新课标2024-2025学年高中物理第二章恒定电流课时作业18含解析新人教版选修3-1

PAGE10-课时作业(十八)一、选择题(3、5、8为多项选择题，其余为单项选择题)1．下面给出多种用伏安法测电池的电动势和内阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是()A．测出两组I、U的数据，代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r中，即可求出E和rB．多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最终分别求出其平均值C．测出多组I、U的数据，画出U­I图象，再依据图象求出E、rD．多测出几组I、U数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出开路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内阻r解析选项A中可以依据两组测量数据算出一组E、r值，但不能减小偶然误差；选项B中可行，但不符合题目中“直观、简便”的要求；选项D的做法是错误的．故符合要求的是C项．答案C设置目的考查测定电池的电动势和内阻的数据处理方法2．如图所示是依据某次试验记录数据画出的U­I图象．下面关于这个图象的各种说法正确的是()A．电源电动势为3V B．短路电流为0.6AC．电池内阻为5Ω D．电池内阻无法确定解析由闭合电路欧姆定律可知U＝E－Ir，当I＝0时，U＝E＝3.0V，r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝1Ω，短路时U＝0，则I短＝eq\f(E,r)＝3.0A.答案A设置目的考查测电源电动势和内阻时，用U­I图象处理数据的方法3.某爱好小组探讨三个电池的电动势和内阻，画出电池的U­I图象如图所示，其中甲和丙两图线平行．下列推断正确的是()A．甲电池的电动势比乙电池的大B．乙电池的电动势和内阻都比丙电池的大C．甲和丙两电池的内阻相等D．甲电池的内阻最大，丙电池的内阻最小解析电池的U­I图线的纵轴截距表示电池的电动势，斜率的肯定值表示内阻，可以推断选项B、C正确．答案BC4．在测量电池的电动势和内阻的试验中，待测电池、电键和导线，协作下列仪器，不能达到试验目的的是()A．一个电流表和一个电阻箱B．一个电压表和一个电阻箱C．一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器D．一个电流表和一个滑动变阻器解析在测电源电动势和内阻时须要知道被测电阻阻值、电流、电压中的随意两个物理量，因为滑动变阻器不能读出详细阻值，因此不能算出路端电压．答案D设置目的考查测电源电动势和内阻的基本思路5．用伏安法测电池的电动势和内阻的试验中，下列说法中错误的是()A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变更明显B．应选用内阻较小的电压表和电流表C．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D．使滑动变阻器阻值尽量大一些，测量误差才小解析选用电表时应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表；同时，滑动变阻器的阻值不能太大．假如这样电流较小，电流表读数误差较大，故应选B、D两项．答案BD设置目的考查测电池的电动势和内阻试验中的留意事项6．在测量电源电动势和内阻的试验中，电源的电动势约为6V，内阻约为0.5Ω，电流表的内阻为0.5Ω，电压表的内阻为6kΩ.为了减小试验误差，应当采纳的电路是图中的()解析电流表的内阻与电源的内阻差不多，采纳电流表外接法(B项图)测的事实上是电源内阻和电流表内阻之和，误差较大，故选A项．D项图错误，C项图无法测出．答案A设置目的考查测定电池电动势和内阻时的电路设计7.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RV1>RV2，有两个电流表A1、A2量程相同，内阻分别为RA1、RA2，且RA1>RA2，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A1 B．V1与A2C．V2与A1 D．V2与A2解析为了减小试验误差，应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表，故B项正确．答案B设置目的考查测定电池的电动势和内阻试验中为了减小误差如何选择器材8．用如图所示的电路来测量电池的电动势和内阻，依据测得的数据作出了如图所示的U­I图象，由图可知()A．电池电动势的测量值是1.40VB．电池内阻的测量值是3.50ΩC．外电路发生短路时的电流为0.40AD．电压表的示数为1.20V时，电流表的示数为0.20A解析由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir知:当I＝0时，U＝E，U­I图线斜率的肯定值表示电源的内阻，则r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(1.40－1.00,0.40－0)Ω＝1Ω.U轴的电压刻度不是从零起先的，U­I图线的横轴截距不再表示U＝0时的短路电流,而是表示路端电压为1.00V时的干路电流是0.40A,因为|eq\f(ΔU,ΔI)|＝r＝常数,从图中易知eq\f(1.40－1.20,I′)＝eq\f(1.40－1.00,0.40),所以I′＝0.20A,故选项A、D正确.答案AD设置目的考查测量电池的电动势和内阻试验的数据处理二、非选择题9.某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，试验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行试验，测得的数据如下表所示．试验次数12345R(Ω)4.010.016.022.028.0I(A)1.000.500.340.250.201/I(A－1)1.02.02.94.05.0(1)若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作________(填“R­I”或“R­eq\f(1,I)”)图象；(2)利用测得的数据在坐标图中画出适当的图象；(3)由图象可知，该电池的电动势E＝____________V，内阻r＝________Ω；(4)利用该试验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，理论上E测_______E真，r测________r真(填“>”“<”或“＝”)．解析(1)依据闭合电路欧姆定律有E＝IR＋Ir，得R＝eq\f(E,I)－r，由于R与eq\f(1,I)成线性关系，应作R­eq\f(1,I)图象．(2)依据数据描点作图，如图所示．(3)由R＝E·eq\f(1,I)－r知，图象的纵轴截距为电源内阻的负值，则r＝2.0Ω，图象的斜率为电源的电动势，E＝6.0V.(4)由于电流表Ⓐ的分压，“IR”并不是电源的路端电压，若将电流表Ⓐ与电源等效为一个新电源，R＝E·eq\f(1,I)－(r＋RA)，因此，E测＝E真，r测＝r＋RA>r真．答案(1)R­eq\f(1,I)(2)见解析图(3)6.0(5.8～6.2)2.0(1.8～2.2)(4)＝>10.某探讨性学习小组采纳如图所示的电路测量某干电池的电动势E和内阻r，R为电阻箱，V为志向电压表，其量程略大于电池的电动势．试验中通过多次变更电阻箱的阻值R，从电压表上读出相应的示数U，该小组同学发觉U与R不成线性关系，于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示．序号1234567eq\f(1,R)(Ω－1)0.10.40.51.02.02.55.0eq\f(1,U)(V－1)0.360.440.430.600.871.001.58回答下列问题：(1)依据表中的数据和试验原理，你认为第________(填序号)组数据是错误的，缘由是________________________________________________________________________．(2)依据试验数据，请在所给的坐标系中绘出eq\f(1,U)­eq\f(1,R)关系图线．(3)由图线可知，该干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω(结果保留两位有效数字)．解析(1)依据E＝U＋eq\f(U,R)r，得eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，知eq\f(1,R)变大，eq\f(1,U)就变大，故第3组数据错误．(2)依据给定的各组eq\f(1,R)、eq\f(1,U)值在坐标系中描出位置，然后依据这些位置作出eq\f(1,U)­eq\f(1,R)图线，如图所示．(3)依据eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)知，纵轴截距是电动势的倒数，斜率是eq\f(r,E)，有eq\f(1,E)＝0.35，eq\f(r,E)＝eq\f(1.58－0.35,5.0－0)，得E≈2.9V，r≈0.71Ω.答案(1)3随着电阻的减小路端电压应渐渐减小．(2)见解析图(3)2.90.7111．某个试验小组认为用一只已知内阻的电流表和电阻箱，采纳如图甲所示的电路测电源电动势与内阻，比常规的伏安法更精确．若电流表内阻阻值为RA，则测量的方法与步骤是：(1)将电阻箱阻值R调到最大，闭合S后视察电流表示数，然后再调整电阻箱，使电流表的示数指到某两个恰当的值，登记此时电阻箱的阻值R1、R2及对应的电流I1、I2；(2)依据以上的数据及闭合电路欧姆定律，建立方程组，即可求出电源的电动势E与内阻r.该方程组的表达式是：________、________．该试验小组现在手头只有一个电流表，只知其内阻很小，却不知详细阻值．为了测出该电流表的内阻，她们找来了如图乙所示两节干电池等试验器材．请你用笔画线将图中的实物连接成能测出电流表内阻的电路．留意滑动变阻器串联接入电路起限流作用，开关闭合前其阻值应________．解析依据题图示电路，利用闭合电路欧姆定律可得：E＝I1(R1＋RA＋r)、E＝I2(R2＋RA＋r)；两节干电池的电动势大约为3V，电流表应选0.6A量程，在连接电路时，本着先串后并的原则进行．答案(2)E＝I1(R1＋RA＋r)E＝I2(R2＋RA＋r)连线如图调至最大12．采纳如图1所示的电路“测定电池的电动势和内阻”．(1)除了选用图2中的部分器材外，________(填选项)．A．还须要电压表 B．还须要电流表C．还须要学生电源 D．不再须要任何器材(2)测量所得数据如下：物理量测量次数123456R/Ω1.21.00.80.60.40.2I/A0.600.700.800.891.001.20U/V0.900.780.740.670.620.43用作图法求得电池的内阻r＝________．(3)依据第5组所测得的试验数据，求得电流表内阻RA＝________．解析(1)比照电路图，会发觉缺少电压表；(2)依据闭合电路欧姆定律，有E＝U＋Ir，变形得到：U＝－rI＋E，作出U­I图，如图所示．斜率的肯定值表示内电阻，故r＝eq\f(|ΔU|,|ΔI|)＝eq\f(1.35－0.4,1.25)Ω＝0.76Ω.(3)依据部分电路欧姆定律，有U＝IRA＋IR，故RA＝eq\f(U,I)－R＝eq\f(0.62,1.00)Ω－0.4Ω＝0.22Ω.答案(1)A(2)见解析图0.76Ω(3)0.22Ω设置目的考查测电池的电动势和内阻的原理和用图象进行数据处理13．利用如图甲所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的试验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值999.9Ω)，电阻R0(阻值为3.0Ω)，电阻R1(阻值为3.0Ω)，电流表A(量程为200mA，内阻为RA＝6.0Ω)，开关S.试验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②多次调整电阻箱，登记电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；③以eq\f(1,I)为纵坐标，R为横坐标，作eq\f(1,I)­R图线(用直线拟合)；④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.回答下列问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则eq\f(1,I)与R的关系式为________．(2)试验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0Ω时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________．R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077I－1/A－16.998.00②10.011.011.913.0(3)在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，依据图线求得斜率k＝________A－1·Ω－1，截距b＝________A－1.(4)依据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.解析(1)依据闭合电路欧姆定律有E＝(eq\f(IRA,R1)＋I)(R＋R0＋r)＋IRA.代入数据，化简得eq\f(1,I)＝eq\f(RA＋R1,ER1)R＋eq\f(1,E)[eq\f(RA＋R1,R1)(R0＋r)＋RA]．(2)电流表每小格表示4mA，因此电流表读数是0.110A，倒数是9.09A－1.(3)依据坐标纸上给出的点，画出一条直线，得出斜率k＝1.0A－1·Ω－1，截距b＝6.0A－1.(4)斜率k＝eq\f(RA＋R1,ER1)，因此E＝3.0V，截距b＝eq\f(1,E)[RA＋eq\f(RA＋R1,R1)(r＋R0)]，因此r＝eq\f(bE,3)－5＝1.0Ω.答案(1)eq\f(1,I)＝eq\f(RA＋R1,ER1)R＋eq\f(1,E)[RA＋eq\f(RA＋R1,R1)(r＋R0)](2)0.1109.09(3)1.0(或在0.96～1.04)之间，6.0(或在5.9～6.1之间)(4)3.0(或在2.7～3.3之间)，1.0(或在0.6～1.4之间)考点定位测量电源电动势和内阻试验探究方法技巧电动势和内阻的测量关键是理解原理，从原理动身即闭合电路的欧姆定律，得出图象的函数关系，利用图象求解电动势和内阻．14．有一节干电池，电动势约为1.5V，内阻约为1.0Ω.某试验小组为了比较精确的测量其电动势和内阻，在试验室找到了如下器材：A．电流表Ⓐ(量程0.6A，内阻约为0.5Ω)B．电流表Ⓖ(量程2.0mA，内阻Rg＝10Ω)C．定值电阻R1＝990ΩD．定值电阻R2＝9990ΩE．滑动变阻器R3(0～20Ω，额定电流2A)F．滑动变阻器R4(0～1000Ω，额定电流0.5A)G．开关S和导线若干．(1)因缺少电压表，该组同学打算利用电流表Ⓖ与定值电阻串联改装成电压表，为较好地满意测量须要，定值电阻应选择________(填C或D)；为操作便利，滑动变阻器应选择________(填E或F)．(2)该小组依据试验原理图连接线路、测量数据、并在坐标纸上描点连线，得到相应的图线如图，其中I1为电流表Ⓖ的示数，I2为电流表Ⓐ的示数，则该电源的电动势E＝______