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首页高考知识点物理知识点18.实验与探究I以测电源电动势和内阻为核心的电学实验

高考物理知识点

以测电源电动势和内阻为核心的电学实验

绩优堂高考知识点以测电源电动势和内阻为核心的电学实验

考点

基本仪器的原理和使用实验的基本知识以打点计时器应用为中心的力学实验以橡皮条和弹簧类为中心的力学实验以测电阻为核心的电学实验以测电源电动势和内阻为核心的电学实验

共计13道相关试题精选知识点题

【正确答案】
(1)短接

(2)

(3)        

(4)

(5)      

【命题立意】

本题考查的是测量多用电表中电池的电动势和“× ”挡时内部电路的电阻.难度中等.

【解题思路】

(2)电流从红表笔流入,黑表笔流出,因此红表笔应当接 端.(3)多用电表示数为    ;电压表示数为  (4)电压表内阻为此时多用电表示数,即  (5)多用电表表盘示数为其内阻,即“× ”挡时内部电路的总电阻为  ;则由第(4)问知电动势为

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案    (Ⅱ)如图所示

(1)             (2)

【答案详解】

解析    由图象可知,纵轴截距为电源电动势 ,该直线斜率表示电源内阻 ,由交点 可知,灯泡两端电压为 ,电流为 ,所以滑动变阻器连入电路的阻值为

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【正确答案】
答案 (1)   间均可)

(2)②   ③

(3)

【答案详解】

解析    (1)选择开关接 时,多用电表是量程为 的电流表,读数为 。选择开关接 时,多用电表是量程为 的电压表,电压表读数为

(2)②电阻箱作为被测量电阻,欧姆表指针所指的就是被测量的电阻值,电阻箱示数为 ,所以 处刻度应为

③设欧姆表内阻为 。( 电流表内阻 电源内阻 调零电阻)两表笔短接时,电流表满偏电流 两表笔间接入 电阻箱时,电流表指针指到 处,则半偏电流 从而得到欧姆表内阻为 ,所以电动势  

(3)图 所示的电流值 可解得

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【正确答案】
答案     ①      

②甲    小

③乙    

【答案详解】

解析    ①螺旋测微器的固定刻度为 ,可动刻度为 ,金属丝直径为 。电流表读数为 ,电压表读数要向后估读一位,即读数为

②因   ,测量电路采用电流表外接法,故最佳电路为甲电路,此时测量结果因电压表的分流而偏小。

③若已知电流表内阻时,最佳电路为乙电路,由欧姆定律得: ,那么  

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
(1)①A        ②1.970

(2)①9.4

②(i)连线如图甲所示

(ii)所作图象如图乙所示

(iii)9.5~11.1

【命题立意】

(1)本题考查双缝干涉测光的波长实验,主要考查了考生的实验操作能力.难度中等.

(2)本题考查测电源的电动势和内电阻实验及考生用数学方法解决物理问题的能力.难度中等.

【解题思路】

(1)①调整光源高度时需要光源和遮光筒的轴线和屏的中心在一条直线上,A错误,其余正确.②螺旋测微器的读数

(2)①电压表的最小刻度为 ,读数

②(i)根据电路图连接实物图如答案图甲所示.(ii)根据表格中数据描点连线如答案图乙所示.(iii)由闭合电路的欧姆定律 ,可推导出 ,故图线纵轴截距为 -1 .可解得E≈10V.

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(19分)(1)如图13甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖,它的         面不能用手直接接触。

在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a,b,c的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d、e两点,如图乙所示.计算折射率时,用          (填“d”或“e”)点得到的值较小,用          (填“d”或“e”)点得到的值误差较小.

(2)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池,他们测量这种电池的电动势E和内阻r,并探究电极间距对E和r的影响.实验器材如图甲所示.

①测量E和r的实验方案为调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式          ,利用测量数据作出U–I图象,得出E和r.

②将电压表视为理想表,要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,请在图甲中用笔画线代替导线连接电路.

③实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的U – I图象如图乙中(a)(b)(c)(d)所示,由此可知:

在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势       (填“增大”“减小”或“不变”),电源内阻          (填“增大”“减小”或“不变”).

曲线(c)对应的电源电动势E=          V,内阻r=          Ω,当外电路总电阻为2500Ω时,该电源的输出功率P=            mW.(均保留三位有效数字)

【正确答案】
(1)光学;d;e    (2)①U=E-Ir  ②如答图所示

③不变;增大;0.975;478;0.268

【命题立意】

(1)本题以插针法测定玻璃砖折射率的实验为载体考查了折射定律,属于考纲中识记、理解应用层次,难度中等.

(2)本题考查测果汁电池的电动势和内阻,难度中等.

【解题思路】

(1)长方形玻璃砖的光学面是玻璃和空气的分界面,为避免出现误差,在做实验时,不要用手触摸玻璃砖的光学面;作出如图所示的光路图,由图可知,在玻璃的上界面发生折射时,入射角相等, 光线所对应的折射角较大,由折射定律 可得,折射角越大,其所对应的折射率n越小;光线通过平行玻璃砖后的出射光线和入射光线平行,由图示可知, 线和 线平行,则其误差较小.

(2)①测电池的电动势和内阻的基本实验原理就是闭合电路欧姆定律,即 .②电压表视为理想电表,其不分流,电压表测电源的路端电压,电流表测电路的总电流,误差较小.③在 图象中图线与 轴的截距大小等于电源电动势的大小,图线的斜率大小等于电源的内阻大小,即由图象可知,四条线与 轴的截距相等,即电动势不变,而图线的斜率依次变大,电源的内阻增大;由图线( )可知,电源的电动势 ,电源的内阻 ;当电源外接电阻为 时,由闭合电路欧姆定律可得,该电源的输出功率

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【正确答案】
(1)连线如图所示(3分,有任何错误就不给这3分)

(2)  图线如图所示(3分)

(3)2.90(3分,在2.89~2.91之间均给分)

1.03(3分,在0.93~1.13之间均给分)

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【正确答案】
(1)甲   (2)B  C   (3)如图所示

(4)1.50(1.49~1.51) 0.83(0.81~0.85)    (5)C

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(18分)(1)(6分)某同学测定一金属杆的长度和直径,示数如图甲、乙所示,则该金属杆的长度和直径分别为       cm和       mm。

(2)(12分)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图甲所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计 改装的电流表 为标准电压表, 为待测电池组, 为开关, 为滑动变阻器, 是标称值为4.0  的定值电阻。

①已知灵敏电流计 的满偏电流 ,内阻  2.0  ,若要改装后的电流表满偏电流为200mA,应并联一只         (保留一位小数)的定值电阻

②根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路;

③某次实验的数据如下表所示:

该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池  组的内阻          (保留两位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是                                                   

④该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是             。(填选项前的字母)

A.电压表内阻的影响

B.滑动变阻器的最大阻值偏小

C. 的实际阻值比计算值偏小

D. 的实际阻值比标称值偏大

【正确答案】
(1)60.10  4.20        (2)①1.0  ②如图(其他正确连接同样给分)   ③1.66  充分利用已测得的数据   ④CD

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【正确答案】
(1) 

(2)① 0.110   ② 9.09

(3)如图    

1.0(在0.96~1.04之间均给分)   6.0(在5.9~6.1之间均给分)

(4)3.0(在2.7~3.3之间均给分)     1.0(在0.6~1.4之间均给分)

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【正确答案】
(1)运动时间 ,所以水平方向平均速度为 ,瞬时速度为 ,由速度合成知此刻R的速度大小为5cm/s,由曲线运动条件知道D正确.

(2)由后面第三问可知电压表读数会超过2V,所以选电压V3串联一个6K 的电阻即可改成量程为9V的电压表.

(3)由电路图知道电压表读数1.5V时候,路端电压为3.5V,读数为2V时,路端电压为6V,由 代入数据得到 ,

【命题立意】

(1)本题是依托课本中蜡块实验衍生的实脸,考查了运动的合成与分解、合运动和分运动之间的关系.(2)本题属于组合型实验题,考查了电压表的改装、测电源电动势和内阻等知识点.

【解题思路】

(1)由合运动与分运动间的关系可知,在 轴上,红蜡 做匀速直线运动,在 轴上,红蜡 沿 轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,某时刻 的坐标为 ,则 ,此时 的速度大小 ,两种运动的合运动是匀变速曲线运动,类似于平抛运动,选项D正确.(2)①根据电压表的改装原理,改装的新电压表内阻越大,误差越小,并便于读数.则对 ,新电压表的内阻 ;对 ,新电压表的内阻 ;对 ,新电压表的内阻 ,则电压表选择 ,需要串联的电阻 ②电阻箱可以读出电阻,而电压表可以看作理想电压表,则测量电路如答案图所示.③由闭合电路欧姆定律可得 ,而 解得

【知识拓展】

合运动和分运动间具有等时性,合运动与分运动的速度和位移之间的关系分别满足平行四边定则

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(12分)(1)某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端.开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音用刻度尺测出小球下落的高度 、滑块释放与挡板处的高度差 和沿斜面运动的位移 .(空气阻力对本实验的影响可以忽略)

①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________.

②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________.

③以下能引起实验误差的是________.

a.滑块的质量

b.当地重力加速度的大小

c.长度测量时的读数误差

d.小球落地和滑块撞击挡板不同时

(2)某同学利用图甲所示电路,探究了电源在不同负载下的输出功率.

①所得实验数据如下表,请画出 图像.

②根据所画 的图像,可求得电流 时电源的输出功率为________ .(保留两位有效数字)

③实验完成后,该同学对实验方案进行了反思,认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患,并对电路重新设计.在图乙所示的电路中,你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率,又能消除安全隐患的是    . 阻值未知)

【正确答案】

(1)①

③cd

(2)①如图所示

②0.37(或0.36)

③bc.

【命题立意】

本题考查考生测电源电动势和内阻实验方法的迁移能力,难度中等

【解题思路】

(1)①由 ,得 .

②设斜面与水平面的夹角为 ,由

③由 可知动摩擦因数与滑块的质量和当地重力加速度的大小无关,与测量的 有关;同时上式推导过程是以滑块和小球运动时间相等为前提推得的结论,故能引起实验的误差是cd

(2)②当电流 时,对应的电源路端电压 ,则电源的输出功率为 .

③测电源的输出功率,要求电压表测路端电压,电流表测通过电源的电流.安全隐患是滑动变阻器调到零时将电源短路,改进后的电路应当是滑动变阻器调到零也不能将电源短路,符合要求的电路是bc.

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】

(1)A

(2)作图正确,

(3)

【命题立意】

本题考查“测电池的电动势和内阻”实验.难度中等.

【解题思路】

(1)根据所给的电路图知所给的器材中缺少电压表,故A项正确;(2)将所给的数据描点在 图象中,如答图所示,根据闭合电路欧姆定律得 ,因此图线的斜率的绝对值表示电源的内阻,从图象上取两点代入得 ;(3)电压表测得的是电阻箱和电流表消耗的电压和,因此电流表的电阻等于电压表示数除电流表示数减去电阻箱的阻值,即为

【知识拓展】

根据伏安法数据作出 图象处理实验数据时,图线斜率的绝对值为电源内阻 的大小;当 时, ,即图线与纵轴的交点坐标值;当 时, ,其中 为短路时的电流,即图线与横轴的交点坐标值.但要注意,有时纵轴起点不是零,这时图线与横轴的交点不是短路电流,但图线斜率的绝对值仍是电源内阻的阻值,与纵轴交点坐标值仍为电源电动势的数值.

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂

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