2020高中物理第四章探究閉合電路歐姆定律4.2測量電源的電動勢和內阻練習(含解析)滬科選修3_1

1、測量電源的電動勢和內阻一、選擇題（一）1. （多選）某興趣小組研究三個電池的電動勢和內阻，畫出電池的U-I圖像如圖所示，其中甲和丙兩圖線平行。下列判斷正確的是 （）A. 甲電池的電動勢比乙電池的大B. 乙電池的電動勢和內阻都比丙電池的大C. 甲和丙兩電池的內阻相等D. 甲電池的內阻最大，丙電池的內阻最小解析：電池的U-I圖線的縱軸截距表示電池的電動勢，斜率絕對值表示內阻，可以判斷選項B、C正確。答案:BC2. （多選）下面給出的用伏安法測電池的電動勢和內電阻的數(shù)據(jù)處理方法中，既能減小偶然誤差，又直觀簡便的方法是（）恒二 E + T2rA. 測出兩組I和U數(shù)據(jù)，代入方程組，求出E和rB. 測出多

2、組I和U數(shù)據(jù)，代入方程求出幾組E和r，最后求出平均值C. 測出多組I和U數(shù)據(jù)，畫出U-I圖像，根據(jù)圖像求出 E和rD. 測出多組I和U數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，然后代入公式求出E和r答案:AD3. （多選）用如圖所示的電路測量電池電動勢和內電阻時，若有兩只電壓表 V、V2量程相同，內阻分別為 甩、Rv2且R/iFV2兩只電流表 A、A量程相同,內阻分別為Rm、Ra2,且FAiFU在實驗中,為了使E、 r的測量值更精確一些，選擇的電表可以是（）A.Vi 與 AiCM與 AiB. Vi 與 AD.V2與 A解析：本實驗的系統(tǒng)誤差主要來源于電壓表內阻對電路的影響，電壓表內阻越大，電流表所測電流越

3、接近于干路中的電流的真實值 ，所測電池的內阻也越接近電池內阻的真實值，故電壓表選用內阻大的好，而電流表內阻對本實驗無影響 ，因為電流表內阻與 R是串聯(lián)，不需知道R與Q的值，故電流表 選用哪一個都可以。答案:AB4. 如圖所示，已知R=F2=F3=1 Q。當開關S閉合后，電壓表的讀數(shù)為1 V;當開關S斷開后，電壓表的 讀數(shù)為0.8 V，則電池的電動勢等于（）A. 1 VB.1 . 2 VC. 2 VD.4 V解析：開關閉合時，只總=葉R+1 + %=葉1. 5( Q)U將I= =1A代入公式得 E+1.5(V)開關斷開時，R總=r+R1+R =葉2( Q)r將r=0. 8A代入公式得 E=0.

4、8r+1. 6(V)解之得 E=2V, r=0. 5Q o答案:C 二、非選擇題（一）5. 用如圖所示電路，測量一節(jié)干電池的電動勢和內阻。電池的內阻較小，為了防止在調節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻 F0起保護作用。除電池、開關和導線外，可供使用的實驗器材還有：A. 電流表（量程0.6 A、3 A）;B. 電壓表（量程3 V、15 V）;C. 定值電阻（阻值1 Q、額定功率5 W）;D. 定值電阻（阻值10 Q、額定功率10 W）;E. 滑動變阻器（阻值范圍010 Q、額定電流2 A）;F. 滑動變阻器（阻值范圍0100 Q、額定電流1 A） o那么：（1）要正確完成實驗，電壓表的

5、量程應選擇 V,電流表的量程應選擇 A; F0應選擇Q的定值電阻，R應選擇阻值范圍是 Q的滑動變阻器。（2）引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是 o解析:（1）由于一節(jié)干電池的電動勢為 1.5V,故選量程為3V的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的 內阻一般為幾歐，加上保護電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表；由于電池內 阻很小，所以保護電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小 ，造成的誤差大；滑動變阻 器的最大阻值一般比電池內阻大幾倍即可，取010Q就能很好地控制電路中的電流和電壓 ，若取0100 Q會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象。（2）系統(tǒng)誤差一般是由測量工具和

6、測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小。本實，造成E測E真，r測r真。驗中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小答案：(1)30.61010(2)由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電池實際輸出電流小6. 一同學在電學實驗中測得并記錄以下6組數(shù)據(jù)：I/ A0. 120.200. 310. 320. 500. 57U/V1. 371.321. 241. 181. 101. 05(1)試根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中畫出U-I圖線并讀出電動勢 E ;內電阻r= 若不畫出圖線，只選用其中兩組 U和I數(shù)據(jù),可利用公式E=U+lr,算出E和r,這樣做可能得出誤 差較大的結果。選用第 組和第組

7、數(shù)據(jù)，求得E r的誤差最大。解析:本題考查作圖法處理實驗數(shù)據(jù)。作圖線時，應把個別不合理的數(shù)據(jù)排除在圖線外，如圖所示。由直線與縱軸的交點可讀出電動勢E=1.45V,再讀出直線與橫軸的交點的坐標(U, I)連同得出的E值E - U代入E=U+Ir中，得到r= -0. 70 Q。選用第3組和第4組數(shù)據(jù)求得的結果誤差最大。由圖知，當過第3組和第4組數(shù)據(jù)作直線時，此直線與原直線偏離最大，因此誤差最大。答案:(1)見解析圖1. 45 V 0.70 Q (2)347. 某同學通過查找資料自己動手制作了一個電池。該同學想測量一下這個電池的電動勢E和內阻r,但是從實驗室只借到一個開關、一個電阻箱(最大阻值為99

8、9.9 Q ,可當標準電阻用)、一個電流表(量程lg=0.6 A,內阻rg=0. 1 Q )和若干導線。(町(b)(1) 請根據(jù)測定電動勢 E和內阻r的要求，設計圖(a)中器件的連接方式，用線把它們連接起來。(c)接通開關，逐次改變電阻箱的阻值 R讀出與R對應的電流表的示數(shù)I ,并作記錄。當電阻箱的阻 值R=2. 6 Q時,其對應的電流表的示數(shù)如圖(b)所示。處理實驗數(shù)據(jù)時，首先計算出每個電流值I1 1 1的倒數(shù)，再制作R-坐標圖，如圖(c) 所示,圖中已標注出了 (R )的幾個與測量對應的坐標點。請你 將與圖(b)實驗數(shù)據(jù)對應的坐標點也標注在圖(c)上。(3) 在圖(c)上把描繪出的坐標點連

9、成圖線。 根據(jù)圖(c)描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E V,內阻r=Q。解析：根據(jù)閉合電路的歐姆定律,測量電源的電動勢和內阻，需要得到電源的路端電壓和通過電源的 電流,在本實驗中沒有電壓表，但是可以用電阻箱和電流表串聯(lián)充當電壓表，測量電源的路端電壓，通過電流表的電流也是通過電源的電流，所以只需要將電流表和電阻箱串聯(lián)接在電源兩端即可。實1 1物圖的連接如圖甲所示。由閉合電路歐姆定律有E=l( R+r+rg),解得R=E- -(r+rj,根據(jù)R-圖線可知：電源的電動勢等于圖線的斜率，內阻為縱軸負方向的截距減去電流表的內阻。答案:(1)如圖甲所示 (2)、(3)如圖乙所示屯池(4) 1 . 50

10、(1.461. 54)0. 30(0 . 250. 35)三、非選擇題(二)1. (2014 福建普陀檢測)有兩只電壓表 M和V2,量程已知，內阻未知。另有一干電池，它的內阻不能 忽略,但未知。只用這兩只電壓表、開關和一些導線，便能通過測量計算出這個電池的電動勢 (已知電動勢不超出電壓表的量程 ，干電池不許拆開)。(1)畫出你測量時所用的電路圖。 把測得的量作為已知量，導出計算電動勢的表達式。解析：設計測量電路如圖所示。閉合開關S，測得電壓表V的示數(shù)U;斷開開關S，測得電壓表V1、V2的示數(shù)U1、Lfe，由閉合電路的歐姆定律得E=L+ rE=U+U2+r解得E=本實驗中若電壓表內阻已知，就可求

11、得內阻r。U曲答案:(1)如解析圖所示 (2)2. (2014 福建安溪期末檢測)兩位同學在實驗室利用如圖 (a)所示的電路測定定值電阻R)、電源的電動勢E和內電阻r。調節(jié)滑動變阻器的滑片P向某一方向移動時，一個同學記錄了電流表 A和電壓表Vi的測量數(shù)據(jù)，另一同學記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù)。并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖(b)所示的兩條U-I直線?；卮鹣铝袉栴}：)(1)(多選)根據(jù)甲、乙兩同學描繪的直線，可知正確的是A.甲同學是根據(jù)電壓表A的數(shù)據(jù)B.甲同學是根據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)C.乙同學是根據(jù)電壓表Vi和電流表A的數(shù)據(jù)D.乙同學是根據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)根據(jù)圖(b),求出定值

12、電阻R)=Q ,電源內電阻的阻值r=解析:(1)從電路連接可以看出，電流表A的讀數(shù)增大時，電壓表V的讀數(shù)減小，電壓表V2的讀數(shù)增大。由圖像可知，電壓表Vi和電流表A的數(shù)據(jù)繪制圖像是甲；根據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)繪制圖像 是乙，選項A D正確。2 _ 2L 從圖像可以得出定值電阻 R)的阻值為R=2. 0Q ;甲圖像可以得出圖像在 U軸上的-Q =1 Q ,即電源的內阻為r=1AL1 1-3 -截距為1.5V,即電源的電動勢 E=1.5V,電源的內阻r=答案：(1)AD(2)213. （2014 廣東汕頭期末檢測）用電阻箱R多用電表電流擋、開關和導線測一節(jié)干電池的電動勢 E 和內阻r,如圖甲

13、。（1）若電阻箱電阻在幾十歐以內選取,F0=4.5 Q ,則多用電表選擇開關應旋轉至直流電流的 （選填“ 1 mA”“10 mA”或“ 100 mA”）擋（已知在該電流擋多用電表的內阻rg=3.0 Q ）。多次調節(jié)電阻箱，并從多用表上讀得相應的電流值，獲取多組R和I的數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的-R圖線。圖線橫軸截距的絕對值表示 ;由該圖線可得干電池的電動勢E測=V（計算結果保留三位有效數(shù)字 ）。（3）本實驗的誤差主要于 （選填“測量誤差”或“電表內阻” ）。E _ J. 5解析：（1）電路最大電流約為 匸A=0. 2A=200mA，則多用電表選擇開關應旋轉至直流電流100mA擋。 + N（2）安阻法測電源電動勢與內阻 ，在閉合電路中，電源電動勢E=I（葉Ro+R）,貝巾 E tiRi-R圖線橫軸截距的絕對值b=r+R）+R表示定值電阻 R）、電表內阻rg和電源內阻r之和；由該圖線可得11 右 36 - 101圖象斜率k=,干電池的電動勢 己測=1.4