高三物理三年高考真题演练习：实验八《测定电源的电动势和内阻》.doc

【实验八】测定电源的电动势和内阻
mA
V
mA
R
S
E

V

1．（2007海南物理，13）图中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表 具有一定的内阻，电压表 的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻。当S向电压表一侧闭合时，电压表 读数为U1，电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2。
⑴根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R=_____。
V
mA
E
R
S
⑵根据右图所给出的电路，在下图的各器件实物图之间画出连接的导线。

2．（2007宁夏理综，22，15分）
⑴由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器，如图所示。试根据你学到的有关平行板电容器电容的知识，推测影响圆柱形电容器的因素有_______。

H
R2
R1

⑵利用伏安法测量干电池的电动势和内阻。现有的器材为：
V
干电池：电动势约1.5V，符号
A
电压表：量程1V，内阻998.3Ω，符号
电流表：量程1A，符号
滑动变阻器：最大阻值10Ω，符号
电阻箱：最大阻值99999.9Ω符号
单刀单掷开关1个，符号
导线若干

①设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内。要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。
②为了满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程_____倍，电阻箱的阻值应为____Ω。
3．（2007江苏物理，9）某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表的量程为0.6 A，内阻约0.1 Ω；电压表的量程为3 V，内阻约6 kΩ；Ｇ为小量程电流表；电源电动势约3 V，内阻较小，下列电路中正确的是

4．（2007四川理综，22）甲同学设计了如图所的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E（不计内阻），待测电阻R1，待测电阻R2, 电压表V（量程为1.5V，内阻很大），电阻箱R (0~99.99Ω ) ，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。
V
a
b
E
S1
S2
R
R1
R2
O
0.5
2.8
0.7
1
U
V-1
1
R
Ω-1
①先测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数Ul，保持电阻箱示数不变，读出电压表的示数U2。则电阻R1的表达式为R1＝____。
②甲同学已经测得电阻Rl=4.8Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的图线，则电源电动势E=___V，电阻R2 =____Ω。
③利用甲同学设计的电路和测得的电阻Rl，乙同学测电源电动势E 和电阻R2的阻值的做法是：闭合S 1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出于相应的图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2。这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围______（选填“较大”、“较小”或“相同”)，所以______同学的做法更恰当些。
5．（2009安徽理综，21Ⅱ，6分）用右图所示的电路，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0.6A、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（阴值范围0--10、额定电流2A）
（f） 滑动变阻器（阻值范围0-100、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 。
6．（2009重庆理综，22）硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用题22图2所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。图中R0为已知定值电阻，电压表视为理想电压表。
①请根据题22图2，用笔画线代替导线将题22图3中的实验器材连接成实验电路。
②若电压表的读数为，
则I＝ mA；
③实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a。见题22图4，由此可知电池内阻 （填“是”或“不是”）常数，短路电流为 mA ，电动势为
V。
④实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，见题22图4.当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V。则实验二中外电路消耗的电功率为
mW
（计算结果保留两 位有效数字）。

7．（2009海南物理，14，11分，）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“端”、“中央”或“ 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和。多次改变滑动端c的位置，得到的数据为
I1(mA)
0.120
0.125
0.130
0.35
0.140
0.145
I2(mA)
480
400
320
232
140
68
在图3所示的坐标纸上以为纵坐标、为横坐标画出所对应的曲线。
④利用所得曲线求的电源的电动势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 A。

V
mA
E
R
S
1．【答案】（1）
（2）如图。

2．【答案】（1）H、R1、R2、ε（正对面积、板间距离、极板间的介质）
V
A
E r
S
＋
＋
－
－
（2）①

②2； 998.3
3. 【答案】AB
【解析】C项中电流表应采用外接法，D项中电阻箱应该和电流计并联。
4．【答案】① ②1.43，1.2 ③小，甲
5．【解析】由于电源是一节干电池（1.5V），所选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几Ω左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。
关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测<E真，r测<r真。

【答案】（1）3，0.6，1，0～10。（2）由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小。
6．【答案】 ①见22题答案图，②，③不是，0.295(0.293-0.297)，2.67(2.64-2.70)，④0.065(0.060-0.070)
【解析】
①见右图；
②根据欧姆定律可知I＝；
③路端电压U＝E－Ir，若r为常数、则U-I图为一条不过原点的直线，由曲线a可知电池内阻不是常数；当U＝0时的电流为短路电流、约为295μA＝0.295mA；当电流I＝0时路端电压等于电源电动势E、约为2.67V；
④实验一中的路端电压为U1＝1.5V时电路中电流为I1＝0.21mA，连接a中点（0.21mA、1.5V）和坐标原点，此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻（定值电阻）的U-I图，和图线b的交点为实验二中的路端电压和电路电流，如右图,电流和电压分别为I＝97μA、U＝0.7V,则外电路消耗功率为P＝UI＝0.068 mW。
7．【答案】①连线如图1所示，
②b端，
③如图2所示。
④1.49（1.48～1.50），0.60（0.55～0.65）
⑤2.4（2.3～2.7）

【解析】
②实验前滑动变阻器接入电路电阻值最大；
④由图线上读出两组数值，代入E＝I1R1+（I1＋I2）r构成方程组联立求解E和r；
⑤短路电流E/r。

用心 爱心 专心