2019-2020版高中物理 第二章 10 實(shí)驗(yàn)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-1

10實(shí)驗(yàn):測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1.為了測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,除待測(cè)電源和開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線以外,配合下列哪組儀器,不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?D)A.一個(gè)電流表和一個(gè)電阻箱B.一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器C.一個(gè)電壓表和一個(gè)電阻箱D.一個(gè)電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器解析:根據(jù)E=I(R+r),由電流表測(cè)出電流,用電阻箱讀出外電阻的阻值,可以求出E,r,A能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?根據(jù)E=U+Ir,由電流表測(cè)出電流,由電壓表測(cè)出電壓,可以求出E,r,B能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?根據(jù)E=U+,由電壓表測(cè)出電壓,用電阻箱讀出外電阻的阻值,可以求出E,r,C能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器不能讀出電阻的數(shù)值,所以只有一個(gè)電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器,測(cè)不出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,D不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2.(2019·四川成都檢測(cè))(多選)某學(xué)生用電流表和電壓表測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí),所用滑動(dòng)變阻器的阻值范圍為020 ,連接電路的實(shí)物圖如圖所示.關(guān)于該學(xué)生接線的說(shuō)法正確的是(AD)A.滑動(dòng)變阻器不起變阻作用B.電流表接線有誤C.電壓表量程選用不當(dāng)D.電壓表接線不妥解析:移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭時(shí),不會(huì)改變接入電路的電阻大小,滑動(dòng)變阻器不起變阻作用,A正確;電流表只允許電流從正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出,而且應(yīng)該選擇 00.6 A量程,圖中電流表接線正確,所以B錯(cuò)誤;圖中電源為兩節(jié)干電池,電動(dòng)勢(shì)為3 V,所以電壓表量程應(yīng)選用 03 V,所以C錯(cuò)誤;圖中開(kāi)關(guān)不能控制電壓表,且電流從負(fù)接線柱流入,從正接線柱流出,所以電壓表的接線不妥,D正確.3.(2019·福建福州檢測(cè))下列給出多種用伏安法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的數(shù)據(jù),處理方法既能減小偶然誤差,又直觀、簡(jiǎn)便的是(C)A.測(cè)出兩組I,U的數(shù)據(jù),代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r,求出E和rB.多測(cè)幾組I,U的數(shù)據(jù),求出幾組E,r,最后分別求出其平均值C.測(cè)出多組I,U的數(shù)據(jù),畫出UI圖象,再根據(jù)圖象求出E,rD.多測(cè)幾組I,U的數(shù)據(jù),分別求出I和U的平均值,用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓即為電動(dòng)勢(shì)E,再用閉合電路歐姆定律求出電池內(nèi)阻r解析:A中只測(cè)量?jī)山M數(shù)據(jù)求出E,r,偶然誤差較大;B中計(jì)算E,r平均值雖然能減小誤差,但太繁瑣;D中分別求出I,U的平均值再求解的方法是錯(cuò)誤的,用電壓表直接接在電池兩端測(cè)電動(dòng)勢(shì)的方法誤差也較大.4.(2019·江西南昌期末)在“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中,(1)完成本實(shí)驗(yàn)中的實(shí)物圖連接圖(乙).(2)在圖(甲)的電路中,為避免燒壞電表,閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)置于(選填“A”或“B”)端. (3)圖(丙)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的U-I圖象,由圖可知,電源的電動(dòng)勢(shì)E= V,內(nèi)阻r= . 解析:(2)由圖(甲)所示電路可知,閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)置于A端,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大.(3)由圖(丙)所示圖象可知,電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V,電源內(nèi)阻r= =1 .答案:(1)電路圖如圖所示(2)A(3)1.515.(2019·陜西延安校級(jí)期末)在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中.備有下列器材:A.待測(cè)干電池(電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V,內(nèi)阻小于1.00 )B.電流表G(滿偏電流Ig=3 mA,內(nèi)阻Rg=10 )C.電流表A(00.6 A,內(nèi)阻0.1 )D.滑動(dòng)變阻器R1(020 ,10 A)E.滑動(dòng)變阻器R2(0200 ,1 A)F.定值電阻R0(990 )G.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒(méi)有電壓表,但給出了兩個(gè)電流表,于是他設(shè)計(jì)了圖中的甲、乙兩個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路.其中合理的是圖所示的電路;在該電路中,為了操作方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選(填寫器材的字母代號(hào)). 解析:電流表應(yīng)選擇00.6 A量程,故應(yīng)將電流表G串聯(lián)一個(gè)電阻,改裝成較大量程的電壓表使用;故甲、乙兩個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路中合理的是乙;因?yàn)殡娫吹膬?nèi)阻較小,所以應(yīng)該采用較小最大值的滑動(dòng)變阻器,有利于數(shù)據(jù)的測(cè)量,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選D.答案:乙D6.(2019·甘肅武威涼州區(qū)校級(jí)期末)在“用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”的實(shí)驗(yàn)中備有如下器材:A.干電池1節(jié)B.滑動(dòng)變阻器(020 )C.滑動(dòng)變阻器(01 k)D.電壓表(03 V,內(nèi)阻約為20 k)E.電流表(00.6 A,內(nèi)阻RA=0.2 )F.電流表(03 A,內(nèi)阻約為0.01 )G.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干(1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差和方便操作,選擇如圖(甲)所示實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選,電流表應(yīng)選.(只填器材前的序號(hào)) (2)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I,畫出的UI圖象如圖(乙)所示,由圖象可得電池的電動(dòng)勢(shì)為 V,內(nèi)電阻為 .(留到小數(shù)點(diǎn)后一位) (3)若考慮到電壓表的分流和電流表的分壓作用,則(2)中測(cè)得的數(shù)值和真實(shí)值相比,測(cè)得的電動(dòng)勢(shì),內(nèi)電阻(均選填“偏小”“不變”或“偏大”);利用題中所給電表的參數(shù)對(duì)(2)中的測(cè)量值進(jìn)行修正,則修正后的電池的電動(dòng)勢(shì)為V,內(nèi)電阻為. 解析:(1)由于本實(shí)驗(yàn)中通過(guò)電源的電流不能太大,由題圖(乙)可知,最大電流不超過(guò)0.6 A,所以電流表應(yīng)選E;1節(jié)干電池的內(nèi)阻較小,所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選B.(2)根據(jù)U=E-Ir=-rI+E,可知U-I圖象縱軸截距即為電動(dòng)勢(shì),圖象斜率絕對(duì)值即為內(nèi)阻r,所以E=1.5 V,r= =1.0 .(3)電流表的示數(shù)即是干路電流,但由于電流表的分壓作用,路端電壓實(shí)際上是電流表兩端電壓與電壓表示數(shù)之和;現(xiàn)對(duì)所測(cè)繪的U-I圖象進(jìn)行修正,當(dāng)I=0時(shí)電流表兩端電壓為0,電壓表示數(shù)就是路端電壓,此時(shí)U的值準(zhǔn)確;當(dāng)I0時(shí),電壓表示數(shù)小于路端電壓,對(duì)應(yīng)的U的真實(shí)值比測(cè)量值稍大,修正圖象如圖所示,則可知測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)不變,內(nèi)電阻偏大.所測(cè)得的內(nèi)電阻為電池內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻之和,故修正后的電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V,內(nèi)電阻為1.0 -0.2 =0.8 .答案:(1)BE(2)1.51.0(3)不變偏大1.50.8(教師備用)1.(2019·河南駐馬店期末)為了測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)E,內(nèi)電阻r和定值電阻R0的阻值,某同學(xué)利用DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng))設(shè)計(jì)了如圖(甲)所示的電路.閉合開(kāi)關(guān)S1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某方向移動(dòng)時(shí),用電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測(cè)得數(shù)據(jù),并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)用計(jì)算機(jī)分別描繪了如圖(乙)所示的M,N兩條U-I直線,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)圖(乙)中的M,N兩條圖線,根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的是,根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的是.(均選填“M”或“N”) (2)圖(乙)中兩直線交點(diǎn)表示電路的工作狀態(tài)是. A.滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P滑到了最右端B.滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P滑到了最左端C.定值電阻R0上消耗的功率為2.5 WD.電源的輸出功率最大(3)根據(jù)圖(乙)可以求得定值電阻R0= ,電源電動(dòng)勢(shì)E= V,內(nèi)電阻r= . 解析:(1)定值電阻的UI圖線是正比圖線,一定經(jīng)過(guò)原點(diǎn),故圖線M是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的;電源的UI圖線是向下傾斜的圖線,故圖線N是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的.(2)當(dāng)定值電阻兩端的電壓等于路端電壓時(shí),一定是電阻直接與電源相連,故滑動(dòng)變阻器是短路,滑動(dòng)觸頭P滑到了最左端,故A錯(cuò)誤,B正確;此時(shí)電阻R0兩端的電壓為 1 V,通過(guò)的電流為0.4 A,故功率為0.4 W,故C錯(cuò)誤;直線M的斜率表示電阻R0,則R0= =2.5 ;直線N的斜率大小表示內(nèi)電阻,r= =1.25 ;由于外電路的電阻值大于電源的內(nèi)電阻,所以滑動(dòng)變阻器短路時(shí),外電阻與內(nèi)電阻最接近,電源的輸出功率最大,故D正確.(3)圖線N的縱軸截距表示電動(dòng)勢(shì),則E=1.5 V.答案:(1)NM(2)BD(3)2.51.51.252.(2019·四川廣安模擬)某研究小組同學(xué)用如圖1所示電路測(cè)量一個(gè)水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.反復(fù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果總是與真實(shí)值有較大偏差.(1)你認(rèn)為測(cè)量結(jié)果總是與真實(shí)值有較大偏差的原因可能是什么?. (2)內(nèi)阻的測(cè)量值(選填“大于”或“小于”)真實(shí)值. (3)組內(nèi)一同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室另有一電源,其電動(dòng)勢(shì)E已知,內(nèi)阻r未知,于是他提出用剛才的電路(僅僅更換電源)測(cè)電壓表的內(nèi)阻,再進(jìn)一步完成剛才的實(shí)驗(yàn).經(jīng)過(guò)討論,他們測(cè)電壓表內(nèi)阻采取的方案是:閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,使電阻箱有合適的阻值R,讀出電壓表的示數(shù)U;改變電阻箱的阻值,得到多組數(shù)據(jù);以為橫坐標(biāo),以為縱坐標(biāo)建立平面直角坐標(biāo)系,得到的圖象如圖2所示.電壓表的內(nèi)阻為(結(jié)果用E,a,b,c中部分符號(hào)表示). 解析:(1)(2)根據(jù)題圖1所示電路進(jìn)行測(cè)量時(shí),由于電壓表內(nèi)阻的影響,測(cè)出的內(nèi)電阻值實(shí)際上是電壓表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻的并聯(lián)值,所以測(cè)量值小于真實(shí)值;因水果電池的內(nèi)阻很大,所以會(huì)產(chǎn)生較大的偏差.(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知E=U+(+)r,變形可得=+·,則可知=k=,+=a,聯(lián)立解得RV=.答案:(1)電源內(nèi)阻較大(2)小于(3)6