高中物理新教材人教版必修第三冊課后練習(xí)　實(shí)驗(yàn)：電池電動勢和內(nèi)阻的測量Word版含解析

一、單項(xiàng)選擇題(每小題7分，共35分)1．在“測定電源電動勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，為使實(shí)驗(yàn)效果明顯且不損壞儀器，應(yīng)選擇下列哪種電源較好(A)A．內(nèi)阻較大的普通干電池B．內(nèi)阻較小的普通蓄電池C．小型交流發(fā)電機(jī)D．小型直流發(fā)電機(jī)解析：為了使電路中路端電壓變化比較明顯，應(yīng)使用內(nèi)阻較大的干電池．2．如圖所示是利用電壓表和電流表測定a、b兩節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)時(shí)作出的U－I圖線，由圖線可知(A)A．Ea＞Eb，ra＞rbB．Ea＞Eb，ra＜rbC．Ea＜Eb，ra＞rbD．Ea＜Eb，ra＜rb解析：圖線與U軸的交點(diǎn)表示電動勢，故Ea＞Eb，圖線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻，即ra＞rb，故A正確．3.如圖所示，用一只電流表和兩個定值電阻測定電源電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，由于未考慮電流表的內(nèi)阻，其測量值E和r與真實(shí)值E0和r0相比較，正確的是(C)A．E＝E0，r＝r0B．E＞E0，r＜r0C．E＝E0，r＞r0D．E＞E0，r＞r0解析：不考慮電流表的內(nèi)阻RA時(shí)，由閉合電路歐姆定律分別得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝I1R1＋I(xiàn)1r,E＝I2R2＋I(xiàn)2r))解得：r＝eq\f(I1R1－I2R2,I2－I1)，E＝eq\f(I1I2R1－R2,I2－I1).考慮電流表內(nèi)阻RA時(shí)，由閉合電路歐姆定律分別得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E0＝I1R1＋I(xiàn)1r0＋I(xiàn)1RA,E0＝I2R2＋I(xiàn)2r0＋I(xiàn)2RA))解得：r0＝eq\f(I1R1－I2R2,I2－I1)－RA，E0＝eq\f(I1I2R1－R2,I2－I1).4．如圖所示是甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)的測量電池的電動勢和內(nèi)電阻的電路．電路中R1、R2為已知阻值的電阻．下列說法中正確的是(D)A．只有甲同學(xué)設(shè)計(jì)的電路能測出電池的電動勢和內(nèi)電阻B．只有乙同學(xué)設(shè)計(jì)的電路能測出電池的電動勢和內(nèi)電阻C．只有丙同學(xué)設(shè)計(jì)的電路能測出電池的電動勢和內(nèi)電阻D．三位同學(xué)設(shè)計(jì)的電路都能測出電池的電動勢和內(nèi)電阻解析：圖甲中可用E＝I1(r＋R1)、E＝I2(r＋R2)求得電源的電動勢和內(nèi)電阻，圖乙中可用E＝U1＋eq\f(U1,R1)r、E＝U2＋eq\f(U2,R2)r求得電源的電動勢和內(nèi)電阻，而圖丙中可用E＝U1＋I(xiàn)1r、E＝U2＋I(xiàn)2r求得電源的電動勢和內(nèi)電阻，故三位同學(xué)設(shè)計(jì)的電路都能測出電源的電動勢和內(nèi)電阻，故D正確．5．某學(xué)生用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內(nèi)阻時(shí)，所用滑動變阻器的阻值范圍為0～20Ω，連接電路的實(shí)物圖如圖所示．下列對該學(xué)生接線中錯誤和不規(guī)范的做法判斷正確的是(B)①滑動變阻器不起變阻作用②電流表接線有錯③電壓表量程選用不當(dāng)④電壓表接線不妥A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④解析：①由電路圖可知，滑動變阻器同時(shí)接下面兩個接線柱，滑動變阻器被接成了定值電阻，不起變阻作用，故①正確；②由電路圖可知，電流表正負(fù)接線柱接反了，電流表接線錯誤，故②正確；③由電路圖可知，電壓表選3V量程，電壓表量程選擇正確，故③錯誤；④電壓表直接接在電源上，開關(guān)不能控制電壓表與電源斷開，電壓表接線錯誤，故④正確．故選B.二、多項(xiàng)選擇題(每小題10分，共30分)6．下圖是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫出的U—I圖象，下列關(guān)于這個圖象的說法中正確的是(AD)A．縱軸截距表示待測電源的電動勢，即E＝3VB．橫軸截距表示短路電流，即I短＝0.6AC．根據(jù)r＝eq\f(E,I短)，計(jì)算出待測電源內(nèi)阻為5ΩD．根據(jù)r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|，計(jì)算出待測電源內(nèi)阻為1Ω解析：在U—I圖象中，在U軸的截距表示電路中電流為零時(shí)的路端電壓，即電源電動勢，故選項(xiàng)A正確；U—I圖象中在電流軸上的截距不一定為短路電流，要注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否為(0,0)，即是否路端電壓為零，故選項(xiàng)B、C錯誤；圖線的斜率的絕對值為該電源的內(nèi)阻，故選項(xiàng)D正確．7.用如圖測電源的電動勢和內(nèi)電阻，關(guān)于誤差的說法正確的是(BD)A．由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實(shí)值B．由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實(shí)值C．測出的電動勢等于真實(shí)值D．測出的電動勢比真實(shí)值小解析：由題圖可得，電壓表測路端電壓，但由于電壓表的分流作用，使電流表的測量值小于真實(shí)值；實(shí)驗(yàn)誤差是由于電壓表的分流造成的；當(dāng)外電路短路時(shí)，電壓表不分流，故短路電流相同；而測量的電流值要小于真實(shí)值；故作出測量值和真實(shí)值的圖象如圖所示，由題圖可知，伏安法測電阻相對于電源來說采用電流表外接法，由于電壓表分流作用，電流表測量值偏小，當(dāng)外電路短路時(shí)，電流測量值等于真實(shí)值，電源的U－I圖象如圖所示，由圖象可知，電動勢測量值小于真實(shí)值，電源內(nèi)阻測量值小于真實(shí)值，故B、D正確，A、C錯誤．8．某同學(xué)欲采用如圖所示的電路完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)．圖中電流表?的量程為0.6A，內(nèi)阻約Ω；電壓表的量程為3V，內(nèi)阻約6kΩ；?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(AB)解析：A.待測電阻絲的電阻與電流表內(nèi)阻相當(dāng)，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，該待測電阻屬于小電阻，電流表應(yīng)用外接法，故A正確；B.電壓表測量的是電源兩端的電壓，電流表應(yīng)測量通過電源的電流，測的數(shù)據(jù)偏小，誤差形成的原因是電壓表的分流作用．在該實(shí)驗(yàn)中，電壓表內(nèi)阻非常大，分流很不明顯，誤差較小，故B正確；C.描繪小燈泡(額定電壓為V)的伏安特性曲線，電流電壓要從0測起，滑動變阻器應(yīng)該用分壓式，不能用限流式，故C錯誤；D.半偏法測量電流表的內(nèi)阻，最終支路電阻即為電流表的內(nèi)阻，所以支路的電阻不能用滑動變阻器，應(yīng)該用電阻箱，故D錯誤．故選AB.三、非選擇題(共35分)9．(17分)某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)電阻，使用的器材還包括定值電阻(R0＝5Ω)一個，開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖1所示．(1)在圖2的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接．(2)請完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟：①檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖3所示，讀得電阻值是__20_Ω__；②將開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2斷開，電壓表的示數(shù)是V；③將開關(guān)S2__閉合__，電壓表的示數(shù)是V；斷開開關(guān)S1.(3)使用測得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出干電池的內(nèi)阻是Ω__(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．答案：(1)如圖所示解析：(2)由題圖讀得電阻箱阻值為R＝20Ω；將S1閉合S2斷開，電壓表示數(shù)為電源電動勢E＝V，將S2再閉合，電壓表示數(shù)為R兩端電壓．將電壓表視為理想電表，則干路電流I＝eq\f(UV,R)＝eq\f,20)A＝0.058A(3)因?yàn)镮＝eq\f(E,R0＋R＋r)，所以r＝eq\f(E,I)－R0－R＝(eq\f,－5－20)Ω≈Ω.10．(18分)聽說水果也能做電池，某興趣小組的同學(xué)用一個檸檬做成電池，他們猜想水果電池內(nèi)阻可能較大，從而設(shè)計(jì)了一個如圖1所示電路來測定該檸檬電池的電動勢和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)中他們多次改變電阻箱的電阻值，記錄下電阻箱的阻值及相應(yīng)的電流計(jì)示數(shù)，并算出電流的倒數(shù)，將數(shù)據(jù)填在如下的表格中．外電阻R(Ω)電流I(mA)電流倒數(shù)eq\f(1,I)(mA－1)9000280008600045000340000(1)利用圖象法處理數(shù)據(jù)可以減小實(shí)驗(yàn)誤差．在討論作圖方案時(shí)，甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)作R－I圖，而乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該作R－eq\f(1,I)圖，你認(rèn)為哪個同學(xué)的想法更科學(xué)？__乙__(選填“甲”或“乙”)．(2)按照(1)中你選擇的方案，在圖2中作出圖象．(3)利用你作出的圖象，可求出該檸檬電池的電動勢為，內(nèi)阻為×104__Ω.(4)完成實(shí)驗(yàn)后，該興趣小組的同學(xué)初步得出了水果作為電池不實(shí)用的物理原因是：__電源內(nèi)阻過大__．解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律，有E＝IR＋I(xiàn)r，得到R＝E·eq\f(1,I)－r，故電阻R與eq\f(1,I)成線性關(guān)系，圖象是直線，形象、直觀、便于計(jì)算．故選乙．(2)描出各個點(diǎn)后用一條直線連接各個點(diǎn)，如圖所示．(3)由(1)得，縱軸截距表示電池的內(nèi)電阻，斜率的絕對值表示電動勢，則有電池的電動勢E