恒定電流專題60

專題60實驗：測量電池的電動勢和內(nèi)阻授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書95頁1．[2024·貴州省黔東南期中檢測]某同學(xué)用伏安法測量標(biāo)稱值為1.5V的干電池的電動勢和內(nèi)電阻，所用電壓表量程為3V、內(nèi)阻約為3kΩ，電流表量程為0.6A、內(nèi)阻約為0.5Ω.實驗中有圖(a)和(b)兩個電路圖供選擇，該同學(xué)選用合適的電路圖得到的電壓U和電流I的關(guān)系圖線如圖(c)所示．(1)該同學(xué)選擇的電路圖是圖________(填“a”或“b”)；(2)由圖(c)可知，干電池的電動勢E為________V，內(nèi)電阻r為________Ω(結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位)；(3)若選擇另一個電路圖進行實驗，在圖(c)上用實線畫出實驗中應(yīng)得到的圖線的示意圖．答案：(1)a(2)1.48(1.47或1.49也可)0．96(0.94～0.98均可)(3)圖見解析解析：(1)因電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻很接近，故應(yīng)采用相對電源來說的電流表外接法，應(yīng)選圖(a)所示電路圖．(2)由E＝U＋Ir，可知U＝E－Ir.則U-I圖像的縱截距表示電源電動勢，斜率的絕對值表示內(nèi)阻，即E＝1.48V，r＝eq\f(1.48－1.00,0.50)Ω＝0.96Ω(3)若選擇b電路圖進行實驗，則E＝U＋I(RA＋r)，可得I＝eq\f(E－U,RA＋r)＝eq\f(1.48－1.00,0.50＋0.96)A≈0.33A，在圖(c)上用實線畫出實驗中應(yīng)得到的圖線的示意圖，如圖2．如圖甲所示，用銅片、鋁片和可樂可以做成可樂電池，電動勢大約在0.5V～0.6V之間，內(nèi)阻幾千歐左右，某實驗興趣小組制作了一個可樂電池并測量其電動勢和內(nèi)阻．(1)如圖乙所示，直接用多用電表“直流2.5V”量程測量出可樂電池的電動勢大小為________V(保留兩位有效數(shù)字)；(2)現(xiàn)有實驗器材：A．電壓表(0～3V，RV約為3000Ω)B．電流表(0～300μA，RA為300Ω)C．電阻箱(0～9999Ω)D．滑動變阻器(0～20Ω)E．開關(guān)，導(dǎo)線若干①為了更準(zhǔn)確測量可樂電池的電動勢和內(nèi)阻，選擇合適的器材并按電路圖__________完成電路連接；②通過數(shù)據(jù)處理畫出相應(yīng)的可樂電池R-eq\f(1,I)圖像如圖丙實線所示，可知該可樂電池的內(nèi)阻約為____________Ω；③將該可樂電池靜置5h后再次測量獲得的R-eq\f(1,I)圖像如圖丙虛線所示，可知該可樂電池的電動勢____________．(選填“增大”“減小”或“不變”)答案：(1)0.42(0.43也可)(2)①A②1900(1800也可)③不變解析：(1)用中間一圈的刻線讀數(shù)，其中250即是2.50V，50即是0.50V，則電池的電動勢大小為0.42V．(2)提供的電壓表量程太大，可用安阻法測量，即用電路A.由閉合電路歐姆定律得E＝I(R＋rA＋r)，整理得R＝eq\f(E,I)－(rA＋r)，結(jié)合圖像可知rA＋r＝2200Ω，解得電池的內(nèi)阻r＝2200Ω－300Ω＝1900Ω，圖線的斜率表示電動勢，靜置5h后的圖線與原圖線平行，斜率不變，則電動勢不變．3．某實驗小組的同學(xué)為測量由兩節(jié)干電池組成的電池組的電動勢E和內(nèi)電阻r，設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路，其中R為電阻箱，定值電阻R0＝3Ω.實驗過程中獲得了多組電壓表示數(shù)U和相應(yīng)的電阻箱阻值R，并繪制出了eq\f(1,R)-eq\f(1,U)與圖像如圖乙所示，則：(1)根據(jù)圖像求得電池組的電動勢測量值E＝________V，內(nèi)電阻測量值r＝________Ω；(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字).(2)由實驗原理可知，該實驗得到的電動勢的測量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)真實值，內(nèi)電阻的測量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)真實值．答案：(1)3.02.0(2)小于小于解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝U＋eq\f(U,R)(R0＋r)可得eq\f(1,R)＝eq\f(E,R0＋r)·eq\f(1,U)－eq\f(1,R0＋r)，由eq\f(1,R)-eq\f(1,U)關(guān)系圖線知縱截距絕對值eq\f(1,R0＋r)＝0.2Ω，又R0＝3.0Ω，得r＝2.0Ω；由圖線的斜率k＝eq\f(E,R0＋r)＝eq\f(0.1＋0.2,0.50)，解得E＝3.0V；(2)根據(jù)實驗原理可知，電動勢的測量值E測＝eq\f(E真,r真＋R0＋RV)·RV＜E真，故測量值應(yīng)小于電源電動勢真實值，內(nèi)電阻的測量值r測＝eq\f(（r真＋R0）RV,r真＋R0＋RV)－R0＝e