新人教版物理高中選修3-1：鞏固練習(xí)實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)電阻

1、【鞏固練習(xí)】一、選擇題1若要測定電池的電動勢和內(nèi)阻，已有待測電池、開關(guān)和導(dǎo)線，再配合下列哪組儀器，可以達到實驗?zāi)康模ǎ〢.一只電流表和一個電阻箱B.一只電流表、一只電壓表和一個滑動變阻器C.一只電壓表和一個電阻箱D.一只電流袁和一個滑動變阻器2.下列給出多種伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)，處理方法既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的是（）A.測出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=Ui+lir和E=U2+"r求出E和rB.多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組E、r，最后分別求出其平均值C.測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出U-I圖象，再根據(jù)圖象求出E、rD.多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值

2、，用電壓表測出斷路時的路端電壓即為電動勢E,再用閉合電路歐姆定律求出電池內(nèi)電阻r3.如圖所示的圖線表示某電池組的輸出電壓與電流的關(guān)系（U-I圖線），根據(jù)圖象，下列分析正確的是（）A.電源的電動勢為50VC.電源的內(nèi)阻為25113B.電源的電動勢為30VD.電源的短路電流為6A4 .用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，下列注意事項中正確的是（A.應(yīng)選用新的干電池作為被測電源，以使電壓表示數(shù)的變化比較明顯B.應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表C.移動滑動變阻器的滑片時，不能使滑動變阻器短路，以免造成電流過載D.根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作U-I圖象時，應(yīng)通過盡可能多的點畫一條直線,致均勻分布在直線兩側(cè)并使

3、不在直線上的點大5 .某同學(xué)欲采用如圖所示的電路完成相關(guān)實驗.圖中電流表（'的量程為00.6A，內(nèi)阻約0.1Q;電壓表的量程為03V:,G內(nèi)阻約6kQ;為小量程電流表；電源電動勢約3V，內(nèi)阻較小.下列電路中正確的是（）第12頁共9頁(緞5")的電阻r-i60®1|/測定電訴的電動姒的3V)無端小燈泡(額電電壓為和內(nèi)阻(約3¥)的快安特血踐測定電涼卓內(nèi)阻6 某同學(xué)用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內(nèi)阻時，所用滑動變阻器的阻值范圍020Q,連接電路的實物圖如圖所示指出該同學(xué)接線中錯誤的和不規(guī)范的做法()B.電流表接線有錯D.電壓表接線有錯A滑動變阻器不起變阻作

4、用C.電壓表量程選用不當(dāng)二、填空題7. 利用電壓表和電流表測一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)阻r,電路如圖所示，圖中Ri為粗調(diào)滑動變阻器，R2為微調(diào)滑動變阻器，實驗得到四組數(shù)據(jù)如表中所示./(mA)£/(V)50.01.3575.D1h281001501.1>5(1) 表中數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，可以確定電動勢E=V.內(nèi)阻r=Q.(2) 現(xiàn)有滑動變阻器：A(10Q1A),B(500Q0.5A),C(500Q0.1A).那么在本次實驗中,滑動變阻器R1應(yīng)選用,R2應(yīng)選用.(填“AB”或“C”)電路。8. (1)如圖甲、乙所示為測電流的電動勢和內(nèi)阻的電路，在實驗時應(yīng)選用1<Y)lIR(2) 選

5、好電路后，由于電流表和電壓表內(nèi)電阻對電路的影響，所測得的電動勢將偏.(3) 根據(jù)實驗測得的一系列數(shù)據(jù)，畫出U-I圖(如圖丙所示)，則被測干電池的電動勢為V,內(nèi)阻為Q.9.測量電源的電動勢E和內(nèi)阻r(E約為4.5V,r約為1.5Q).器材：量程3V的理想電壓表V,量程0.5A的電流表A(具有一定內(nèi)阻)，定值電阻R=4Q,滑動變阻器Rz,開關(guān)S,導(dǎo)線若干.(1) 畫出實驗電路原理圖圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標出.(2) 實驗中，當(dāng)電流表讀數(shù)為Ii時，電壓表讀數(shù)為以；當(dāng)電流表讀數(shù)為I?時，電壓表讀數(shù)為以，則可以求出E=,r=.(用，Ii,I2,Ui,U2以及R表示)10. 如圖所示的電路可

6、用于測量電池E的內(nèi)阻r。電池的電動勢未知圖中('電流表，其內(nèi)阻并不是很小，二為電壓表，其內(nèi)阻亦不是很大，R是一限流電阻，阻值未知，3個開關(guān)Si、S2、S3都處于斷開狀態(tài).X1ZlrA(y)IlHbr*i事y5)(b)(1)寫出測量電池內(nèi)阻的實驗步驟，用適當(dāng)?shù)姆柋硎驹摬襟E中應(yīng)測量的物理量:(2)用所測得的物理量表示電池內(nèi)阻的表達式為r=。11. 甲同學(xué)設(shè)計了如圖(a)所示的電路測電源電動勢E及電阻Ri和R2的阻值.實驗器材有：待測電源E(不計內(nèi)阻)，待測電阻Ri，待測電阻R2，電壓表V(量程為1.5V，內(nèi)阻很大)，電阻箱R(099.99Q),單刀單擲開關(guān)Si，單刀雙擲開關(guān)Rjr場(a)

7、(1) 先測電阻Ri的阻值.請將甲同學(xué)的操作補充完整：閉合Si,將S2切換到a調(diào)節(jié)電阻箱,讀出其示數(shù)r和對應(yīng)的電壓表示數(shù)Ui；保持電阻箱示數(shù)不變，讀出電壓表的示數(shù)以，則電阻R1的表達式為R1=.(2) 甲同學(xué)已經(jīng)測得電阻Ri=4.8Q，繼續(xù)測電源電動勢E和電阻R2的阻值.該同學(xué)的做法是：閉合Si,將S2,切換到a,多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，曲測得11的數(shù)據(jù)，繪出了如圖（b）所示的圖線，則電源電動勢E=V，電阻R2=Q.UR（3）利用甲同學(xué)設(shè)計的電路和測得的電阻Ri,乙同學(xué)測電源電動勢E和電阻恐的阻值的做法是：閉合Si,將S2切換到b，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻

8、箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的11數(shù)據(jù)，繪出了相應(yīng)的-1圖線，根據(jù)圖線得到電源電動勢E和電阻R2.這種做法與甲同學(xué)的UR+R做法比較，由于電壓表測得的數(shù)據(jù)范圍（填“較大”“較小”或“相同”），所以同學(xué)的做法更恰當(dāng)些.12. 種供實驗使用的小型電池標稱電壓為9V，允許電池輸出的最大電流為50mA，為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)電阻，實驗室利用了如圖甲所示電路（圖中電壓表內(nèi)阻很大，可不考慮其對電路的影響），R為電阻箱，阻值范圍為09999Q，Ro是保護電阻。（1）實驗室里備用的定值電阻有以下幾種規(guī)格（）A.10Q，5WB.150Q，0.5WC.200Q，0.25WD.1.2kQ，1W實驗時，

9、R0應(yīng)選用（填字母代號）較好。（2）在實驗中，當(dāng)變阻箱調(diào)到圖乙所示位置后，閉合開關(guān)S，電壓表示數(shù)為9.0V，變阻箱此時的電阻為Q。電路中通過電阻箱的電流為mA。I。町«.ICKJ（3）斷開開關(guān)，調(diào)整電阻箱阻值，再閉合開關(guān)，讀出電壓表示數(shù)，多次重復(fù)測量，取得數(shù)據(jù)后,作出如圖丙所示的圖線。則該電池的電動勢E=V,內(nèi)電阻r=Q。13. 在“測定電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗中，某同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，作出了正確的U-I，圖象，如圖所示，其中圖線斜率絕對值的物理含義是（）A.短路電流B.電源內(nèi)阻C.電源電動勢D.全電路電阻14. 某同學(xué)通過查找資料自己動手制作了一個電池該同學(xué)想測量一下這個電池的電動勢

10、E和內(nèi)電阻r，但是從實驗室只借到一個開關(guān)、一個電阻箱（最大阻值為999.9Q，可當(dāng)標準電阻用）、一只電流表（量程0.6A，內(nèi)阻rg=0.1Q）和若干導(dǎo)線.(1)請根據(jù)測定電動勢E和內(nèi)電阻r的要求，設(shè)計圖甲中器件的連接方式，用筆畫線把它們連接起來.(2)接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值R,讀出與R對應(yīng)的電流表的示數(shù)I，并作記錄.當(dāng)電阻箱的阻值R=2.6Q時，其對應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖乙所示處理實驗數(shù)據(jù)時，首先計算出每個電流值I111的倒數(shù)；再制作R坐標圖，如圖丙所示.圖中已標注了(R,)的幾個與測量對應(yīng)的坐標點.請III你將與圖乙實驗數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標點也標注在圖丙上.(3) 在圖丙上把描繪出的坐標點連

11、成圖線.(4) 根據(jù)圖丙描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E=V,內(nèi)電阻r=Q.15. 如圖甲是利用兩個電流表和心測量干電池電動勢E和內(nèi)阻r的電路原理圖.圖中S為開關(guān)，R為滑動變阻器，固定電阻R1和：丄，內(nèi)阻之和為10000Q(比r和滑動變阻器的總電阻都大得多),工為理想電流表.乙(1) 按電路原理圖在圖乙虛線框內(nèi)各實物圖之間畫出連線.(2) 在閉合開關(guān)S前，將滑動變阻器的滑動端C移動至(填“a端”“中央”或“b端”).(3) 閉合開關(guān)S,移動滑動變阻器的滑動端c至某一位置，讀出電流表門；和)'的示數(shù)I1和J多次改變滑動端c的位置，得到的數(shù)據(jù)為Ii(mA)0.1200.1250.130

12、0.1350.1400.145I2(mA)48040032023214068在圖丙所示的坐標紙上以I1為縱坐標，|2為橫坐標畫出所對應(yīng)的I1-I2曲線.(4)利用所得曲線求得電源電動勢E=V，內(nèi)阻r=Q.(保留兩位小數(shù))/mA(5) 該電路中電源輸出的短路電流lm=A.【答案與解析】-、選擇題1 .【答案】ABC【解析】由閉合電路歐姆定律E=U+lr知，A、B、C正確，D錯誤.2 .【答案】CB中計算E、r平均值雖然能減小誤差,【解析】A只能測量兩組數(shù)據(jù)求出E、r，偶然誤差較大;但太繁瑣；D中分別求I、U的平均值是錯誤的方法.3 .【答案】A【解析】由U-I圖象知：E=50V，因坐標原點為(0

13、,20),故l=6A不是電池組的短路電流,UrAl50-2064 .【答案】CD【解析】應(yīng)選內(nèi)阻大的舊電池，應(yīng)用內(nèi)阻大的電壓表和內(nèi)阻小的電流表，故A、B不正確；操作過程中不能使電路短路，作圖線時應(yīng)使各點盡量多地落在直線上，其他點大致均勻分布在直線兩側(cè)，故C、D正確.5.【答案】AB【解析】伏安法測電阻要求連接電流表時采用“大內(nèi)小外”的原則以保證實驗精度，且一般采用測量三次計算平均值的方法，所以用限流法即可，A對電源內(nèi)阻僅3Q，較小，B對描繪燈泡伏安特性曲線要求電壓從0開始且有足夠多的數(shù)據(jù)，滑動變阻器連成分壓式，C錯半偏法測電阻電路，要求與表頭并聯(lián)的電阻能夠精確讀數(shù)，D錯.6 .【答案】AD【解

14、析】變阻器要起變阻的作用，必須使接電路的兩根導(dǎo)線一根接在下面的接線柱上，另一根接在上面的金屬桿的一端上，故圖中變阻器起不到變阻的作用，故選A.電壓表不能直接并聯(lián)到電源兩端，因為開關(guān)斷開后，電壓表仍有示數(shù)，故選二、填空題7 .【答案】（1）1.53（2）BA【解析】根據(jù)表中數(shù)據(jù)作U-I圖線，即可求得電動勢和內(nèi)阻；大電阻用于粗調(diào)，小電阻用于微調(diào).8 .【答案】（1）乙（2）?。?）1.50.5【解析】（1）由于電池內(nèi)阻較小，與電流表內(nèi)阻差不多，應(yīng)選圖乙可減小誤差.（2）由于電壓表的分流，根據(jù)全電路歐姆定律可求得測量值E與真實值Eo的關(guān)系是E=邑（r為電池內(nèi)阻，rv為1+1510電壓表內(nèi)阻，即可得E

15、VEg）.（3）延長圖線，與縱軸交點為電動勢E,斜率k=一0=0.50為1.0內(nèi)阻.9 .【答案】（1）見解析（2）UU1_rI1-I2h-12【解析】本題考查實驗原理及數(shù)據(jù)處理.（1）實驗中，由于電流表具有一定的未知阻值的電阻,所以應(yīng)將電流表內(nèi)接.電路中最大電流即電流表A的量程為0.5A，電源內(nèi)電壓最大約為0.5X1.5V=0.75V,路端電壓最小為4.5V0.75V=3.75V,而電壓表量程為3V因此須將電阻R置于并聯(lián)的測量電路外，這樣電壓表的電壓U=4.5V0.5X（1.5+4）V=1.75V，小于電壓表量程所以實驗原理圖為如圖所示.（2）由實驗原理圖可得：E=U什l1（R+r）,E=U

16、2+l2（R+r）,所以E二丨心2_U1hJU2-U1I1-J10.【答案】（1）見解析（2）5_u2U1-U2U0l0【解析】（1）實驗步驟及應(yīng)測的物理量為:a.閉合S1,S3接1，測得電壓表的讀數(shù)為U0,電流表的讀數(shù)為1°.設(shè)Rg為電壓表的內(nèi)阻，則民旦.I0b.閉合S1,S3接2,測得電壓表的讀數(shù)U1,以E表示電池的電動勢，I1表示通過電池的電流，則有E=I1r+U1，U1=I1Rg,由式得E=蟲1*U1.C.閉合S1、S2,S3接2,測得電壓表的讀數(shù)U2，電流表的讀數(shù)12,U0電流為I，則有E=Ir+U2.設(shè)通過電壓表的電流為，則有I=l2，+l2,U2=l2，Rg.（2）r=

17、一設(shè)通過電池的U1-U2U1-U2|。U。0I211. 【答案】(1)將S2切換到bU2r(2)1.43(或I0)1.2(3)較小甲U,7【解析】(1)將S2切換到a時，電壓表示數(shù)為U1，電阻箱電阻為r,則電路中電流h=5；將rS2切換到b時，電壓表示數(shù)為U2,則電路中電流為|2=，由于11=12,解得R2-山r.(2)r+RU1U1R+R111由閉合電路歐姆定律得：E=U+(R+R2)，整理得：一=+，由題圖可得一=0.7,RUEREE11則E-1.43V，將2.8,0.5代入得：R2=1.2Q.(3)由于電壓表量程較小，測得數(shù)據(jù)范圍較UR小，測量誤差較大，所以甲同學(xué)的做法更恰當(dāng)些.12.

18、【答案】(1)B(2)750Q,10mA(3)9.5V,50Q13. 【答案】B【解析】由閉合電路的歐姆定律公式E=U+Ir得U=1Ir，所以在U-I圖象中，圖線與縱軸交點為電動勢，與橫軸交點為短路電流直線斜率為電源內(nèi)阻，故A、CD錯，B正確.14.【答案】(1)(2)(3)見解析(4)1.5(1.461.54)0.3(0.250.35)【解析】(1)如圖所示.(2)當(dāng)R=2.6Q時，由圖乙知，I=0.5A,LA'，點(2,2.6)見下圖.(3) 見上圖，可見是一條傾斜的直線，連線時注意：不能連成折線；為減小誤差個別偏離太遠的點要舍去.(4) 由閉合電路的歐姆定律E=l(R+r)得R=_E_r,故(3)中圖線的斜率k表示電池的電動勢E的大小，縱軸截距的絕對值表示內(nèi)阻r.由上圖可知：E=k600V1.5V(1.461.54范圍內(nèi)均正確)，4.22-0.23r0.3Q(0.250.35均正確).15.【答案】(1)見解析(2)b