2019高中物理第二章第10节实验：测定电池的电动势和内阻（对点练巩固练）（含解析）.docx

第10节实验：测定电池的电动势和内阻对应学生用书P57考点一实验原理1.在测量电源电动势和内阻的实验中，电源的电动势约为6 V，内阻约为0.5 ，电流表的内阻为0.5 ，电压表的内阻为6 k。为了减小实验误差，应当采用的电路是选项中的()答案A解析电流表的内阻与电源的内阻差不多，采用电流表外接法，A正确。B图测的实际上是电源内阻和电流表内阻之和，误差较大，B错误；C图无法测出电源的电动势和内阻，C错误；D图电源被短路，也无法测出电源的电动势和内阻，D错误。考点二电路的连接2如图所示是测量两节干电池组成的串联电池组的电动势和内电阻的实验所用器材，用实线将它们连成实验电路。答案见解析图解析首先画出实验电路图如图甲所示。依据电路图连接实物图如图乙所示。因为待测电源电动势约为3 V，所以电压表选用03 V的量程；干电池的允许电流一般在0.5 A左右，所以电流表应选用00.6 A的量程；因为电流表的内阻和电池组的内阻相差不多，而电池组的内阻远小于电压表的内阻，所以电流表外接。对应学生用书P571(多选)如图是根据某次测定电源的电动势和内阻的实验记录的数据作出的UI图象，下列关于这个图象的说法中正确的是()A纵轴截距表示待测电源的电动势，即E3.0 VB横轴截距表示短路电流，即I00.6 AC根据r，计算出待测电源内阻为5 D根据r，计算出待测电源内阻为1 答案AD解析图线的纵截距表示电源的电动势，A正确；由于纵坐标并非从零开始，故横轴截距不是短路电流，B错误；内阻r 1 ，C错误，D正确。2(多选)为测定电池的电动势和内阻，待测电池、开关、导线配合下列仪器可达到实验目的的是()A一只电流表和一只电阻箱B一只电压表和一只电阻箱C一只电流表和一个滑动变阻器D一只电压表和一个滑动变阻器答案AB解析由EIRIr知测E、r用一只电流表测电流，用电阻箱改变外电阻并可读出阻值，只要获得两组I、R数据即可求得E、r，用滑动变阻器无法确定接入电路的电阻，A正确，C不可行；由EUr知测E、r用一只电压表和一只电阻箱可获得两组U、R值求出E、r，B正确；若用一只电压表和一个滑动变阻器不可以，因滑动变阻器接入电路的阻值无法确定，D不能达到目的。3在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路。(1)按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来。(2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于_端(填“A”或“B”)。(3)图丙是根据实验数据作出的UI图象，由图可知，电源的电动势E_V，内阻r_，短路电流I短_A。答案(1)如图所示(2)B(3)1.5011.5解析(1)由原理图可知滑动变阻器为限流接法，电压表并联在滑动变阻器和电流表两端，由原理图连接实物图如答案图所示。(2)为保证实验安全，闭合开关前，滑动变阻器应接入最大阻值，故滑片应接到B端。(3)由UI图可知，电源的电动势E1.50 V；当路端电压为1 V时，电流为0.5 A，则由闭合电路欧姆定律可知：r 1 ；短路电流I短1.5 A。4为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，R05 为保护电阻。(1)按照图甲所示的电路图，该同学已经在图乙所示电路中完成部分导线的连接，请你完成余下导线的连接。(2)断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值。多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，并以为纵坐标，以为横坐标，画出的关系图线(该图线为一直线)，如图丙所示。由图线可求得电池组的电动势E_V，内阻r_。(保留两位有效数字)(3)引起该实验系统误差的主要原因是_。答案(1)如图所示(2)2.91.1(3)电压表的分流作用造成流过电阻箱的电流总是比电池实际输出电流小解析(1)根据电路图连接对应的实物图，如答案图所示。(2)根据闭合电路欧姆定律EU(R0r)，进行数学变形，得根据数学知识得知，关系图线的纵截距b，斜率k。由图得到，b0.35，k2.1则电动势EV2.9 V，内阻rkER02.12.951.1 。(3)由题图甲所示电路图可以知道，电压表与电阻箱并联，因为电压表的分流作用，流过保护电阻与电源的电流大于流过电阻箱的电流，这是造成实验误差的原因。5如图甲所示是利用两个电流表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，固定电阻R1和A1内阻之和为10000 (比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，A2为理想电流表。(1)按电路原理图在图乙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_(选填“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I1/mA0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2/mA48040032023214068在如图丙所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1I2曲线。(4)利用所得曲线求得电源的电动势E_ V，内阻r_ 。(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流Im_ A。答案(1)图见解析(2)b端(3)图见解析(4)1.490.60(5)2.5解析(1)由电路图连线如图1所示。(2)闭合开关S前，为保护电路，应使连入电路的滑动变阻器阻值最大，故滑动端c置于b端。(3)连线如图2所示。(4)电路中A1与R1串联等效于电压表，纵轴截距为0.149 mA，对应电压值U0.149103104 V1.49 V，故电动势E1.49 V，内阻r 0.60 。(5)短路电流Im A2.5 A。6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 )，保护电阻R1(阻值10 )和R2(阻值5 )，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：将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；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；以U为纵坐标，I为横坐标，作UI图线(U、I都用国际单位)；求出UI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(03 V，内阻约15 k)B电压表(03 V，内阻约3 k)C电流表(0200 mA，内阻约2 )D电流表(030 mA，内阻约2 )(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)AC(2)C(3)akkR2解析(1)根据闭合电路的欧姆定律有UEI(rR2)，实际测量时由于电压表的分流会引起系统误差，为了减小系统误差，应选用内阻较大的电压