1、12.10 实验 测定电池的电动势和内阻课时检测区能力达标1.(多选)用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法中正确的是( )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【解析】选 A、C。旧干电池内阻较大，测量时电压表读数变化明显，A 正确。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，C 正确。【补偿训练】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
2、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 ( )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】选 D。如图甲，根据闭合电路欧姆定律可得 E=U+Ir，可测量多组数据列式求解，A 不符合题意；如图乙，根据欧姆定律可得 E= (r+R)，测量多组数据可求解，B 不符合题意；如图丙，根据欧姆定律可得 E=I(R+r)，可测量多组数据列式求解，C 不符合题意；D中两个安培表和一个滑动变阻器，由于不知道滑动变阻器电阻，故无法测量，D 符合题意。2.如表所示是在测某电池的电动势和内
3、阻的实验中记录的六组数据。请在直角坐标系中画出 U-I 图象，并根据图象算出待测电池的电动势和内阻。2U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57【解析】建立坐标系，利用描点法画出 U-I 图象，如图所示。第四个点明显偏离，可见误差太大，应舍去。直线与纵轴的交点坐标即为电源的电动势 E=1.46 V。由闭合电路的欧姆定律 E=U+Ir，将直线上的点(0.50，1.10)的坐标 U=1.10 V，I=0.50 A 代入得内阻 r=0.72 。答案：图象见解析图 1.46 V 0.72 3.某同学采用如图所示的
4、电路测定电源电动势和内阻，已知有干电池(电动势约为 1.5 V，内阻约为 2 )，电压表(03 V，3 k)，电流表(00.6 A，1.0 )，滑动变阻器R1(10 ，2 A)和 R2(100 ，0.1 A)各一只。3(1)实验中滑动变阻器应选用_(选填“R 1”或“R 2”)。 (2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路。(3)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的 U-I 图象，由图可较准确地求出电源电动势 E=_ V；内阻 r=_ 。 【解析】(1)电路中最大电流 I= = =0.75 A。R 2的额定电流小于 0.75 A，同时 R2的阻值远大于电源内阻 r，不便于调节，所以变
5、阻器用 R1。(2)如图所示。(3)将图线延长，交于纵轴，则纵截距即为电动势 E=1.46 V(1.451.48 V 均正确)。r= ，可得 r=1.79 (1.781.90 均正确)。答案：(1)R 1 (2)见解析图 (3)1.46(1.451.48 均正确) 1.79(1.781.90 均正确)4.在测干电池的电动势和内电阻的实验中，图中有甲、乙两个可供选择的电路，应选用_ 电路进行实验，实验中误差的来源是_，读数比实际值偏_，根据实验数据画出的 U-I 图线如图丙所示，则求得的电动势是_ V，内电阻是_。4【解析】本实验中，电压表应测路端电压 U，电流表应测通过电源的电流 I，根据 U
6、=E-Ir，来确定电动势 E 和内阻 r，甲、乙两个电路都存在系统误差，对甲电路，电流表读出的不是通过电源的电流 I，而是通过电源的电流 I 和电压表上电流 IV= 之差，即 U=E-(I+ )r，即误差来自电压表的分流。对乙电路，电压表读出的不是路端电压 U，而是路端电压 U 和电流表两端电压 UA=IRA之和，即 U+IRA=E-Ir，即误差来自电流表的分压，由于电源的内阻一般都较小，电压表的分流作用影响较小，故采用甲电路。给出的图象是电源的外电路特性曲线，将给出的图线向两方延长和 U 轴的交点即为电动势，而此直线斜率的绝对值为内阻。即纵截距为电动势 E=1.5 V，r= =0.75 。答
7、案：甲 电流表、电压表的分流 小 1.5 0.755.用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源(电动势约 3 V，内阻约2 )，保护电阻 R1(阻值 10 )和 R2(阻值 5 )，滑动变阻器 R，电流表A，电压表 V，开关 S，导线若干。实验主要步骤：将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关。逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数 U 和相应电流表的示数 I。以 U 为纵坐标，I 为横坐标，作 U-I 图线(U、I 都用国际单位)。求出 U-I 图线斜率的绝对值 k 和在横轴上的截距 a。回答下列问题：(1)电压表最好选用_；电流表最好选用_。 A.电压表(0
8、3 V，内阻约 15 k)5B.电压表(03 V，内阻约 3 k)C.电流表(0200 mA，内阻约 2 )D.电流表(030 mA，内阻约 2 )(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_。 A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用 k、a、R 1和 R2表示待测电源的电动势 E 和内阻 r 的表达式E=_，r=_，代入数值可得 E 和 r 的测量值。 【解析】(1)本实验误差在于电压表的分流，内阻越大越好，故选 A；电路中能达到的最大电流 I= = A180 mA，电流表最好选 C。(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，说明外电路的电阻变大，滑动变阻器的电阻变大，则两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是一条导线接在滑动变阻器金属杆左端或右端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱，选 C。(3)在 U-I 图象中纵截距等于电源的电动势，则 E=ka；斜率等于内阻与 R2的和，故 r=k-R2。答案：(1)A C (2)C (3)ka k-R 2
