版高考物理一轮复习 精选题辑 课练25 实验 测定电源的电动势和内电阻 练习使用多用电表Word下载.docx
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(4)
用多用电表探测图甲所示黑箱发现:
用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;
用欧姆挡测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点,阻值很小,但反接阻值很大.那么,该黑箱内元件的接法可能是图乙中的________.
答案:
(1)ABDF
(2)
220Ω
19.6mA
1.96V
(3)CDABE (4)B
解析:
(1)多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头改装而成的,A正确;
用多用电表测电压、电流时,红表笔的电势都高于黑表笔的电势,B正确;
用多用电表测电阻时,红表笔接内部电源的负极,所以其电势低于黑表笔的电势,C错误;
用多用电表测电压、电流和电阻时,电流都是从红表笔流入的,D正确;
用多用电表测电阻时,用到了表内的电源,测电压、电流时没有用到,E错误;
测电阻时,必须把与被测电阻相接的电源分离,F正确;
测电阻时,两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确,但是千万不要用两手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起,因为这样相当于将人体电阻并联入电路中,会使得所测电阻偏小,G错误.故选ABDF.(3)用多用电表测一个电阻(阻值约为200Ω)的操作步骤:
①机械调零;
②选挡位;
③欧姆调零;
④测量;
⑤整理.所以正确的顺序为:
CDABE.(4)用多用电表探测黑箱发现:
用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压,说明E、F间没有电源,即电源接在下方;
用欧姆挡测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点,阻值很小,但反接阻值很大,说明E、F间有二极管,且E点接二极管的正极,那么只有B选项正确.
2.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4.5V,内阻大约为1.5Ω;
电源乙的电动势大约为1.5V,内阻大约为1Ω.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0~3V的电压表V
B.量程为0~0.6A的电流表A1
C.量程为0~3A的电流表A2
D.阻值为4.0Ω的定值电阻R1
E.阻值为100Ω的定值电阻R2
F.最大阻值为10Ω的滑动变阻器R3
G.最大阻值为100Ω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1.48V.然后将K1、K2均闭合,电压表示数为1.23V,则电源乙电动势E=________V,内阻r=________Ω.(小数点后保留两位小数)
(1)①D B F ②4.4 1.6 ③A
(2)①D ②1.48 0.81
(1)①测电动势约4.5V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3A的电流表,则读数误差太大,因此,电流表应选B;
测电动势约4.5V电源电动势与内阻时,电路最小电阻为R=
=
Ω=7.5Ω,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=4.4V,内阻为r=5.6Ω-4Ω=1.6Ω.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1.48V,即电源乙电动势为E=1.48V;
K1、K2均闭合,电压表示数为1.23V,电压表测路端电压,此时电路电流为I=
A=0.3075A,电源内阻为r=
≈0.81Ω.
3.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999.9Ω,可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=0.6A,内阻rg=0.1Ω)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=2.6Ω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.
(1)如图甲所示
(2)如图乙所示 (3)如图乙所示 (4)1.5(1.46~1.54均可) 0.3(0.25~0.35均可)
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=2.6Ω时,由题图乙可知I=0.5A,
=2A-1,描点(2,2.6),见图乙.(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).由图乙可知E=k=
V≈1.5V(1.46~1.54V范围内均正确),r≈0.3Ω(0.25~0.35Ω均正确).
4.在测定一节干电池的电动势和内阻(电动势约1.5V,内阻小于2.0Ω)的实验中,备有下列参数准确可靠的器材:
电流表A1(量程0~3mA,内阻r1=5.0Ω);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻r2=0.5Ω);
滑动变阻器R1(0~10Ω,2.0A);
滑动变阻器R2(0~100Ω,1.0A);
定值电阻R3(995Ω);
定值电阻R4(9.5Ω);
开关和导线若干.
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的实验电路,图中x表为电流表________,y表为电流表________,定值电阻应选________,滑动变阻器应选________.(均填写器材的字母代号)
(2)图乙为该同学根据实验电路,利用测出的数据绘出的I1与(I1+I2)的关系图线,I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数.则由图线可求被测干电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(结果保留三位有效数字)
(3)在电路连接良好的情况下,该实验方案________(填“有”或“没有”)系统误差.
(1)A2 A1 R3 R1
(2)1.47(1.46~1.48均可) 1.18(1.14~1.21均可)
(3)没有
(1)A1与定值电阻R3串联改装成一个电压表,为了便于调节,滑动变阻器选用R1.
(2)根据闭合电路欧姆定律有E=(r1+R3)I1+(I1+I2)r,变形为I1=-
(I1+I2)+
,与I1-(I1+I2)图象一一对应,可分别求得E、r.(3)该方案把两个电流表的内阻情况都考虑进去了,没有系统误差.
5.
甲同学设计了如图所示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0~1.5V,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.
(1)先测电阻R1的阻值.请将甲同学的操作补充完整:
A.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U1;
B.保持电阻箱示数不变,________,读出电压表的示数U2;
C.则电阻R1的表达式为R1=________.
(2)
甲同学已经测得电阻R1=4.80Ω,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.(保留三位有效数字)
(3)利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1,乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是:
闭合S1,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________(填“较大”、“较小”或“相同”),所以________同学的做法更恰当些.
(1)将S2切换到b
r
(2)1.43 1.21 (3)较小 甲
(1)先测出电阻箱R两端的电压U1,再测出电阻箱与R1的总电压U2,两次的电压之比就等于电阻r与r+R1之比,因此开关S2先切换到a,之后再切换到b,这时
,因此R1=
r.
(2)根据闭合电路欧姆定律有U=
,整理可得
·
+
,图象的截距0.7V-1=
,可得E=1.43V,而图象的斜率
A-1=
,而R1=4.80Ω,E=1.43V,可得R2=1.21Ω.(3)乙同学测量时,由于电压表测量的是R与R1的总电压,因此电阻箱调节范围较小,也就是电压表示数变化范围较小,所以甲同学的做法更合理.
6.现用以下器材测量电池的电动势和内阻.
A.被测电池(电动势在10~15V之间)
B.电阻箱(0~20Ω)
C.滑动变阻器(最大阻值20Ω)
D.定值电阻R0(阻值5Ω)
E.电流表A1(量程0~0.6A)
F.电流表A2(量程0~3A)
G.开关
H.导线若干
实验中只用到了包括电池和定值电阻R0在内的六种实验器材,并利用实验数据作出了通过电池的电流I的倒数
和外电路电阻R(R0除外)的关系图线,即
-R图线,如图所示.则:
(1)实验时电阻箱和滑动变阻器二者中应选择________;
(2)在虚线框内画出实验原理图;
(3)根据图线求出电池的电动势为________V,内阻为________Ω;
(4)说出实验中产生误差的原因(说出两条即可):
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(1)电阻箱
(2)如图所示 (3)12 1
(4)①电流表A2的内阻分压产生的系统误差;
②电流表读数时产生的偶然误差;
③作
-R图线时产生的偶然误差等
(1)实验中需要读出电阻的阻值,故应选择电阻箱.(3)由欧姆定律可知
E=I(R+R0+r),变形可得
R+
,由图可知
V-1,即
E=12V;
=0.5A-1,解得r=1Ω.(4)实验中产生误差的原因:
电流表A2的内阻分压产生的系统误差;
电流表读数时产生的偶然误差;
作
-R图线时产生的偶然误差.
7.
如图所示,一热敏电阻RT放在控温容器M内;
A为毫安表,量程6mA,内阻为几十欧姆;
E为直流电源,电动势约为3V,内阻很小;
R为电阻箱,最大阻值为999.9Ω;
S为开关.已知RT在95℃时的阻值为150Ω,在20℃时的阻值约为550Ω.现要求在降温过程中测量在20~95℃之间的多个温度下RT的阻值.
(1)在图中连线,完成实验电路原理图.
(2)完成下列实验步骤:
a.依照实验电路原理图连线;
b.调节M内的温度,使得RT的温度为95℃;
c.将电阻箱调到适当的初值,以保证电路安全;
d.闭合开关,调节电阻箱,记录电流表的示数I0,并记录________________________________________________________________________;
e.将M内的温度降为T1(20℃<
T1<
95℃);
调节电阻箱,使得电流表的示数________,记录________;
f.温度为T1时热敏电阻的阻值RT1=________;
g.逐步降低M内的温度,直至20℃为止,在温度T2、T3、T4、…情况下重复步骤e、f.
(1)如图所示
(2)d.电阻箱的阻值R0 e.仍为I0 电阻箱的阻值R1 f.R0-R1+150Ω
(1)该实验中没有电压表,可以应用等效替代法测热敏电阻阻值,M内温度改变时,通过改变电阻箱接入电路的电阻,保持电路电流不变,则电路总电阻不变,因此应把电源、电流表、热敏电阻、电阻箱、开关串联接入电路.
(2)本实验的原理是干路电流相等时,电路的总电阻相等,即95℃和T1时电路的总电阻相等,有150Ω+R0=RT1+R1,即RT1=R0-R1+150Ω.
8.
如图所示的电路,1、2、3、4、5、6为连接点的标号.在开关闭合后,发现小灯泡不亮.现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:
电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点.
(1)在开关闭合时,为了检测小灯泡以及3根导线,将多用电表接在连接点1、2处,在连接点1、2与电源接好的情况下,应当选用多用电表的________挡,在连接点1、2同时与电源断开的情况下,应当选用多用电表的________挡.
(2)在开关闭合的情况下,若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明________可能有故障.
(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用电表检测小灯泡是否有故障的具体步骤.
①旋转选择旋钮,使其指到欧姆挡.
②________________________________________________________________________.
③________________________________________________________________________.
(1)直流电压 欧姆
(2)连接点5、6或开关
(3)②将多用电表红、黑表笔短接,进行欧姆挡调零
③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,说明小灯泡有故障
(1)在1、2两点接好的情况下,应当选用多用电表的直流电压挡,若选电流挡易造成表头烧坏、电源短路,若选欧姆挡则有可能造成多用电表短路、指针倒转.在连接点1、2同时断开的情况下,应选用欧姆挡,直接测量某段电路的电阻即可.
(2)电压表示数接近电动势,只有一种可能,即电压表与小灯泡串联接入电路,电压表内阻极大,分得大部分电压,说明连接点5、6或开关断路.(3)②将红、黑表笔短接,进行欧姆调零.③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,说明小灯泡有故障.
9.如图所示是多用电表表头的示意图.在正确操作的情况下:
(1)若选择开关的位置如灰箭头所示,则测量的物理量是________,测量结果为________.
(2)若选择开关的位置如白箭头所示,则测量的物理量是________,测量结果为________.
(3)若选择开关的位置如黑箭头所示,则测量的物理量是________,测量结果为________.
(4)若选择开关的位置如黑箭头所示,正确操作后发现指针的偏转角很大(指针偏向表盘右端),那么接下来的正确操作步骤应该依次为:
________,________,将红黑表笔分别接被测电阻两端,读出指针所指刻度,再乘以倍率得出测量值.
(5)无论用多用电表进行何种测量(限于直流),电流都应该从________色表笔经________(填“正”或“负”)插孔流入电表.
(1)直流电压 1.25V
(2)直流电流 50mA (3)电阻 1500Ω (4)改用“×
10”挡 重新进行欧姆调零 (5)红 正
(1)灰箭头对应直流电压2.5V挡,应从第二行刻度上读数,指针恰好指在中央刻度处,读数为1.25V.
(2)白箭头对应直流电流100mA挡,应从第二行刻度上读数,读数为50mA.(3)黑箭头对应电阻×
100挡,应从最上面一行刻度上读数,读数为15,则测量值为1500Ω.(4)指针偏转角很大,电阻读数很小,说明倍率偏大,应选更小的“×
10”倍率,换挡后要重新将红、黑表笔短接,进行欧姆调零.(5)多用电表进行各种测量时,电流都从红色表笔经正插孔流入.
10.在练习使用多用电表的实验中
(1)某同学连接的电路如图所示.
①若旋转选择开关,使其尖端对准直流电流挡,则此时测得的是通过________的电流;
②若断开电路中的电键,旋转选择开关,使其尖端对准欧姆挡,则此时测得的是________的电阻;
③若旋转选择开关,使其尖端对准直流电压挡,闭合电键,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,则此时测得的是________两端的电压.
(2)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时,若________.
A.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
B.测量时发现指针偏离中央刻度过大,则必须减小倍率,重新调零后再进行测量
C.选择“×
10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间,则测量值小于25Ω
D.欧姆表内的电池使用时间太长,虽然完成调零,但测量值将略偏大
(1)①R1 ②R1和R2串联 ③R2
(2)D
(1)①当多用电表选择开关尖端对准直流电流档时,多用电表与R1串联,此时多用电表测得的是通过R1的电流.②切断电路,选择开关尖端对准欧姆挡时,测得的是R1和R2串联的电阻.③选择开关尖端对准直流电压挡,闭合电键,且滑动变阻器的滑片移至最左端时,多用电表示数等于电阻R2两端的电压,也等于电源的路端电压.
(2)双手捏住两表笔金属杆时,测量值为被测电阻与人体电阻的并联阻值,应偏小,A错误;
测量时指针若向左偏离中央刻度过大,应增大倍率,B错误;
选择开关对应“×
10”倍率,指针位于20与30正中间时,测量值应小于250Ω,C错误;
电池使用时间太久,电动势减小,内阻增大,虽然完成调零,但中值电阻偏小,测量时读数将比真实值偏大,D正确.
刷题加餐练
1.(2017·
新课标全国卷Ⅲ)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中E是电池;
R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;
表头
的满偏电流为250μA,内阻为480Ω.虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位,5个挡位为:
直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆×
100Ω挡.
(1)图(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接.
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是________(填正确答案标号).
A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1+R2=________Ω,R4=________Ω.
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示.若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为________;
若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;
若此时B端是与“5”相连的,则读数为________.(结果均保留3位有效数字)
(1)黑
(2)B (3)160 880 (4)1.47mA 1.10×
103Ω 2.95V
本题考查电表的改装与应用
(1)为了确保电表“红”进“黑”出,A端应与“黑”色表笔相连接.
(2)R6应是欧姆挡的欧姆调零电阻,故B项正确.
(3)当换挡开关接2时,为直流电流1mA挡,满足IgRg=(I-Ig)(R1+R2),得R1+R2=160Ω.
当换挡开关接4时,为直流电压1V挡;
则满足U=I(R并+R4),R并=120Ω,得R4=880Ω.
(4)若B端与“1”相连,则为直流电流2.5mA挡,由1/5估读法可得读数为1.47mA.若B端与“3”相连,则为欧姆×
100Ω挡,可得读数为1.10×
103Ω.若B端与“5”相连,则为直流电压5V挡,可得读数为2.95V.
2.(2016·
北京卷)某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合.为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是( )
A.一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器
B.一个电压表和多个定值电阻
C.一个电流表和一个电阻箱
D.两个电流表和一个滑动变阻
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- 版高考物理一轮复习 精选题辑 课练25 实验 测定电源的电动势和内电阻 练习使用多用电表 高考 物理 一轮 复习 精选 25 测定 电源 电动势 电阻 练习 使用 多用 电表
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