2019春高中物理第2章恒定电流10实验：测定电池的电动势和内阻课时作业新人教版选修3_1.doc

1、1第二章 10 实验：测定电池的电动势和内阻基础夯实 1某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是( D )A一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B一个伏特表和多个定值电阻C一个安培表和一个电阻箱D两个安培表和一个滑动变阻器解析：A 选项属于伏安法测定干电池的电动势和内阻的实验器材，A 项正确；由U E r，B 项正确；由 E I(R r)，C 项正确；因不能读出滑动变阻器的阻值，D 项错误。UR2用电流表和电压表测定电池的电动势 E 和内电阻 r，所用电路如下图(a)所示，一位同学测得的 6 组数据

2、如下表所示。组别 1 2 3 4 5 6电流 I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57电压 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05(1)试根据这些数据在图(b)中作出 U I 图线。(2)根据图线求出电池的电动势 E_1.46_V，电池的内电阻 r_0.72_。答案：(1)见解析图解析：本题考查用作图法处理实验数据。作图线时应使尽可能多的点落在直线上，个别偏离太大的点应舍去，图线如下图所示。由图线与纵轴的交点可得电动势 E1.46V，再读出图线与横轴交点的坐标(1.00，0.64)，由 E U Ir 得r 0.72。E UI 1.46 1.

3、000.6423(2016广东佛山一中高二上学期期中)某同学用伏安法测一节干电池的电动势 E 和内电阻 r，所给的其他器材有：A电压表 V：03V15VB电流表 A：00.6A3AC变阻器 R1：(20，1A)D变阻器 R2：(1000，0.1A)E电键 S 和导线若干(1)实验中电压表应选用的量程为_03V_(填“03V”或“015V”)；电流表应选用的量程为_00.6A_(填“00.6A”或“03A”)；变阻器应选用_ R1_；(2)根据实验要求连接实物电路图；(3)实验测得的 6 组数据已在 U I 图中标出，如图所示，请你根据数据点位置完成U I 图线，并由图线求出该电池的电动势 E_

4、1.5_V，电阻 r_0.50_。答案：(2)(3)U I 图线如图所示解析：(1)一节干电池的电动势为 1.5V，故电压表选择 03V 即可；流经干电池的电3流不允许过大，故电流表选择 00.6A 即可；变阻器选择 R1，调节时连续性较好；(3)由闭合电路欧姆定律 E U Ir 得， U rI E，在 U I 图象中，纵轴截距表示电源电动势，斜率绝对值代表电源内阻。4(2016沈阳师大附中高二上学期期中)某学生测量电源的电动势 E 及内阻 r 所需的实验器材如图 2 所示。(1)在图 1 画出实验电路原理图。(2)用笔画线代替导线在图 2 中，完成实物连线。(3)测量该电源电动势和内电阻所得

5、的 U I 图线如图 3，则由图 3 可知该电源的电动势为_6.0_V，内电阻为_1.6_。(保留两位有效数字)答案：(1)(2)见解析解析：(1)测量电源的电动势和内阻时，只需要将滑动变阻器与电流表串联接在电源两端，由于电源内阻较小，故相对于电源来说，电流表应采用外接法；原理图如图甲所示；(2)根据原理图，依次将各元件连接，注意导线不能交叉；连线图见图乙。(3)由图 3 可知，电源的电动势 E6.0V；图象的斜率表示电源的内阻；故 r1.6。6.0 5.20.55某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材：待测电池，电动势约为 1.5V(小于 1.5V)电流表，量程

6、 3mA电流表，量程 0.6A电压表，量程 1.5V电压表，量程 3V4滑动变阻器，020开关一个，导线若干(1)请选择实验中需要的器材_(填标号)。(2)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来。(3)小组由实验数据作出的 U I 图象如图乙所示，由图象可求得电源电动势为_1.4_V，内电阻为_2.8_。答案：(2)如图所示解析：(1)根据本实验的原理以及特点，所选器材是；(2)根据电路图连接实物图时，一定要看清电路的结构，滑动变阻器的接线柱所在的位置，注意导线不能交叉；(3)电源的电动势是纵轴截距 1.4V，内电阻 r 2.8。 U I 1.4 00.5 0能力提升 1(2016中山市纪念中学

7、高二检测)某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势 E 和内阻 r。根据实验数据绘出如图乙所示的 R 图线，其中 R 为电阻箱读数，1II 为电流表读数，由此可以得到 E_3_V， r_1_。解析：特殊值代入法：选择 A 和 B，如图所示，从图象中读出 A、 B 两点的坐标分别为A(1.0,2)， B(2.0,5)，由此可得 I11.0A， R12； I20.5A， R25，把这两组数据5代入下面的方程组Error!，可解得 E3V， r1。2(2017江苏省海头高中、海州高中高二上学期期中联考)某研究小组收集了两个电学元件：电阻 R0(约为 2k)和手机中的锂电池(电动势 E 标

8、称值为 3.7V，允许最大放电电流为 100mA)。实验室备有如下器材：A电压表 V(量程 3V，电阻 RV约为 4.0k)B电流表 A1(量程 100mA，电阻 RA1约为 5)C电流表 A2(量程 2mA，电阻 RA2约为 50)D滑动变阻器 R1(040，额定电流 1A)E电阻箱 R2(0999.9)F开关 S 一只、导线若干(1)实验一：为了尽量准确测定电阻 R0的阻值，小明设计了一电路，如图 1 所示为其对应的实物图，图中的电流表 A 应选_A 2_(选填“A 1”或“A 2”)。请将实物连线补充完整_如解析图_。请判断用此电路测出来的 R0较真实值相比_偏大_(填“偏大”或“偏小”

9、)。(2)实验二：为测量锂电池的电动势 E 和内阻 r ，某同学设计了如图 2 所示的电路图。求出 与 的关系式是_ _，根据测量数据作出图象，如图 3 所示。若该图线的1U 1R2 1U rER2 1E斜率为 k，纵轴截距为 b，则该锂电池的电动势_ E _，内阻_ r _(用 k 和 b 表示)。1b kb解析：(1)电压表量程是 3V，通过待测电阻的最大电流I A0.0015A1.5mA，因此电流表应选 A2；待测电阻 R0阻值约为 2k，滑动UR0 32000变阻器 R1与电阻箱 R2最大阻值均小于待测电阻阻值，变阻器采用限流接法时待测电阻电压与电流变化范围较小，不能测多组实验数据，为

10、测多组实验数据，减小实验误差，滑动变阻器应采用分压接法； 40， 2， ，电流表应该采用内接法，实R0RA 200050 RVR0 40002000 R0RARVR06物电路图如图所示因为电流表内阻的分压作用，使电压表示数偏大，则由欧姆定律可知，测量出的电阻值偏大；(2)由图乙所示电路可知， E U Ir U r，则 ，因此图象的纵轴截距UR2 1U rER2 1Eb ，电动势 E ，图象的斜率 k ，则电源内阻 r kE 。1E 1b rE kb3为了测定电源电动势 E、内阻 r 的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图甲所示的电路。闭合开关，调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱

11、的阻值 R，电压表 V1的示数 U1，电压表 V2的示数 U2。根据记录数据计算出流过电阻箱的电流 I，分别描绘了 a、 b 两条 U I 图线，如图乙所示。请回答下列问题：(1)写出流过电阻箱的电流 I 的表达式_ I _；U2 U1R(2)小灯泡两端电压随电流变化的图象是_ b_；(选填“ a”或“ b”)(3)根据图乙可以求得电源的电动势 E_3.0_V，内阻 r_2.0_，该电路中小灯泡消耗的最大功率为_1.0_W。解析：(1)首先要明白电路的组成，作出电路图，如图所示。 电阻箱两端电压U U2 U1，电阻箱阻值为 R，所以流过电阻箱的电流 I 。U2 U1R(2)小灯泡两端电压随电流

12、的增大而增大，所以选图线 b。(3)图线 a 为电源路端电压随电路中电流变化的关系图线，图线 a 与纵轴的交点为电源的电动势， E3.0V，图线 a 斜率的绝对值为电源的内阻， r2.0，图线 a、 b 的交点表示 U1 U2，即电阻箱的阻值为 0，此时小灯泡消耗的功率最大， P UI1.0W。74(2016湖北黄冈中学高二检测)小明要测定一电源的电动势 E 和内电阻 r，实验器材有：一只 DIS 电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用 I 表示)，一只电阻箱(阻值用 R 表示)，一只开关和导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据。(1)小明设计该实验的原理表达式是_ E

13、I(R r)_(用 E、 r、 I、 R 表示)；(2)小明在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至_最大值_(选填“最大值” 、 “最小值”或“任意值”)，在实验过程中，将电阻箱调至图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为_25_；(3)小明根据实验采集到的数据作出如图丙所示的 R 图象，则由图象求得，该电源1I的电动势 E_6.0(5.86.2 均可)_V，内阻 r_2.4(2.32.5 均可)_(结果均保留两位有效数字)。解析：(1)在闭合电路中， E、 I、 R、 r 几个量之间的关系是 E I(R r)。(2)为了整个电路的安全，所以开始电流要小，即电阻箱电阻调到最大值；题图乙电阻箱读数为 25。(3)根据 E I(R r)，推出 ，再结合 R 图象可知：图线的斜率为 ，截距为 ，1I RE rE 1I 1E rE解得 E6.0V(5.86.2 均可)， r2.4(2.32.5 均可)。8