新教科版课时49实验探究课12测定电源的电动势和内阻作业

课时规范练49实验探究课12测定电源的电动势和内阻1.某研究性学习小组欲较准确地测量一新型电池的电动势及其内阻(E约为10V,r约为2Ω),提供的器材有:电流表A(满偏电流100mA,内阻rA=10Ω),电阻箱R1(最大阻值10Ω),电阻箱R2(最大阻值1000Ω),开关与导线若干。(1)同学们根据给出的器材,设计出了如图所示的电路,图中电阻箱应选择(选填“R1”或“R2”)。

(2)按电路图连接好电路,接通开关,改变电阻箱连入电路中的阻值,并记录电阻箱的阻值R及电流表的示数I,根据记录数据作出1I-R图像为一条直线,求得图像的纵截距为b,斜率为k,则电池电动势的表达式E=,内阻的表达式r=。(用题目中给出的相应字母表示)答案(1)R2(2)1k解析(1)根据给出的电路,由闭合电路欧姆定律可知,要保证电流表正常工作,回路的最小总电阻应为R'=EI=100.1Ω=100Ω,故应选最大阻值为(2)由闭合电路欧姆定律有I=E变形得1I=1ER+1E可得k=1E,b=1E(rA解得E=1k,r=bk-r2.某实验小组利用如图甲所示的电路图来测量电阻R0的阻值和电源的电动势E、内阻r。电流表A和电压表V均可视为理想电表,开关S1、S2闭合,S3断开,调节滑动变阻器R的滑片,记录电流表A的读数,电压表V的读数,根据所得的数据描绘出U-I关系图线如图丙中的Ⅰ所示,横轴的截距为b;开关S1、S3闭合,S2断开,调节滑动变阻器R的滑片,记录电流表A的读数,电压表V的读数,根据所得的数据描绘出U-I关系图线如图丙中的Ⅱ所示,两图像的交点为(a,c)。回答下列问题:(1)下列说法正确的是。

A.定值电阻R0的测量值偏小B.合上开关之前,滑片必须置于滑动变阻器的最右端C.图线Ⅰ与图线Ⅱ的交点表示回路的电流与路端电压D.拆掉滑动变阻器R,把定值电阻R0直接接在电源两端,输出的功率为ac(2)按照电路图甲,在图乙中用笔画线代替导线,把电路连接完成。(3)由图丙可得R0=,电动势E=,内阻r=。(用图丙所给的坐标来表示)

答案(1)D(2)图见解析(3)c解析(1)电流表A测量的是通过电阻R0的实际电流,因电流表可视为理想电表,所以没有分压,电压表测量的即为电阻R0两端电压,即定值电阻R0的测量值即为实际值,A错误;合上开关之前,滑动变阻器的阻值应调至最大值,滑片必须置于滑动变阻器的最左端,B错误;图线Ⅰ与图线Ⅱ的交点表示外电路的电阻等于R0,电源两端的电压即为电阻电压,此时滑动变阻器阻值为0,相当于拆掉滑动变阻器R,把定值电阻R0直接接在电源两端,输出的功率为ac,C错误,D正确。(2)按照电路图甲,在图乙中用笔画线代替导线,电路连接如图所示。(3)由图丙可得R0=ca,图像的斜率为cb-a,则c=E-cb-aa,可得电动势为3.一节直径为8.0mm、高度仅28.0mm的小型充电电池,其上标有“400mA·h”,为判断该电池容量(400mA·h)是否达标,同时测量该电池的电动势E和内阻r,实验小组设计了如图甲所示的电路。其中,充电器的输出电压恒定,V是量程为1.0V的理想电压表,R0为定值电阻(阻值10.0Ω),R为精密电阻箱(最大阻值999.9Ω),进行了以下实验,完成步骤中的填空:甲(1)将S掷于“2”,让电池充分放电,然后将S置于“1”为电池进行恒流充电。若充电时电压表V的示数为1.00V,则充电电流I=mA;

(2)为保证充电电流不变,在电池充电的过程中,应让电阻箱的值(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”);

(3)每隔10min记录电压表V的示数U直到充电结束,作出U-t图像如图乙所示,可判断该电池的容量为mA·h。(结果保留到整数)

(4)将S掷于“2”,不断调整电阻箱,记下电阻箱的阻值R和电压表的相应示数U,算出1U的值,并作出1U-R图像如图丙所示,则电池充满电后的电动势E=V,内阻r=Ω。(结果保留两位小数答案(1)100(2)逐渐减小(3)433(4)1.251.25解析(1)图中电压表为理想电压表,流过电压表的电流为零,则充电电流为I=110A=100mA(2)电池充电过程中,电池的电压逐渐增大,电路中除了电池外的其他部分电压减小,要保持电流不变,则应让电阻箱的值逐渐减小。(3)利用割补法结合U-t图像可得用100mA电流充电时间为t=26×10min=266h,则电池容量为E=100mA×266h=433mA(4)根据闭合电路欧姆定律得U=R0R0+R+rE,整理得1U=1R0E·R+r+R0R0E,可得14.(2022山东东营模拟)实验小组测量一水果电池的电源电动势和内阻,实验器材有:水果电池(电动势约为3V,内阻约为500Ω)电阻箱R(0~9999Ω)电流表A1(量程为0~5A,内阻约为0.02Ω)电流表A2(量程为0~5mA,内阻约为2Ω)电流表A3(量程为0~500μA,内阻约为20Ω)电压表(量程为0~3V,内阻约为2kΩ)单刀单掷开关、单刀双掷开关、导线若干。(1)电路设计:实验小组设计了图甲所示电路进行实验;(2)电表选择:实验中,应该选择电流表进行实验;

(3)电路连接:在图乙中用笔画线代替导线,将电阻箱和单刀双掷开关接入电路。(4)实验小组将开关S1、S2闭合,开关S3掷于a,调节电阻箱R的阻值,得到一系列电压表的对应读数U,下列选项中实线是根据实验数据(U是电压表示数,I为电压表示数与对应电阻箱阻值的比值I=UR)描点作图得到的U-I图像,虚线是水果电池的路端电压U随电池中电流I变化的U-I图像(无电表影响的理想情况),U-I图像描述正确的是(5)分析发现,该实验方案误差较大,需要进行调整。实验小组将开关S1闭合、S2断开,开关S3掷于b,调节电阻箱R的阻值,再得到一系列电流表的对应读数I,图丙为1I-R图像,根据该图像,测得该电源电动势和内阻分别为E=,r=丙答案(2)A2(3)图见解析(4)B(5)2.8V480Ω解析(2)在将水果电池短路的情况下,有I=Er=6mA,在接入电路后,控制电阻箱阻值,可以测量0~5mA范围的电流,故电流表选择A2(3)根据电路图,连接实物图如图所示。(4)考虑到电压表分流,实线对应的真实情况,根据闭合电路欧姆定律得E真=U+I+URVr真,其中U是电压表示数,I为电压表示数与对应电阻箱阻