2019-2020学年新教材高中物理课时跟踪训练二十一实验电池电动势和内阻的测量新人教版必修第三册.doc

课时跟踪训练（二十一） 实验：电池电动势和内阻的测量A级学考达标1为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，不能达到实验目的()A一个电流表和一个电阻箱B一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器C一个电压表和一个电阻箱D一个电流表和一个滑动变阻器解析：选D根据EI(Rr)，由电流表测出电流，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E、r，A正确；根据EUIr，由电流表测出电流，由电压表测出电压，可以求出E、r，B正确；根据EU，由电压表测出电压，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E、r，C正确；因为滑动变阻器不能读出电阻的数值，所以只有一个电流表和一个滑动变阻器，测不出电动势和内阻，D错误。2多选在用如图所示的电路测量电池电动势和内阻的实验中，若有两只电压表V1和V2且量程相同，内阻RV1>RV2；两只电流表A1、A2且量程相同，内阻RA1>RA2，在该实验中，为了使E、r的测量精确些，选择的电表可以是()AV1和A2BV2和A2CV2和A1 DV1和A1解析：选AD本实验中电流表相对电池外接，系统误差是由电压表分流引起的，E测E，r测r，要减小误差，RV应选大的，故电压表选V1，本实验中电流表的内阻对结果无影响，故正确选项为A、D。3用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内电阻分别为0.1 和1 k，如图1为所需的器材。(1)请完成实验电路，注意两个电表要选用适当量程，并要求变阻器的滑片在左端时其电阻值最大。(2)一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图2中画出UI图线，根据图线求出电池的电动势E_V，内阻r_。I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.191.05(3)上述实验的测量结果为E测_E真(选填“>”“<”或“”)。解析：(1)根据要求，变阻器的滑动触头滑至最左端时，其电阻值最大，电源的内阻是比较小的，为了减小误差，采用电流表相对电源的外接法，按要求连接实物图，如图所示。(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作图如图所示：在UI图像中图线与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为1.46 V，图像中的斜率大小表示电源的内阻，所以电源的内阻为r 0.75 。(3)相对于电源来说，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，使所测电源电动势小于电动势真实值，内阻测量值小于真实值，即E测<E真。答案：(1)实物图见解析(2)UI图线见解析1.460.75(3)<4测定电池的电动势E及内阻r(E约为6 V，r约为1.5 )。器材有量程为3 V的理想电压表V，量程为0.6 A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R8.5 ，滑动变阻器R(010 )，开关S，导线若干。(1)在图甲所示的虚线框中画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。(2)在图乙所示的器件上，用笔画线代替导线完成实物连接图。(3)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E_，r_。(用I1、I2、U1、U2及R表示)解析：(1)电路图如图甲所示。(2)将实物连接，如图乙所示。(3)根据闭合电路欧姆定律得解得E，rR。答案：(1)见解析图甲(2)见解析图乙(3)R5某研究性学习小组利用图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r。由于该电池的内阻r较小，因此在电路中接入了一阻值为2.00 的定值电阻R0。(1)按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接成实验电路。(2)闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，并计算出通过电阻箱的电流数值如表所示，在图丙所示的坐标纸中作出UI图线。R/40.0012.008.006.00U/V1.901.661.571.43I/A0.0480.1380.1960.238(3)根据图线得到E_V，r_。解析：(1)根据电路图连接实物电路图如图所示：(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图像如图所示：(3)由图示电源UI图像可知，图像与电压轴的交点坐标值为2.0 V，则电源电动势E2.0 V；图像斜率的绝对值等于电源内阻与保护电阻阻值之和，则krR0 2.4 ，电源的内阻rkR02.4 2.0 0.4 。答案：(1)实物图见解析(2)UI图线见解析(3)2.00.4B级选考提能6.某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r11.0 k，电阻R19.0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个R03.0 的电阻。(1)按图示电路进行连接后，发现aa、bb和cc三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b间电压，读数不为0，再测量a、a间电压，若读数不为0，则一定是_导线断开；若读数为0，则一定是_导线断开。(2)排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图像如图所示。由I1I2图像得到电池的电动势E_V，内阻r_。解析：(1)良好的同一根导线上任何两点都不会存在电势差，若一根导线两端有电势差，则导线断开。a、b间的电压不为零，说明a、a或b、b间有一处导线断开，若a、a间电压不为零，说明aa导线断开；若a、a间电压为零，则一定是bb导线断开。(2)法一：将电流表A1和R1串联当成电压表使用，电压测量值UI1(r1R1)，根据闭合电路欧姆定律有I1(r1R1)EI2(rR0)，整理得I1I2，由题图可知，纵轴截距b0.14103 A，所以电动势E0.14103(11039103)V1.4 V，斜率的绝对值表示，即|k|，解得r0.5 。法二：在给出的图像中取两个点，读数分别为I10.12 mA、I260 mA，I10.07 mA、I2200 mA。据闭合电路欧姆定律知：E(I1I2)(R0r)I1(r1R1)，将上述两组数据代入可得：电动势E1.4 V，内阻r0.57 。答案：(1)aabb(2)1.4(1.361.44均可)0.5(0.40.6均可)7某同学为了测量某电池的电动势E和内阻r，采用如图甲所示的电路，其中定值电阻R05.0 ，电压表V1内阻约5.5 k。实验中，移动滑动变阻器滑片，测出电压表V1和V2的多组U1、U2数据，记录的数据如下表所示。实验次数123456U1/V0.501.001.501.702.002.50U2/V8.457.907.607.136.806.27(1)根据表中的数据，在图乙中画出U2U1图像。(2)根据(1)中所画图线可得出该电源的电动势E_V，内阻r_(结果保留两位小数)。(3)为提高实验的精度，下列做法可行的是_。A适当减小R0可使内阻测量值更接近真实值B适当增大R0可使内阻测量值更接近真实值C将纵坐标改为U1U2可以使电动势测量值更接近真实值D将纵坐标改为U1U2不能使电动势测量值更接近真实值解析：(1)先描点，后连线，舍去偏离连线较远的点，如图所示。(2)由闭合电路欧姆定律得EU1U2r，则U2EU1，由U2U1图像纵轴截距等于电源电动势，可得E9.00 V，由图像斜率大小k，解得内阻r0.36 。(3)适当减小R0，可减小电压表V1内阻的影响，可使电源内阻的测量值更接近真实值，选项A正确，B错误；由于画出U2U1图像时已考虑了定值电阻的分压，将纵坐标改为U1U2，不能使电动势测量值更接近真实值，选项D正确，C错误。答案：(1)图见解析(2)9.00(8.959.05均可)036(0.340.39均可)(3)AD