高考物理一轮复习课后练习25 实验 测定电源的电动势和内电阻练习使用多用电表（含答案解析）

这是一份高考物理一轮复习课后练习25 实验 测定电源的电动势和内电阻练习使用多用电表（含答案解析），共10页。试卷主要包含了5 V，内阻大约为1，6 A的电流表A1，6I＋4，0 V；，0　0，991 V≈9，4，1等内容，欢迎下载使用。
2020版高考物理 全程复习课后练习25 实验：测定电源的电动势和内电阻练习使用多用电表1.在实验室测量两个直流电源的电动势和内阻．电源甲的电动势大约为4.5 V，内阻大约为1.5 Ω；电源乙的电动势大约为1.5 V，内阻大约为1 Ω.由于实验室条件有限，除了导线、开关外，实验室还能提供如下器材：A．量程为0～3 V的电压表VB．量程为0～0.6 A的电流表A1C．量程为0～3 A的电流表A2D．阻值为4.0 Ω的定值电阻R1E．阻值为100 Ω的定值电阻R2F．最大阻值为10 Ω的滑动变阻器R3G．最大阻值为100 Ω的滑动变阻器R4(1)选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材，采用图甲所示电路测量电源甲的电动势和内阻．①定值电阻应该选择________(填“D”或“E”)；电流表应该选择________(填“B”或“C”)；滑动变阻器应该选择________(填“F”或“G”)．②分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，计算机拟合得到如图乙所示U－I图象，U和I的单位分别为V和A，拟合公式为U=－5.6I＋4.4.则电源甲的电动势E=________ V，内阻r=________Ω.(保留两位有效数字)③在测量电源甲的电动势和内阻的实验中，产生系统误差的主要原因是________．A．电压表的分流作用　　　B．电压表的分压作用C．电流表的分压作用  D．电流表的分流作用E．定值电阻的分压作用(2)为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内阻，选择电压表、定值电阻等器材，采用图丙所示电路．①定值电阻应该选择________(填“D”或“E”)．②实验中，首先将K1断开，K2闭合，电压表示数为1.48 V．然后将K1、K2均闭合，电压表示数为1.23 V，则电源乙电动势E=________ V，内阻r=________Ω.(小数点后保留两位小数)         2.在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材．(1)甲同学按电路图a进行测量实验，其中R0=1 Ω，则①请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接；②由电压表的读数U和电流表的读数I，画出U—I图线如图c所示，可得电源的电动势E=________V，内阻r=________Ω.(结果保留两位有效数字)(2)乙同学将测量电路连接成如图d所示，其他操作正确，由电压表的读数U和电流表的读数I，画出U—I图线如图e所示，可得电源的电动势E=________V，内阻r=________Ω.(结果保留两位有效数字)  3.某实验小组利用一滑动变阻器和未知内阻的微安表，来测量多用电表欧姆“×1 k”挡内部电池的电动势E.(1)该小组采用图1甲中的电路进行实验，请将图1乙中的实物连接完整．(2)请将下面的实验步骤补充完整：A．插上红、黑表笔，把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“×1 k”位置，将红、黑表笔________，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0 Ω”．B．按照电路图连接好电路．C．接通开关，改变滑动变阻器接入电路中的阻值，得到多用电表和微安表的示数分别如图2所示．多用电表和微安表的读数分别为________kΩ和________μA.D．断开开关，拔下红、黑表笔，把多用电表的选择开关扳到________位置．(3)若表盘中央刻度为15，结合以上信息可得多用电表“×1 k”挡内部电池的电动势为________V(保留两位有效数字)．    4.某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一下这个电池的电动势E和内阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=0.6 A，内阻rg=0.1 Ω)和若干导线．(1)请根据测定电动势E和内阻r的要求，设计图甲中器件的连接方式，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，并做记录．当电阻箱的阻值R=2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如图乙所示．处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数，再制作R－坐标图，如图丙所示，图丙中已标注出了的几个与测量对应的坐标点，请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上．(3)在图丙上把描绘出的坐标点连成图线．(4)根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=________ V，内阻r=________ Ω.  5.小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，为了准确选取电压表和电流表的量程，决定先用多用电表测量小灯泡的阻值．(1)在使用前发现电表指针位置如图甲所示，该同学应该调节________(选填“①”或“②”)．(2)小明使用多用电表欧姆“×10”挡测量小灯泡电阻阻值，读数如图乙所示，为了更准确地进行测量，小明应该旋转开关至欧姆________(选填“×100”或“×1”)挡，两表笔短接并调节________(选填“①”或“②”)．(3)按正确步骤测量时，指针指在如图丙所示位置，则小灯泡阻值的测量值为________Ω.      6.某物理兴趣小组设计了如图a所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率．所用器材如下：A．干电池：电动势E=1.5 V，内阻r=1.0 ΩB．电流表G：满偏电流Ig=1 mA，内阻Rg=150 ΩC．定值电阻R1=1 200 ΩD．电阻箱R2和R3：最大阻值都为999.9 ΩE．电阻箱R4：最大阻值为9 999 ΩF．开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干(1)该实验小组按图a正确连接好电路．当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2=________Ω，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻为欧姆表的内阻R内，则R内=________Ω，欧姆表的倍率是________(选填“×1”或“×10”)．(2)闭合开关S：第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2=________Ω且R3=________Ω时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图b所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为________Ω.7.如图a所示为一黑箱，内有一节干电池、若干电阻，A、B为黑箱的两个输出端．(1)为探索黑箱，某同学用多用电表进行以下测量，你认为正确的操作是________．A．用欧姆挡测量A、B间的电阻B．用直流电流挡测量A、B间的输出电流C．用直流电压挡测量A、B间的输出电压D．用交流电压挡测量A、B间的输出电压(2)含有电源的黑箱相当于一个等效电源，A、B为等效电源的两极．为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图b所示的电路．调节电阻箱R的阻值，记录下电压表的示数U，图c是根据实验数据在坐标纸上画出的图象，若忽略电压表内阻的影响，根据图象可求得等效电源的电动势E=________V，等效内阻r=________Ω.(结果保留三位有效数字)(3)如果考虑电压表内阻的影响，测得的等效电源的电动势与真实值相比________，测得的等效内阻与真实值相比________．(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)8.指针式多用电表是常用的电学测量仪器，请完成下列问题．如图1所示为多量程多用电表的示意图．(1)当接通1或2时，为________(选填“电流”、“电阻”或“电压”)挡，1的量程比2的量程________(选填“大”或“小”)．若选择开关拨至“25 mA”挡，指针的位置如图2所示，则测量结果为________mA，接通5或6时，5的量程比6的量程________(选填“大”或“小”)．(2)当接通3或4测量某电阻时，用“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用________(选填“×1”或“×100”)挡，换挡后，在测量前要先进行________．若此多用电表所用表头的满偏电流是100 mA，则换挡后电池的电动势E=________ V；图1中________(选填“A”或“B”)为红表笔．  9.某同学用灵敏电流计改装多用电表，如图所示为其设计的电路原理图，已知灵敏电流计G的满偏电流为Ig=3 mA，内阻Rg=100 Ω.(1)根据该电路原理图，A表笔应为________表笔．(选填“红”或“黑”)(2)若开关S1闭合，S2接位置1时，要求该电表为0～0.6 A的电流表，则电阻R1应为________Ω，当开关S1断开，S2接位置3时，要求该电表为0～3 V的电压表，则电阻R2应为________Ω.(保留三位有效数字)             10.某同学用伏安法测定电源的电动势和内阻．实验室提供的器材有：A．待测电源(电动势约18 V，内阻约2 Ω)B．电压表(内阻约几十千欧，量程为6 V)C．电流表(内阻约为0.3 Ω，量程为3 A)D．滑动变阻器(0～50 Ω，3 A)E．电阻箱(最大阻值999 999 Ω)F．开关G．导线若干(1)为完成实验，该同学将量程为6 V的电压表扩大量程，需测定电压表的内阻，该同学设计了图1所示的甲、乙两个电路，经过思考，该同学选择了甲电路，该同学放弃乙电路的理由是：______________________________________.(2)该同学按照图甲连接好电路，进行了如下几步操作．①将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零；②闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到6.0 V；③保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为2.0 V时，电阻箱的阻值如图2所示，示数为________Ω；④保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为________V.(3)将此电压表(表盘未换)与电流表连成如图3所示的电路，测电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的触头，读出电压表和电流表示数，作出的U—I图象如图4所示，则电源的电动势为________V，内阻为________Ω.(结果保留三位有效数字)  
答案解析1.答案为：(1)①D，B，F，②4.4，1.6，③A；(2)①D，②1.48，0.81；解析：(1)①测电动势约4.5 V的电源电动势与内阻时，由于有定值电阻的存在，电路中的最大电流为 A，如果用量程为3 A的电流表，则读数误差太大，因此，电流表应选B；测电动势约4.5 V电源电动势与内阻时，电路最小电阻为R== Ω=7.5 Ω，考虑电源内阻、滑动变阻器电阻，定值电阻应选D；为方便实验操作，滑动变阻器应选F.②由表达式U=－5.6I＋4.4及U=E－I(r＋R1)可知，电源电动势为E=4.4 V，内阻为r=5.6 Ω－4 Ω=1.6 Ω.③由电路图可知，电压表的分流作用会造成实验误差，故选A.(2)①用图丙所示电路测电动势与内阻，定值电阻适当小一点，实验误差小，因此定值电阻应选D.②由电路图可知，K1断开，K2闭合，电压表示数为电源电动势，电压表示数为1.48 V，即电源乙电动势为E=1.48 V；K1、K2均闭合，电压表示数为1.23 V，电压表测路端电压，此时电路电流为I== A=0.307 5 A，电源内阻为r=≈0.81 Ω.  2.答案为：(1)①见解析　②3.0　0.38；(2)2.9　0.50解析：(1)①根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；②在画出的U—I图象中，纵横的截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示内阻与定值电阻R0的和，根据题图c可得：E=3.00 V，r＋R0=||= Ω=1.38 Ω，且R0=1 Ω，则r=0.38 Ω；(2)由乙同学的电路接法可知，R左右两部分并联后与R0串联，则可知，在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现题图e所示的图象，则由图象可知，当电压为2.40 V时，电流为0.50 A，此时滑动变阻器两部分电阻相等，则总电流为I1=1 A；而当电压为2.30 V时，电流分别对应0.33 A和0.87 A，则说明当电压为2.30 V时，干路电流为I2=0.33 A＋0.87 A=1.2 A；则根据闭合电路欧姆定律可得：2.40 V=E－1 A×r，2.30 V=E－1.20 A×r，解得：E=2.9 V，r=0.50 Ω.  3.答案为：(1)电路连接如图所示；(2)A.短接，C．22，243(242～244也正确)，D．OFF挡(或交流电压最高挡)；(3)9.0解析：(1)根据电路图，连接实物图．注意多用电表的红表笔连接的是多用电表内部电池的负极，所以红表笔应该通过滑动变阻器连接微安表的负接线柱，黑表笔应该通过开关连接微安表的正接线柱．(2)A.根据欧姆表的使用方法可知，选挡后应先进行欧姆调零，即将欧姆表的红表笔和黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指向刻度盘的最右侧0 Ω处．C.根据欧姆表的读数规则，读数为22 ×1 kΩ=22 kΩ.根据微安表读数规则，微安表读数为243 μA.D.根据多用电表使用规则，实验完毕，由于多用电表内部有电池，为避免表笔短路损坏电池，应该将选择开关扳到OFF挡(或交流电压最高挡)．(3)欧姆调零后，欧姆表内阻等于表盘上中央刻度乘以挡上所标示的倍率，即欧姆表的中值电阻，由此可知，欧姆表“×1 k”挡的内阻为R0=15×1 kΩ=15 kΩ.根据闭合电路欧姆定律，可得E=I(R＋R0)，式中I为微安表读数243 μA，R为欧姆表读数(即滑动变阻器接入电路中的电阻和微安表内阻之和)22 kΩ，代入数据，可得E=243×10－6 A×(22＋15)×103 Ω=8.991 V≈9.0 V.  4.答案为：(1)如图a所示；(2)如图b所示；(3)如图b所示；(4)1.5(1.46～1.54均可)　0.3(0.25～0.35均可)解析：(1)首先应理解本题的实验原理，由闭合电路欧姆定律可知E=I(R＋r)，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，直接将电阻箱和电流表串联在电路中就行．(2)当R=2.6 Ω时，由题图乙可知I=0.5 A，=2 A－1，描点(2,2.6)，见图b.(3)R－图线是一条倾斜的直线．注意连线时：①不能连成折线；②为减小偶然误差，个别偏离太远的点舍去．(4)由闭合电路的欧姆定律得E=I(R＋r＋rg)，则R=－(r＋rg)，故图线的斜率k表示电池电动势E的大小，纵轴截距的绝对值表示电阻(r＋rg)．由图b可知E=k= V≈1.5 V(1.46～1.54 V范围内均正确)，r≈0.3 Ω(0.25～0.35 Ω均正确)．  5.答案为：(1)①；(2)×1，②；(3)30；解析：(1)使用前指针不指零，应调机械调零旋钮①；(2)示数太小，应换小倍率，所以小明应旋转开关至欧姆“×1”挡，两表笔短接，欧姆调零，应调欧姆调零旋钮②；(3)欧姆表读数规则是“示数×倍率”，读数应为30×1 Ω=30 Ω.  6.答案为：(1)149，1 500，×10；(2)14，150，100；解析：(1)由闭合电路欧姆定律可知，欧姆表的内阻为R内== Ω=1 500 Ω，则R2=R内－R1－Rg－r=149 Ω，中值电阻应为1 500 Ω，根据多用电表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，若为“×1”，则中值电阻太大，不符合实际，故欧姆表倍率应为“×10”；(2)为了得到“×1”倍率，应让满偏时对应的电阻为150 Ω，电流为I1= A=0.01 A，此时表头中电流应为0.001 A，则与之并联的电阻R3中的电流应为0.01 A－0.001 A=0.009 A，并联电阻为R3= Ω=150 Ω，R2＋r= Ω=15 Ω，故R2=(15－1) Ω=14 Ω；题图b所示电流为0.60 mA，则通过电源的电流为6 mA，因此总电阻为R总=×103 Ω=250 Ω，故待测电阻为R测=250 Ω－150 Ω=100 Ω.  7.答案为：(1)C；(2)1.43，1.07(1.04～1.10均正确)；(3)偏小，偏小；解析：(1)因为黑箱内含有电源，所以不能用欧姆挡直接测量；用电流挡测量A、B间的输出电流，可能会造成短路，也不能用交流电压挡测量A、B间的输出电压，只能用直流电压挡测量A、B间的输出电压，选项C正确．(2)由闭合电路欧姆定律可知：E=U＋r，即=＋·              ，由题图c可知=0.70 V－1，解得E=1.43 V；= Ω/V=0.75 Ω/V，则r=1.07 Ω.(3)如果考虑电压表内阻的影响，则外电阻的实际阻值小于R，使测得的等效电源的电动势与真实值相比偏小，测得的等效内阻与真实值相比也偏小．  8.答案为：(1)电流，大，11.5，小；(2)×1，欧姆调零，1.5，A；解析：(1)灵敏电流计改装成电流表时要并联一电阻分流，所以1、2位置是电流挡；并联电阻越小，分流越大，则改装的电流表量程越大，故1位置的量程较大；电流表选择挡位为25 mA，电流挡的最小分度是0.5 mA，则读数为11.5 mA；要测量电压，电流计应与电阻串联，由题图2可知当选择开关S旋到5、6位置时测量电压，电流计所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故转换开关S旋到5位置的量程比旋到6位置的量程小；(2)因偏转角度过大，则电阻小，要用小量程的，应选择“×1”挡，换挡后电路改变，要重新欧姆调零，换挡后中值电阻为R=15 Ω，则换挡后电池的电动势E=IgR=0.1×15 V=1.5 V，根据电流红进黑出的原则可知，多用电表内电池的正极与黑表笔相连，则A为红表笔.  9.答案为：(1)红；(2)0.503，900；解析：(1)由题图可知，图中A与欧姆表内置电源负极相连，A应是红表笔；(2)若开关S1闭合，S2接位置1时，灵敏电流计G与电阻R1并联，改装成电流表，R1==0.503 Ω，当开关S1断开，S2接位置3时，灵敏电流计G与电阻R2串联，改装成电压表，R2==900 Ω.  10.答案为：(1)电路中电流太小，电流表无法准确测量；(2)50，452，18；(3)17.4，1.60解析：(1)电流表不能和电压表串联，否则电流表读数很小，无法准确测量；(2)根据电阻箱各个旋钮的位置，可得示数为50 452 Ω；依题意，电压表的内阻与电阻箱阻值之比为1：2，而电阻箱与电压表为串联关系，所以改装后电压表量程为6×3 V=18 V; (3)由于电压表改装过，并且改装后的电压表量程是原来的三倍，结合题图4，可知电源的电动势为5.8×3 V=17.4 V，内阻为题图4中图线斜率的绝对值的三倍，r=×3 Ω=1.60 Ω.