高中物理 第2章 恒定电流 10 实验 测定电池的电动势和内阻课时作业 新人教版选修3-1

实验 测定电池的电动势和内阻 基 础 夯 实 一、选择题(1题为单选题，2题为多选题)1如图所示，是甲、乙、丙三位同学设计的测量电源电动势和内电阻的电路。电路中R1、R2为已知阻值的电阻。下列说法中正确的是(_D_)A只有甲同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻B只有乙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻C只有丙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻D三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻解析：图甲中可用EI1(rR1)、EI2(rR2)求得电源的电动势和内电阻，图乙中可用EU1r、EU2r求得电源电动势和内电阻，而图丙中可用EU1I1r、EU2I2r求得电源的电动势和内电阻，故三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻，故D正确。2某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为020，连接电路的实物图如图所示。该学生接线中错误的和不规范的做法是(_ABD_)A滑动变阻器不起变阻作用_B电流表接线有错C电压表量程选用不当 D电压表接线不妥解析：由图中接线可知，滑动变阻器连成定值电阻起不到变阻作用，电流表正、负接线柱接错，电压表始终有读数，开关不能控制电压表，电压表接线应接到开关外侧，电压表量程为3V符合实验要求，故A、B、D三项不规范。二、非选择题3用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用电路如下图(a)所示，一位同学测得的6组数据如下表所示。组别123456电流I/A0.120.200.310.320.500.57电压U/V1.371.321.241.181.101.05(1)试根据这些数据在图(b)中作出UI图线。(2)根据图线求出电池的电动势E_1.46_V，电池的内电阻r_0.72_。答案：(1)见解析图解析：本题考查用作图法处理实验数据。作图线时应使尽可能多的点落在直线上，个别偏离太大的点应舍去，图线如下图所示。由图线与纵轴的交点可得电动势E1.46V，再读出图线与横轴交点的坐标(1.00，0.64)，由EUIr得r0.72。4(广东佛山一中20152016学年高二上学期期中)某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的其他器材有：A电压表V：03V15VB电流表A：00.6A3AC变阻器R1：(20，1A)D变阻器R2：(1000，0.1A)E电键S和导线若干(1)实验中电压表应选用的量程为_03V_(填“03V”或“015V”)；电流表应选用的量程为_00.6A_(填“00.6A”或“03A”)；变阻器应选用_R1_；(2)根据实验要求连接实物电路图；(3)实验测得的6组数据已在UI图中标出，如图所示，请你根据数据点位置完成UI图线，并由图线求出该电池的电动势E_1.5_V，电阻r_0.50_。答案：(2)(3)UI图线如图所示解析：(1)一节干电池的电动势为1.5V，故电压表选择03V即可；流经干电池的电流不允许过大，故电流表选择00.6A即可；变阻器选择R1，调节时连续性较好；(3)由闭合电路欧姆定律EUIr得，UrIE，在UI图象中，纵轴截距表示电源电动势，斜率绝对值代表电源内阻。5(沈阳师大附中20152016学年高二上学期期中)某学生测量电源的电动势E及内阻r所需的实验器材如图2所示。(1)在图1画出实验电路原理图。(2)用笔画线代替导线在图2中，完成实物连线。(3)测量该电源电动势和内电阻所得的UI图线如图3，则由图3可知该电源的电动势为_6.0_V，内电阻为_1.6_。(保留两位有效数字)答案：(1)(2)见解析解析：(1)测量电源的电动势和内阻时，只需要将滑动变阻器与电流表串联接在电源两端，由于电源内阻较小，故相对于电源来说，电流表应采用外接法；原理图如图甲所示；(2)根据原理图，依次将各元件连接，注意导线不能交叉；连线图见图乙。(3)由图3可知，电源的电动势E6.0V；图象的斜率表示电源的内阻；故r1.6。 能 力 提 升 非选择题1(黑龙江哈尔滨三中20142015学年高二检测)某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R05)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图(a)。(1)在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接；(2)请完成下列主要实验步骤：A检查并调节电压表指针指零，调节电阻箱，示数如图(c)所示，读得电阻值是_20_；B将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V；C将开关S2_闭合_，电压表的示数是1.16V，断开开关S1。(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_0.69_(计算结果保留两位有效数字)。答案：(1)如图所示解析：(2)由题图(c)读得电阻箱阻值为R20；将S1闭合S2断开，电压表示数为电源电动势，E1.49V，将S2闭合，电压表示数为电阻箱R两端电压，将电压表视为理想电表，则干路电流IA0.058A。(3)因为I，所以rR0R(520)0.69。2(山东潍坊一中20142015学年高二上学期检测)为了测定电源电动势E、内阻r的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图甲所示的电路。闭合开关，调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的阻值R，电压表V1的示数U1，电压表V2的示数U2。根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I，分别描绘了a、b两条UI图线，如图乙所示。请回答下列问题：(1)写出流过电阻箱的电流I的表达式_I_；(2)小灯泡两端电压随电流变化的图象是_b_；(选填“a”或“b”)(3)根据图乙可以求得电源的电动势E_3.0_V，内阻r_2.0_，该电路中小灯泡消耗的最大功率为_1.0_W。解析： (1)首先要明白电路的组成，作出电路图，如图所示。 电阻箱两端电压UU2U1，电阻箱阻值为R，所以流过电阻箱的电流I。(2)小灯泡两端电压随电流的增大而增大，所以选图线b。(3)图线a为电源路端电压随电路中电流变化的关系图线，图线a与纵轴的交点为电源的电动势，E3.0V，图线a斜率的绝对值为电源的内阻，r2.0，图线a、b的交点表示U1U2，即电阻箱的阻值为0，此时小灯泡消耗的功率最大，PUI1.0W。3(河北正定中学20142015学年高二下学期期中)为测定一节干电池的电动势和内阻，现提供如下仪器：A电压表(量程2V，内阻约8k)B电流表(量程0.6A，内阻rA 0.8)C滑动变阻器(020)D开关E若干导线(1)为准确测定干电池的电动势和内阻，应选择图_甲_(选填“甲”或“乙”)；(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至_左_端。(选填“左”或“右”)；(3)移动变阻器的滑片，得到几组电压表和电流表的示数，描绘成如图丙所示的UI图象从图线的截距得出干电池的电动势为1.40V的理论依据是_UI图象与纵轴交点坐标值是电源电动势_；(4)利用图丙可得到干电池的内阻为_0.63_(保留两位有效数字)。解析：(1)电流表内阻已知，采用伏安法测电源电动势与内阻时，应选择图甲所示电路。(2)由图乙所示电路图可知，滑动变阻器采用限流接法，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至左端。(3)在闭合电路中，路端电压UEIr，当I0时，UE，则UI图象与纵轴交点坐标值等于电源电动势，由图丙所示图象可知，电源电动势为1.40V。(4)电源UI图象斜率的绝对值是电源内阻，由图丙所示图象可知，电源内阻r1.43，电池内阻为1.430.80.63。4(湖北黄冈中学20152016学年高二检测)小明要测定一电源的电动势E和内电阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用I表示)，一只电阻箱(阻值用R表示)，一只开关和导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据。(1)小明设计该实验的原理表达式是_EI(Rr)_(用E、r、I、R表示)；(2)小明在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至_最大值_(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)，在实验过程中，将电阻箱调至图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为_25_；(3)小明根据实验采集到的数据作出如图丙所示的R图象，则由图象求得，该电源的电动势E_6.0(5.86.2均可)_V，内阻r_2.4(2.32.5均可)_(结果均保留两位有效数字)。解析：(1)在闭合电路中，E、I、R、r几个量之间的关系是EI(Rr)。(2)为了整个电路的安全，所以开始电流要小，即电阻箱电阻调到最大值；题图乙电阻箱读数为25。(3)根据EI(Rr)，推出，再结合R图象可知：图线的斜率为，截距为，解得E6.0V(5.86.2均可)，r2.4(2.32.5均可)。