（全国通用）高考物理二轮热点题型归纳与变式演练 专题26 闭合电路实验（解析+原卷）学案

专题26 闭合电路实验目录TOC \o "1-3" \h \u  HYPERLINK \l "_Toc29376" 一、热点题型归纳  HYPERLINK \l "_Toc17993" 【题型一】 伏安法测电动势和内电阻  HYPERLINK \l "_Toc26924" 【题型二】 伏阻法、安阻法测电动势和内电阻  HYPERLINK \l "_Toc12217" 【题型三】 多用电表欧姆档测电阻  HYPERLINK \l "_Toc30563" 【题型四】 半偏法测表的内阻  HYPERLINK \l "_Toc21895" 二、最新模考题组练 2【题型一】 伏安法测电动势和内电阻【典例分析】图甲是利用两个电流表A1和A2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，定值电阻R1和A1内阻之和为10 000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多)，A2为理想电流表．(1)按电路原理图在图乙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A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为：在图所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1－I2图线．(4)利用所得图线求得电源的电动势E＝__________ V，内阻r＝________ Ω.(均保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流Im＝__________ A．(保留两位有效数字)答案　(1)见解析图　(2)b端　(3)见解析图　(4)1.49(1.48～1.50)　0.60(0.55～0.65)　(5)2.5(2.3～2.7)解析　(1)连线如图所示．(2)实验前滑动变阻器接入电路电阻值应最大．(3)如图所示．(4)由图线上读出两组数值，代入E＝I1(R1＋RA1)＋(I1＋I2)r构成方程组联立求解E和r.(5)短路电流Im＝eq \f(E,r).【提分秘籍】1．实验数据求E、r的处理方法(1)列方程求解：由U＝E－Ir得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(U1＝E－I1r,U2＝E－I2r))，解得E、r.(2)用作图法处理数据，如图所示．①图线与纵轴交点为E；②图线与横轴交点为I短＝eq \f(E,r)；③图线的斜率表示r＝|eq \f(ΔU,ΔI)|.2．注意事项(1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池．(2)电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快．(3)要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些．(4)若U－I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据r＝|eq \f(ΔU,ΔI)|确定．(5)电流表要内接(因为r很小)．3．误差来源(1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确．(2)系统误差：外接时电压表分流.【变式演练】1．用如图所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源(电动势约3 V，内阻约2 Ω)，保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干．实验主要步骤：(ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；(ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；(ⅲ)以U为纵坐标，I为横坐标，作U－I图线(U、I都用国际单位)；(ⅳ)求出U－I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.回答下列问题：(1)电压表最好选用________；电流表最好选用______．A．电压表(0～3 V，内阻约15 kΩ)B．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)C．电流表(0～200 mA，内阻约2 Ω)D．电流表(0～30 mA，内阻约2 Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大．两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________．A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝________，r＝________，代入数值可得E和r的测量值．答案　(1)A　C　(2)C(3)ka　k－R2解析　(1)电压表内阻越大，分流越小，误差也就越小，所以选内阻较大的电压表A；当滑动变阻器接入电阻最小时通过电流表电流最大，此时通过电流表电流大小约为I＝eq \f(E,R1＋R2＋r)≈176 mA，所以选量程为200 mA的电流表C.(2)由电路分析可知，若滑动变阻器的滑片右移电压表示数变大，则滑动变阻器接入电路部分阻值增大，选项C符合题意．(3)由E＝U＋I(r＋R2)，得U＝－I(r＋R2)＋E，对比伏安特性曲线可知，图象斜率的绝对值k＝r＋R2，所以电源内阻r＝k－R2；令U＝0，得I＝eq \f(E,r＋R2)＝eq \f(E,k)，由题意知与横轴截距为a，所以a＝I＝eq \f(E,k)，则E＝ka.2．利用图所示的电路测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差．供选择的器材有：A．电流表A(0～0.6 A)B．电压表V1(0～3 V)C．电压表V2(0～15 V)D．滑动变阻器R1(0～20 Ω)E．滑动变阻器R2(0～200 Ω)F．定值电阻R0＝1 ΩG．开关一个，导线若干(1)实验中电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(选填相应器材前的字母)．(2)闭合开关，电压表和电流表均有示数，但是无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表的读数变化都非常小．同学们讨论后，在原电路的基础上又加了一个定值电阻R0，问题得到解决．请你在虚线框内画出改进后的电路图．某位同学记录了6组数据，对应的点已经标在坐标纸上．在坐标纸上画出U－I图线，并根据所画图线可得出干电池的电动势E＝______ V，内电阻r＝________ Ω.(结果均保留两位有效数字)答案　(1)B　D　(2)见解析图　1.5　0.14(0.13～0.18)解析　(1)由于干电池的电动势为1.5 V，所以应选电压表B，C的量程太大，误差太大；选用小的滑动变阻器便于操作，故选D.(2)电路图如图甲所示，U－I图线如图乙所示图象的纵截距表示电源电动势，故有E＝1.5 V，所以内阻为r＝eq \f(1.5－1.0,0.44) Ω－1 Ω≈0.14 Ω3实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究．实验室提供的器材有：干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω)；电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；电流表A(量程0.6 A，内阻约1 Ω)；滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)；定值电阻R1(阻值2 Ω)；定值电阻R2(阻值5 Ω)；开关一个，导线若干．(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U－I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是________．(单选，填正确答案标号) A．电压表分流B．干电池内阻较小C．滑动变阻器最大阻值较小D．电流表内阻较小(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示．请根据实验数据，回答以下问题：①图中已标出后3组数据对应的坐标点，请标出前4组数据对应的坐标点并画出U－I图像．②根据实验数据可知，所选的定值电阻为________(填“R1”或“R2”)．③用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路．答案　(1)B　(2)①见解析图(a)　②R1　③见解析图(c)解析　(1)电压表示数的变化范围小，原因是外电阻的阻值远大于电源内阻，选项B正确．(2)①根据数据描点并连成一条直线，如图(a)所示．②由图像可知E＝1.55 V，U＝0时I＝0.59 A，故r′＝eq \f(E,I)≈2.63 Ω，由于2 Ω