高中物理第二章恒定电流10实验测定电池的电动势和内阻课时训练新人教版.docx

实验:测定电池的电动势和内阻题组一实验原理1.(多选)右图是某次测定电源的电动势和内阻的实验中作出的U-I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E=3.0 VB.横轴截距表示短路电流,即I0=0.6 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 解析:由于纵坐标并非从零开始,故横轴截距不是短路电流,内阻r=|= =1 。答案:AD题组二实验数据处理2.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r,所用电路如图(a)所示,一位同学测得的六组数据如下表示。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U-I图线。(2)根据图线求出电池的电动势E= V,电池的内阻r= 。解析: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E=1.45 V,再读出图线与横轴交点的坐标(1.00,0.65),由E=U+Ir得r=0.69 。答案:(1)见解析图(2)1.450.693.在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路。(1)实验时,应先将电阻箱的电阻调到(选填“最大值”“最小值”或“任意值”)。(2)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值R0=10 的定值电阻两端的电压U,下列两组R的取值方案中,比较合理的方案是(选填“1”或“2”)。方案编号电阻箱的阻值R/1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0(3)根据实验数据描点,绘出的-R图象是一条直线。若直线的斜率为k,在坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E=,内阻r=。(用k、b和R0表示)解析:(1)为了保护电路及电表,防止电路中电流过大,所以实验前应将电阻箱最大值接入电路中。(2)若R=300 ,电流约为 A0.03 A;若R=60 ,电流约为 A0.13 A,后者电流读数大,误差小,选2较合适。(3)电流I=,E=I(R+R0+r),得R+-R图象的斜率k=,截距b=,所以电动势E=,内阻r=-R0。答案:(1)最大值(2)2(3)-R0题组三实验电路连接4.“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验,供选用的器材有:A.电流表(量程:00.6 A,RA=1 )B.电流表(量程:03 A,RA=0.6 )C.电压表(量程:03 V,RV=5 k)D.电压表(量程:015 V,RV=10 k)E.滑动变阻器(010 ,额定电流1.5 A)F.滑动变阻器(02 k,额定电流0.2 A)G.待测电源(一节一号干电池)、开关、导线若干(1)请在下边虚线框中画出本实验的实验电路图。(2)电路中电流表应选用,电压表应选用,滑动变阻器应选用。(用字母代号填写)(3)如图所示为实验所需器材,请按原理图连接成正确的实验电路。解析:(1)电路如图甲所示,由于在电路中只要求电压表的内阻RVr,这种条件很容易实现,所以应选用该电路。(2)考虑到待测电源只有一节干电池,所以电压表应选C;放电电流又不能太大,一般不超过0.5 A,所以电流表应选A;滑动变阻器不能选择阻值太大的,从允许最大电流和减小实验误差的角度来看,应选择电阻较小额定电流较大的滑动变阻器E,故器材应选A、C、E。(3)如图乙所示。答案:(1)如解析图甲所示(2)ACE(3)如解析图乙所示。(建议用时:30分钟)1.下面给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法。其中既能减小偶然误差,又简便、直观的方法是()A.测出两组I、U的数据,代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r,求出E、rB.测出多组I、U的数据,画出U-I图象,再根据图象求E、rC.多测几组I、U的数据,求出几组E、r,最后分别求出其平均值D.多测几组I、U的数据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出断路时的路端电压即为电动势,再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r解析:只测两组U、I的值,根据方程E=U+Ir计算出E、r,误差较大,故A错误;多测几组U、I值,算出多个E、r的值,计算平均值可减小实验误差,但不够直观和简便,故C错误;如果测出几组U、I的值,作出U-I图象,由图象求出E、r,既能减小偶然误差,又直观、简便,故B正确;求U、I的平均值是错误的,故D错误。答案:B2.(多选)右图是根据某次实验记录数据画出的U-I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池的电动势B.横轴截距表示短路电流C.根据r=,计算出待测电池内阻为12 D.电流为0.3 A时的外电阻是18 解析:图象与纵轴的交点,电流取值为0,此时为断路状态,截距即等于电池电动势,选项A正确;但图象与横轴的交点处,电压等于5.0 V,所以0.5 A是路端电压为5.0 V时的电流,而不是短路电流,所以选项B错误;根据r=,得r=2 ,所以选项C错误;根据R= =18 ,选项D正确。答案:AD3.在测定电池电动势和内阻的实验中,为使实验效果明显且不会损坏仪器,应选择下列电源中的()A.内阻较大的普通干电池B.内阻较小的普通蓄电池C.小型交流发电机D.小型直流发电机解析:内阻较大的干电池性能稳定,所测得的数据也便于作图处理。答案:A4.如图所示,测量电池电动势和内阻时,若有两个电压表V1、V2量程相同,内阻分别为RV1、RV2,且RV1RV2;有两个电流表A1、A2量程相同,内阻分别为RA1、RA2,且RA1RA2。在该测量中,为了使E、r的测量值精确些,选择的电表可以是()A.V1与A1B.V1与A2C.V2与A1D.V2与A2解析:为了减小实验误差,应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表,故B正确。答案:B5.在测定电池的电动势和内阻的实验中,待测电池、开关和导线,配合下列哪组仪器,不可以达到实验目的()A.一只电流表和一个电阻箱B.一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器C.一只电压表和一个电阻箱D.一只电流表和一个滑动变阻器解析:采用A选项,原理:E=I1R1+I1r,E=I2R2+I2r联立可求得。采用B选项,原理:E=U1+I1r,E=U2+I2r联立可求得。采用C选项,原理:E=U1+r,E=U2+r联立可求得。而D选项采用的滑动变阻器因不知其阻值,所以无法求得。答案:D6.(多选)在如图所示的U-I图象中,直线为某一电池的路端电压与电流的关系图象,直线为某一电阻R的伏安特性曲线。若该电池直接与电阻R相连组成闭合电路,则由图象可知()A.电池的电动势为3 V,内阻为0.5 B.电阻R的阻值为1 C.电池的输出功率为4 WD.电池的效率为50%解析:由图象直接读出电动势为3 V,其斜率的绝对值|k|=0.5,即内阻为0.5 ;由图象求得R=1 ,由闭合电路欧姆定律得知电流I=2 A时,输出功率P=I2R=4 W;电池的效率=100%66.7%。答案:ABC7.用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,所用电流表和电压表的内阻分别为0.1 和1 k,如图所示为所需的器材。(1)请你把它们连成实验电路,注意两个电表要选用适当量程,并要求滑动变阻器的滑片在右端时其电阻值最大。(2)(多选)下列说法正确的是()A.用图甲所示的电路时,E测E真B.用图甲所示的电路时,r测r真C.用图乙所示的电路时,E测E真D.用图乙所示的电路时,r测r真解析:(1)实验电路图如答案图乙所示,干电池的电动势为1.5 V左右,电压表选择03 V的量程、电流表选择00.6 A的量程。实物图连线如答案图甲所示。(2)采用题图甲所示接法测电池的电动势和内阻时,电动势和内阻的测量值均小于真实值。答案:(1)如图甲所示。甲乙(2)AB8.某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了一个果汁电池,他们想测量这种电池的电动势E和内阻r,并探究电极间距对E和r的影响,实验器材如图所示。(1)测量E和r的实验方案为调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式,利用测量数据作出U-I图象,得出E和r。(2)将电压表视为理想表,要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,请在图中用笔画线代替导线连接电路。(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的U-I图象如图中(a)、(b)、(c)、(d)所示,由此可知:在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势(选填“增大”“减小”或“不变”),电源内阻(选填“增大”“减小”或“不变”)。曲线(c)对应的电源电动势E=V,内阻r=,当外电路总电阻为2 500 时,该电源的输出功率P=mW。(均保留三位有效数字)解析:(1)由路端电压U、电动势E及内阻r与电流的关系U=E-Ir,可得U-I图象。(2)因为电