2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流 2.10 实验 测定电池的电动势和内阻课后提升作业 新人教版选修3-1.doc

2.10 实验 测定电池的电动势和内阻课后提升作业1、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.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B.一个伏特表和多个定值电阻C.一个安培表和一个电阻箱D.两个安培表和一个滑动变阻器【解题指南】解答本题应把握以下两点：(1)能利用选择项提供的实验器材正确画出电路图。(2)能根据闭合电路欧姆定律判断能否求出电动势和内阻。【解析】选D。如图甲，根据闭合电路欧姆定律可得E=U+Ir，可测量多组数据列式求解，A不符合题意；如图乙，根据欧姆定律可得E=UR(r+R)，测量多组数据可求解，B不符合题意；如图丙，根据欧姆定律可得E=I(R+r)，可测量多组数据列式求解，C不符合题意；D中两个安培表和一个滑动变阻器，由于不知道滑动变阻器电阻，故无法测量，D符合题意。2.(2018乌鲁木齐高二检测)用两个定值电阻和电压表可以测量电源的电动势(约3V)和内阻。提供的主要器材有：电阻R1(2.0)、R2(9.0)、电源、电压表、开关S1、单刀双掷开关S2、导线若干，实验电路如图甲所示。(1)根据电路图，将未连接完整的实物图连接完整。(2)闭合开关S1，开关S2分别接到R1、R2两电阻，电压表的读数分别为2.0V、2.7V，则测得电动势为_V，内阻为_。由于电压表的内阻影响，测得的内阻_(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。【解析】(1)根据电路图连接实物图如图所示：(2)在闭合电路中，电源电动势：E=U+Ir=U+URr，代入实验数据解得：E=3.0V，r=1.0；由图示电路图知，由于电压表的分流作用，流过电源的电流大于UR，内阻的测量值大于真实值。答案：(1)图见解析(2)3.01.0大于【补偿训练】如图所示的电路可用于测量电池E的内阻r。电池的电动势未知。图中是电流表，其内阻并不是很小，为电压表，其内阻亦不是很大，R是一限流电阻，阻值未知，3个开关S1、S2、S3都处于断开状态。(1)写出测量电池内阻的实验步骤，用适当的符号表示该步骤中应测量的物理量：_。(2)用所测得的物理量表示电池内阻的表达式为r=_。【解析】(1)实验步骤及应测的物理量为：a.闭合S1，S3接1，测得电压表的读数为U0，电流表的读数为I0。设Rg为电压表的内阻，则Rg=U0I0。b.闭合S1，S3接2，测得电压表的读数U1，以E表示电池的电动势，I1表示通过电池的电流，则有E=I1r+U1，U1=I1Rg，由以上各式得E=U1U0I0r+U1。c.闭合S1、S2，S3接2，测得电压表的读数U2，电流表的读数I2，设通过电池的电流为I，则有E=Ir+U2。设通过电压表的电流为I2，则有I=I2+I2，U2=I2Rg。(2)r=U1-U2I2-U1-U2U0I0。答案：(1)见解析(2)U1-U2I2-U1-U2U0I03.根据闭合电路欧姆定律，用图甲所示电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中R0是定值电阻，通过改变R的阻值，测出R0两端的对应电压U12，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在1U12-R坐标系中描出坐标点，如图乙所示。已知R0=150，请完成以下数据分析和处理。(1)图乙中电阻为_的数据点应剔除。(2)在坐标纸上画出1U12-R的关系图线。(3)图线的斜率是_(V-1-1)，由此可得电池电动势Ex=_V。【解析】(1)根据画图描点原则，应舍掉80.0的点。(2)如图所示。(3)根据闭合电路欧姆定律：Ex=U12+U12R0(R+rx)，所以1U12=1Ex+RExR0+rxExR0，由此图可知斜率1R0Ex=1.34-0.71400.00457，即Ex1.46V。答案：(1)80.0(2)图见解析(3)0.004571.464.小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。(1)图中电流表的示数为_A。(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：U/V1.451.361.271.161.06I/A0.120.200.280.360.44请根据表中的数据，在方格纸上作出U-I图线。由图线求得：电动势E=_V；内阻r=_。(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合。其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_。【解析】(1)电流表使用的量程为00.6 A，所以电流表读数为0.44 A。(2)描点连线得到U-I图象，如图所示根据E=U+Ir，图象中纵截距为电动势，所以E=1.60 V(1.581.62都算对)，斜率为内阻，所以r=1.2(1.181.26都算对)。(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大。答案：(1)0.44(2)U-I图象见解析1.60(1.581.62都算对)1.2(1.181.26都算对)(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大