習題3：實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻

實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻習題1.在測電源電動勢和內(nèi)阻實驗中，下列說法正確的是()A.用新電池較好B.用舊電池較好C.新、舊電池一樣D.以上說法都不對2.為了測出電源的電動勢和內(nèi)阻，除待測電源和開關(guān)、導線以外，配合下列哪組儀器，不能達到實驗目的()A．一個電流表和一個電阻箱B．一個電壓表、一個電流表和一個滑動變阻器C．一個電壓表和一個電阻箱D．一個電流表和一個滑動變阻器3.為了測量兩節(jié)串聯(lián)干電池的電動勢，某同學設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路，其中E是待測電池組，內(nèi)阻不能忽略；V1、V2是兩只量程合適的相同的電壓表，內(nèi)阻不是很大，且未知；S1、S2是單刀單擲開關(guān)；導線若干.(1)請根據(jù)電路圖甲，在圖乙中將器材連成實物圖.(2)實驗需要測量的物理量是_____.(3)用測出的物理量，寫出串聯(lián)電池組電動勢的表達式是_____.4.現(xiàn)有器材：理想電流表一個，兩個定值電阻R1、R2，單刀單擲開關(guān)兩個，導線若干，要求利用這些器材較精確地測量一節(jié)干電池的電動勢（電動勢約V）.（1）在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖（2）用已知量和測得量表示待測電動勢的數(shù)學表達式E=_____.5.用電流表和電壓表測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，如圖中給出了甲、乙兩個供選用的電路圖，為了較精確地測定電動勢和內(nèi)電阻，實驗中應選用電路_____.正確選用電路后，根據(jù)圖丙所示的器材，請用實線表示導線，將圖丙中器材連成實驗電路，實驗時經(jīng)測量得出的數(shù)據(jù)如表所示，請在圖丁的方格紙上畫出U-I圖線，利用圖線可求出電源電動勢和內(nèi)電阻分別為_____、_____.若不作出圖線，只選用其中兩組U和I的數(shù)據(jù)，利用公式E=U+Ir列方程求E和r，這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果，其中選用第_____組和第_____組的數(shù)據(jù)，求得E和r誤差最大.6.為了測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，現(xiàn)準備了下列器材：①待測干電池E（電動勢約V，內(nèi)阻約Ω）②電流計G(滿偏電流mA,內(nèi)阻10Ω)③電流表A（量程0~A,內(nèi)阻Ω）④滑動變阻器R1（0~20Ω,2A）⑤滑動變阻器R2（0~1000Ω,1A）⑥定值電阻R3＝990Ω⑦開關(guān)和導線若干（1）為了能盡量準確地進行測量，也為了操作方便，實驗中應選用的滑動變阻器是_____（填儀器代號）；（2）請用鉛筆在圖甲方框中畫出實驗電路原理圖，并注明器材的字母代號；（3）圖乙為某同學根據(jù)正確的電路圖作出的圖線（I1為電流計G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)），由該圖線可求出被測干電池的電動勢E=_____V，內(nèi)電阻r=_____Ω.7.(探究創(chuàng)新)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(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Ω，可當標準電阻用)、一只電流表(量程Ig=A，內(nèi)阻rg=Ω)和若干導線.(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，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對應的電流表的示數(shù)I，并作記錄，當電阻箱的阻值R=Ω時，其對應的電流表的示數(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I的倒數(shù)，再制作坐標圖，如圖丙所示，圖丙中標注出了(,R)的幾個與測量對應的坐標點，請你將與圖乙實驗數(shù)據(jù)對應的坐標點也標在圖丙上.(3)在圖丙上把描繪出的坐標點連成圖線.(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=_____Ω.答案解析1.【解析】選B.舊電池內(nèi)阻較大，實驗時，電壓表讀數(shù)變化較大，誤差較小.2.【解析】選D.根據(jù)E=I(R+r)，由電流表測出電流，用電阻箱讀出外電阻的阻值，可以求出E、r,A正確；根據(jù)E=U+Ir，由電流表測出電流,由電壓表測出電壓，可以求出E、r,B正確；根據(jù)E=U+由電壓表測出電壓，用電阻箱讀出外電阻的阻值，可以求出E、r,C正確；因為滑動變阻器不能讀出電阻的數(shù)值，所以只有一個電流表和一個滑動變阻器,測不出電動勢和內(nèi)阻，D錯誤.3.【解析】連接實物圖如圖所示.先閉合S1、斷開S2，記下V1、V2的示數(shù)U，由閉合電路歐姆定律可得：再閉合S2，記下V1的示數(shù)U′，則有：E=U′+，聯(lián)立解得：E=答案：(1)見解析圖(2)S1閉合，S2斷開時,V1、V2的示數(shù)U;閉合S1、S2時,V1的示數(shù)U′(3)E=4.【解析】（1）由閉合電路的歐姆定律知:E=I(R+r),當外電阻發(fā)生改變時，電流就改變，由兩個定值電阻測得兩個對應電流值，代入上式就可以解出電動勢和內(nèi)阻.故電路設(shè)計成如圖所示.（2）將對應電阻值和電流值代入E=I(R+r)得兩個方程：E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)聯(lián)立解得：E=答案：（1）電路圖見解析（2）5.【解析】電流表的內(nèi)阻與電源的內(nèi)阻相差不大，圖甲測出的是電流表的阻值與電源的內(nèi)阻之和，故誤差太大，應選圖乙測量，實驗電路如圖所示.作圖線時應使盡可能多的點落在直線上，個別偏離太大的點應舍去，圖線如圖所示，由圖線與縱軸的交點可得電動勢E=V，再讀出圖線與橫軸交點的坐標，，由E=U+Ir得由圖線可以看出第4組數(shù)據(jù)點偏離直線最大應舍去，若選用第3組和第4組數(shù)據(jù)求E和r，相當于過圖中3和4兩點作一直線求E和r，而此直線與所畫的直線偏離最大，所以選用第3組和第4組數(shù)據(jù)求得的E和r誤差最大.答案:乙實驗電路見解析圖線見解析VΩ346.【解析】(1)為減小本實驗的誤差，提高實驗精度，實驗電流應適當增大，所選用的滑動變阻器的電阻要適當小些，故滑動變阻器應選④滑動變阻器R1.（2）測量干路電流用的電流表應選③電流表A；而將②電流計G（滿偏電流mA,內(nèi)阻10Ω）與⑥定值電阻R3=990Ω串聯(lián)組合起來使用，代替電壓表來測量路端電壓.實驗電路如圖所示.（3）根據(jù)實驗圖線可求出被測干電池的電動勢：E=×10-3×(990+10)V=V，內(nèi)電阻：r=Ω=Ω答案：（1）R1(2)見解析(3)7.【解析】(1)本實驗是采用電流表和電阻箱組合測定電池電動勢和內(nèi)阻，只需將它們串聯(lián)起來即可，實物連接如圖.(2)