高中物理 210实验 测定电池的电动势和内阻课时精炼 新人教版选修31.docx

高中物理 210实验 测定电池的电动势和内阻课时精炼 新人教版选修31.docx

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高中物理210实验测定电池的电动势和内阻课时精炼新人教版选修31

【金版教程】2018年高中物理2.10实验测定电池的电动势和内阻课时精炼新人教版选修3-1

1.[2018·湖南十校高二测试]（多选）如图所示为某同学做“测量一新型电池的电动势和内阻”的实验时得到的UI图象。

根据该图象判断，下列说法正确的是（　　）

A.该电池的电动势是20V

B.该电池的内阻是10Ω

C.该电池的短路电流是0.8A

D.该电池与灯泡L（10V　5W）串联后，灯泡L能正常发光

答案：

AD

解析：

由于图线与纵轴的交点，即截距等于该电池电动势，故选项A正确；图线的斜率的大小等于该电池内阻，即r＝20Ω，选项B错误；图象中图线与横轴的交点对应的电压值为零，此时为短路状态，截距即等于该电池的短路电流1.0A，选项C错误；灯泡L正常工作时的电阻R＝

＝

Ω＝20Ω，与该电池内阻相等，所以题中电池与该灯泡串联后，灯泡和该电池内阻各分担10V电压，灯泡能正常发光，选项D正确。

2.[2018·银川高二检测]在测一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为2Ω）的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选，电压表应该选________，变阻器应该选________（　　）

A.电压表量程为15V　　　B.电压表量程为3V

C.变阻器为（20Ω，3A）D.变阻器为（500Ω，3A）

答案：

B　C

解析：

干电池电动势约为1.5V，而A电压表量程为15V，若用A则很难精确读数，误差太大，A不合适，故选B。

变阻器电阻比电源的内阻大几倍即可，阻值太大调节会不方便，故D不合适，故变阻器应该选C。

3.[2018·大连高二检测]在“测定电源电动势和内阻”的实验中，为使实验效果明显且不损坏仪器，应选择下列哪种电源较好（　　）

A.内阻较大的普通干电池B.内阻较小的普通蓄电池

C.小型交流发电机D.小型直流发电机

答案：

A

解析：

为了使电路中路端电压变化比较明显，应使用内阻较大的干电池。

4.[2018·朝阳区高二质检]如下图所示，是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内电阻的电路。

电路中R1、R2为已知阻值的电阻。

下列说法中正确的是（　　）

A.只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻

B.只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻

C.只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻

D.三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内电阻

答案：

D

解析：

图甲中可用E＝I1（r＋R1）、E＝I2（r＋R2）求得电源的电动势和内电阻，图乙中可用E＝U1＋

r、E＝U2＋

·r求得电源的电动势和内电阻，而图丙中可用E＝U1＋I1r、E＝U2＋I2r求得电源的电动势和内电阻，故三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻，故D正确。

5.（多选）用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法中错误的是（　　）

A.应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显

B.应选用内阻较小的电压表和电流表

C.移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载

D.使滑动变阻器阻值尽量大一些，测量误差才小

答案：

BD

解析：

伏安法测电池的电动势和内阻实验中，应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表，滑动变阻器阻值不能太大，如果太大不便于调节。

6.（多选）为测定电池的电动势和内阻，待测电池、开关、导线配合下列仪器可达到实验目的的是（　　）

A.一只电流表和一只电阻箱

B.一只电压表和一只电阻箱

C.一只电流表和一个滑动变阻器

D.一只电压表和一个滑动变阻器

答案：

AB

解析：

由E＝IR＋Ir知测E、r用一只电流表测电流，用电阻箱改变外电阻并可读出阻值，只要获得两组I、R数据即可求得E、r，用滑动变阻器无法确定接入电路的电阻，故A正确，C不可行；由E＝U＋

·r知测E、r用一只电压表和一只电阻箱可获得两组U、R值求出E、r，故B正确；若用一只电压表和一个滑动变阻器不可以，因滑动变阻器接入电路的阻值无法确定，故D不能达到目的。

7.[2018·肇庆期末]用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻，被测电源是两节干电池串联成的电池组。

可供选择的实验器材如下：

A.电流表，量程0～0.6A,0～3A

B.毫安表，量程0～100μA,0～100mA

C.电压表，量程0～3V,0～15V

D.滑动变阻器，0～1000Ω，0.1A

E.滑动变阻器，0～20Ω，2A

F.开关一个，导线若干

（1）为了尽量得到较准确的实验结果，电流表应选________，量程应选________，电压表量程应选________，滑动变阻器应选________。

（2）有（甲）、（乙）两个可供选择的电路如图所示，应选________电路进行实验，实验中误差是由于________表的读数比真实值偏________（选填“大”或“小”）而引起的。

答案：

（1）A　0～0.6A　0～3V　E　

（2）（乙）　电流　小

解析：

（1）由于电路中电流会大于0.1A，电流表应选A，量程为0～0.6A，由于电源电动势为3V，故电压表量程应选0～3V，由于电池内电阻较小，故滑动变阻器用E。

（2）（甲）图测得的电阻是电流表内阻RA与电源内阻r的串联值，由于RA与r相差不多，因而误差较大，（乙）图测得的电阻是电压表内阻RV与电源内阻r的并联值，由于RV≫r，因而误差较小，应选用（乙）电路。

（乙）图中由于电压表的分流，电流表的读数比真实干路电流偏小。

8.在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路。

（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到________。

（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）

（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10Ω的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________。

（选填“1”或“2”）

方案编号

电阻箱的阻值R/Ω

1

400.0

350.0

300.0

250.0

200.0

2

80.0

70.0

60.0

50.0

40.0

（3）根据实验数据描点，绘出的

－R图象是一条直线。

若直线的斜率为k，在

坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________。

（用k、b和R0表示）

答案：

（1）最大值　

（2）2　（3）

－R0

解析：

（1）为了保护电路及电表，防止电路中电流过大，所以实验前应将电阻箱置于最大值接入电路中。

（2）通过试值法来说明理由。

若R＝300Ω，电流约为

A≈0.03A；若R＝60Ω，电流约为

A≈0.13A，后者电流读数大，误差小，选2较合适。

（3）电流I＝

，E＝I（R＋R0＋r），得

＝

R＋

＋

，

－R图象的斜率k＝

，截距b＝

＋

，所以电动势E＝

，内阻r＝

－R0。

9.[2018·浙江高考]采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻”。

（1）除了选用下图中的部分器材外，________（填选项）。

A.还需要电压表　　　B.还需要电流表

C.还需要学生电源D.不再需要其他器材

（2）测量所得数据如下：

用作图法求得电池的内阻r＝________；

（3）根据第5次所测得的实验数据，求得电流表内阻RA＝________.

答案：

（1）A　

（2）（0.75±0.10）Ω　（3）0.22Ω

解析：

（1）选A，图中已有电流表、电阻箱和干电池，还缺少电压表。

（2）作出UI图象，由图象斜率可求得r＝（0.75±0.10）Ω。

（3）由欧姆定律得：

R＋RA＝

，得RA＝

－R＝0.22Ω。

10.[2018·重庆高考]某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响，实验器材如图所示。

（1）测量E和r的实验方案为：

调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式________，利用测量数据作出UI图象，得出E和r。

（2）将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路。

（3）实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的UI图象如图中（a）、（b）、（c）、（d）所示，由此可知：

在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势________________________________________________________________________（填“增大”、“减小”或“不变”），电源内阻________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

曲线（c）对应的电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω，当外电路总电阻为2500Ω时，该电源的输出功率P＝________mW。

（均保留三位有效数字）

答案：

（1）U＝E－Ir

（2）见图

（3）不变　增大　0.975　478　0.268

解析：

（1）由路端电压U、电动势E及内阻r与电流的关系U＝E－Ir，可得UI图象。

（2）因为电压表为理想表，且要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，则电路图如图所示。

实物连线见答案。

（3）在UI图象中，U轴上的截距代表电动势，图线的斜率为内阻r，则电源电动势不变，电源内阻增大。

图线（c）对应的E为0.975V，r为478Ω，当外电路总电阻为2500Ω时，输出功率P＝

2R总＝0.268mW。

11.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用的电路如图所示，一位同学测得的6组数据如下表中所示。

组别

I/A

U/V

1

0.12

1.37

2

0.20

1.32

3

0.31

1.24

4

0.32

1.18

5

0.50

1.10

6

0.57

1.05

（1）试根据这些数据在图中作出UI图线。

（2）根据图线得出电池的电动势E＝________V，根据图线得出的电池内阻r＝________Ω。

（3）若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，可利用公式E＝U1＋I1r1和E＝U2＋I2r2算出，这样做可能得出误差很大的结果，选用第________组和第________组数据，求得的E和r误差最大。

答案：

（1）见下图

（2）1.45　0.70　（3）3　4

解析：

（1）描点作图，舍去第四组数对应的点。

图线如答案图所示。

（2）U轴上的截距等于被测量的电动势，由于坐标轴上的数据准确到小数点后两位，所以我们读出的数据以此作标准。

从图线上找出两个点，第一个点是I＝0（0,1.45），第二个点是I＝0.50A（0.50,1.10），由此得出电动势：

E＝1.45V

内阻为：

r＝

Ω＝0.70Ω。

（3）第3组和第4组数据。

根据这两组数据列出方程

，解得：

E＝3.10V，r＝6.0Ω。

选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大。

不需要利用所给的6组数据分别进行计算，利用作图就可看出这一点。

选用这两组数据求E和r，相当于过图中3和4两点作一直线，利用此直线求出E和r，而此直线与所画的直线偏离最大，实际上，第4组数据不合理，已经排除。

12.如图甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。

图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和A1内阻之和为10000Ω（比r和滑动变阻器的总电阻大得多），A2为理想电流表。

（1）按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线。

（2）在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至________（选填“a端”、“中央”或“b端”）。

（3）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动器c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2。

多次改变滑动端c的位置，得到的数据为

I1/mA

0.120

0.125

0.130

0.135

0.140

0.145

I2/mA

480

400

320

232

140

68

在如图所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1－I2曲线。

（4）利用所得曲线求得电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。

（保留两位小数）

（5）该电路中电源输出的短路电流Im＝________A。

答案：

（1）如图所示

（2）b端　（3）如图所示

（4）1.49　0.60　（5）2.5

解析：

（1）由电路图连线如答案图

（2）闭合开关S前，为保护电路，应使连入电路的滑动变阻器阻值最大，故滑动端c置于b端。

（3）连线如答案图

（4）电路中A1与R1串联等效于电压表，纵轴截距为0.149mA，对应电压值U＝0.149×10－3×104V＝1.49V，

故电动势E＝1.49V，内阻r＝

＝0.60Ω。

（5）短路电流Im＝

＝

A＝2.5A。