2023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.docx

2023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)(2023·高考全国Ⅱ)图为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I (　　) 【解析】　此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，E＝Um＝6V，U＝4V时，I＝4A，因此有6＝4＋4r，解得r＝0.5Ω，当路端电压为4.8V时，U内＝E－U＝6－4.8＝1.2(V)，由＝，所以R＝r＝×0.5＝2(Ω)，由电阻的串联知识可知，正确答案为B. 【答案】　B 2．(7分)用图所示电路测量电池电动势和内阻时，假设有两只电压表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 (　　) A．V1与A1　　　　　　 B．V1与A2 C．V2与A1 D．V2与A2 【答案】　AB 3．(9分)(2023·安徽理综)用如以下列图电路，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1Ω、额定功率5W) (d)定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W) (e)滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A) (f)滑动变阻器(阻值范围0～100Ω、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________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器． (2)引起该实验系统误差的主要原因是______________________． 【解析】　此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)3　0.6　1　0～10　(2)电压表的分流 4．(9分)(2023·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999.9Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig＝，内阻rg＝0.1Ω)和假设干导线． ①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． ②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R＝2.6Ω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． ③在图3上把描绘出的坐标点连成图线． ④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＝__________Ω. 【解析】　此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． ①先设计实验电路图，然后再根据电路图连线．由欧姆定律E＝I(R＋r)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． ②由电表可读出此时电流为，那么坐标为(2,2.6)．再在坐标纸上描出该点． ③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． ④将欧姆定律的表达式E＝I(R＋r)变形得R＝－r，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－r＝－0.3，那么电阻为0.3Ω，直线的斜率为k＝E＝＝1.5(V)． 【答案】　①见图1　②见图2　③见图2 ④1.5(1.46～1.54)　0.3(0.25～0.35) 5．(9分)(2023·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10000Ω(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.屡次改变滑动端c的位置，得到的数据为 I1(mA) I2(mA) 480 400 320 232 140 68 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I1—I2曲线． (4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝__________V，内阻r＝__________Ω.(保存两位小数) (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1.48～1.50范围内同样给分)　0.60(在0.55～0.65范围内同样给分) (5)2.5(在2.3～2.7范围内同样给分) 6．(12分)(2023·扬州模拟)测量电源的电动势E及内阻r(E约为6V，r约为1.5Ω)．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R＝8.5Ω，滑动变阻器R′(0～10Ω)，开关S，导线假设干． (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以下列图中完成实线连接． (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，那么可以求出E＝________，r＝________.(用I1，I2，U1，U2及R表示) 【答案】　(1)(2)如图 (3)　－R 7．(12分)(2023·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：0～3V～15V B电流表：0～～3A C变阻器R1(总电阻20Ω) D变阻器R2(总电阻100Ω)；以及电键S和导线假设干． (1)画出实验电路图(标明变阻器规格)． (2)如以下列图的U—I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＝________Ω. (3)假设只选用两组数据，用欧姆定律算出E、r，有可能误差较大，假设选用第________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E＝1.5V，由r＝||，可得干电池的内阻r＝0.5Ω. (3)5、6组数据误差较大． 【答案】　(1)电路图如以下列图 (2)图见解析　1.5　0.5　(3)5　6 8．(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0～0.6～)，电阻箱(阻值范围0～999.9Ω)，定值电阻假设干，开关、导线假设干． (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)． A．5Ω　　　B．20Ω　　　C．100Ω　　　D．1Ω (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，得到假设干组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＝________Ω.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E＝3V，电路工作电流不超过，电路中的最小电阻R＝＝Ω＝6Ω，而R＝R0＋r＋RA，故R0选5Ω，A正确． (2)见答案 (3)由闭合电路欧姆定律E＝I(R＋RA＋R0＋r)得 R＝E·－(RA＋R0＋r)，在R－图象中E为图象的斜率E＝V＝3.0V，图线在R轴上的交点为RA＋R0＋r＝6.0Ω，所以RA＋r＝r测＝6.0Ω－R0＝1.0Ω，测量的内阻应为r＋RA，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)2.9～3.0　0.9～1.1　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100Ω左右，满偏电流为500μA，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0～10Ω B．电阻箱，阻值范围为0～9999Ω C．电位器，阻值范围为0～200Ω D．电位器，阻值范围为0～20kΩ 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： ①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 ②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 ③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100Ω，电流表的满偏电流为500μA，现在要把它改装成2V的电压表，那么串联的分压电阻R串为________Ω. 【解析】　(1)电流表的内阻约为100Ω，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R′≪R，故R应选用D. (3)由2V＝500μA ×(R串＋R′)解出R串＝3900Ω. 【答案】　(1)B　D　(2)合上S2后，就不能再调节R的阻值　(3)3900 10．(13分)现有一块59C2型的小量程电流表G(表头)，满偏电流为50μA，电阻约为800Ω～850Ω，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20Ω；滑动变阻器R2，最大阻值为100kΩ；电阻箱R′，最大阻值9999Ω；定值电阻R0，阻值1kΩ；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；电阻丝及导线假设干． (1)采用如以下列图(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