20xx版高考物理人教版一輪學(xué)案：實(shí)驗(yàn)十二-測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻-【含答案】(編輯修改稿)
2025-04-03 01:51 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 U－I圖像可知， V，則電池組的電動(dòng)勢(shì)為E＝ V，內(nèi)阻為r＝＝ Ω＝ Ω?！沧兪接?xùn)練1〕(2020湖南岳陽(yáng)模擬)某同學(xué)想測(cè)量一電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)。(1)他用內(nèi)阻Rg＝100 Ω，滿偏電流Ig＝1 mA的表頭G改裝成量程為0～ A的電流表和0～ V的電壓表。則用表頭G串聯(lián)一個(gè)R1＝ kΩ的電阻可以改裝成量程為0～ V的電壓表；用表頭G并聯(lián)一個(gè)R2＝ Ω的電阻可以改裝成量程為0～ A的電流表。(2)現(xiàn)有器材為一只開關(guān)、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、若干導(dǎo)線和改裝的電流表、電壓表(改裝的兩表均用表頭G與一個(gè)電阻串、并聯(lián)來(lái)表示)，要求精確測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻，電流表測(cè)干路電流，請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)原理電路圖。[答案] (3)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)原理電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， V時(shí)， A； V時(shí)， A，則電源的電動(dòng)勢(shì)E＝() V，內(nèi)阻r＝() Ω。[解析] 本題考查電表的改裝、實(shí)驗(yàn)器材選取與電路圖、數(shù)據(jù)處理。(1)改裝成量程為0～ V的電壓表需要串聯(lián)的電阻R1＝－Rg＝ Ω－100 Ω＝ kΩ； A的電流表需要并聯(lián)的電阻R2＝≈ Ω。(2)本實(shí)驗(yàn)可根據(jù)閉合電路歐姆定律精確測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻，電路圖如圖所示。(3)若采用圖1電路，由閉合電路歐姆定律得E＝U1＋I(xiàn)1(r＋)，E＝U2＋I(xiàn)2(r＋)，由以上兩式解得E＝ V，r＝ Ω。若采用圖2電路，由閉合電路歐姆定律得E＝U1＋I(xiàn)1(I1＋)r，E＝U2＋I(xiàn)2(I2＋)r，聯(lián)立解得E＝ V，r＝ Ω?？键c(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新例2 (2021河南濮陽(yáng)模擬)某同學(xué)利用DIS、定值電阻R0、電阻箱R1等實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量電池a的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)多次改變電阻箱的阻值，記錄外電路的總阻值R，用電壓傳感器測(cè)得路端電壓U，并在計(jì)算機(jī)上顯示出如圖乙所示的－關(guān)系圖線a，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量電池b的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，得到圖乙中的圖線b。(1)由圖線a可知電池a的電動(dòng)勢(shì)Ea＝ V，內(nèi)阻ra＝ Ω。(2)用此裝置測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)小于電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)若用同一個(gè)電阻R′先后與電池a及電池b連接，則兩電池的輸出功率Pa小于Pb(填“大于”“等于”或“小于”)，兩電池的效率ηa大于ηb(填“大于”“等于”或“小于”)。[解析] (1)根據(jù)E＝U＋r，得＝＋，題圖乙中圖線a， V－1＝，斜率ka＝ A－1＝，故電動(dòng)勢(shì)Ea＝ V，內(nèi)阻ra＝Eaka＝ Ω。(2)由題圖甲可知，由于電壓傳感器的分流作用，有＝＋，其中RV表示電壓傳感器的內(nèi)阻，所以電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于真實(shí)值。(3)在題圖乙中，圖像的截距為電池電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù)，從圖像可知a的截距大于b的截距，故EaEb。圖像的斜率表示，a的斜率大于b的斜率，而r＝kE， V－1，則電動(dòng)勢(shì)約為5 V； A－1，則內(nèi)阻約為1 Ω，故EaEb，rarb，近似作出電池a、電池b和電阻R的U－I圖線，電阻的圖線與兩電池的交點(diǎn)為電阻的工作點(diǎn)，則由圖可知，圖中交點(diǎn)的電壓與
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