一节新电池的内阻，可用以下给定的器材和一些导线来完成实验，‎ 器材：量程3 V的理想电压表V，量程‎0.6 A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R0(R0＝1.50 Ω)，滑动变阻器R1(0～10 Ω)，滑动变阻器R2(0～200 Ω)，开并S.相比于图甲，图乙中的电阻R0有哪些作用？‎ ‎______________________________________________________________________‎ ‎______________________________________________________________________‎ ‎(3)为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用________(填R1或R2)；‎ ‎(4)用笔画线代替导线在图丙中完成实物连接图；‎ ‎(5)实验中，改变滑动变阻器的阻值，测出当电流表读数为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，则新电池内阻的表达式r＝________(用I1、I2、U1、U2和R0表示)；‎ 图5－12－19‎ ‎(6)处理实验数据时，测出两组U、I值，便可计算出电池的电动势和内阻，这样做虽然简单，但误差可能较大．处理数据时如何减少实验误差，请你提出一种处理方法：‎ ‎______________________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________.‎ 解析　(1)新电池的内阻很小，内电路的电压降很小，虽然滑动变阻器在阻值较大的范围内调节，但电压表变化还是不明显；‎ ‎(2)方便实验操作和数据测量；防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏；‎ ‎(3)因为R1的总电阻较小，使电路中电流较大，电流表指针能在刻度盘中央附近，测量误差较小；‎ ‎(4)如下图所示，有一处画错不给分 ‎(5)可将定值电阻和内阻绑在一起，即R＝r＋R0，根据闭合电路欧姆定律可得E＝U1＋I1R，E＝U2＋I2R 联立可得r＝－R0‎ ‎(6)尽可能多测几组U、I值，分别求出每组的E、r值，最后求平均值(或作U－I图象利用图线在坐标轴上截距求出E、r)．‎ 答案　(1)不明显 ‎(2)方便实验操作和数据测量；防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏 ‎(3)R1　(4)见解析 - 4 -‎ ‎(5)r＝－R0‎ ‎(6)尽可能多测几组U、I值，分别求出每组的E、r值，最后求平均值(或作U－I图象利用图线在坐标轴上截距求出E、r)‎ ‎1．测量电源的电动势和内阻的方法很多，如伏安法、安阻法、伏阻法等．任何一种实验方法．一定要紧扣闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，而最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I，这也是命题专家命题时的入手点．‎ ‎2．在测量电源电动势和内阻的实验中，利用图象得出电动势和内阻是常见的方法，对于不同的电路设计，在作图象时都要画出倾斜直线，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图象中的斜率与截距求解．当电流表或电压表量程不符合实验要求时，要考虑改装电表进行测量，所以有时也会用两个电流表或两个电压表来进行测量．‎ - 4 -‎