2021_2021学年高中物理第2章第10节实验测定电源的电动势和内阻练习新人教版选修3_1.doc

第10节实验：测定电源的电动势和内阻1利用电流表和电压表测电池的电动势和内阻所依据的公式是EUIr，需要测量的物理量有U、I2为了测定一节干电池的电动势和内阻，下图给出的两种实验电路图由于一般电池的内阻较小(比电压表的内阻小得多，与电流表的内阻相差不多)，所以为使测量结果比较准确，应选用图(1)所示的电路3用作图法求电池的电动势和内阻，作UI图象时，在坐标图上以I为横坐标，以U为纵坐标，作出图象后，把这条直线用虚线延长，这条直线与纵轴交点的物理意义是电源的电动势E，与横轴交点的物理意义是短路电流I，直线的斜率的物理意义是斜率的大小等于电源内阻，由此可以看出，用图象法处理实验数据的优点是减小实验中的偶然误差，但要求在测量数据准确的基础上，作图象时必须严格认真，且使大多数的点在这一直线上，不在这一直线上的点大致均匀地分布在直线的两侧，才能从图象中找出正确的结论和准确的答案4测电源电动势和内阻的其他方法(1) 依据EIRIr(2) 依据EUr基础巩固1如图是测量电源内电阻的电路，下列的说法中正确的是(CF)A由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实值B由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值C由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值D由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值 E测出的电动势与真实值相同F测出的电动势比真实值小解析：EUIR，IIA，由于电压表的分流作用，对于每个电压值U1，测得的电流IA小于总电流I1，U越大，IA跟I1相差越大，电源的UI图象如图所示：由图示可知，电源电动势的测量值小于真实值，电源内阻的测量值小于真实值，故ABDE错误，CF正确；故选CF.2如图是测量电源电动势和内电阻的电路，关于误差的说法正确的是(BE) A由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实值B由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值C由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值D由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值E测出的电动势与真实值相同F测出的电动势比真实值小解析：由图示可得，电流表测电路电流，由于电流表的分压作用，电压表测量值小于路端电压，实验误差是由于电流表分压造成的；当外电路断路时，电压表示数等于路端电压，电源的UI图象如图所示：由图示可知，电源电动势的测量值与真实值相等，电源内阻的测量值大于真实值，故ACDF错误，BE正确；故选BE.3(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(BD)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：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4在测定一节干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为2 )的电动势和内阻的实验中，滑动变阻器和电压表各有两个供选择：A电压表量程为15 V；B电压表量程为3 V；C滑动变阻器为(20 ，3 A)；D滑动变阻器为(500 ，0.2 A)(1)电压表应该选_(选填“A”或“B”)，这是因为_.(2)变阻器应选_(选填“C”或“D”)，这是因为_.解析：本题主要考查对电学仪器的选择电学仪器的选择最主要的有两条原则：(1)安全，即不能超量程； (2)方便，即便于读数和调节由于电源电动势约为1.5 V，故选量程为03 V的电压表，读数既准确，又方便，D滑动变阻器的额定电流太小，阻值大，调节不方便，故选C滑动变阻器答案：(1)B读数既准确、又方便(2)C滑动变阻器D的额定电流太小，最大阻值太大，调节不方便5某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A被测干电池一节B电流表：量程00.6 A，内阻rA0.3 C电流表：量程00.6 A，内阻约为0.1 D电压表：量程03 V，内阻未知E电压表：量程015 V，内阻未知F滑动变阻器：010 ，2 AG滑动变阻器：0100 ，1 AH开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻(1)在上述器材中请选择适当的器材：_(填写选项前的字母)；(2)实验电路图应选择下图中的 _(填“甲”或 “乙”)(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的UI图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E_V，内电阻r_.解析：(1)在上述器材中请选择适当的器材：A.被测干电池一节；为了读数准确，所以选择B电流表，量程：00.6 A；D.电压表：量程03 V；滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化，减小误差，故选F；H.开关、导线若干(2)测量电动势和内阻的时候，由于电源的内阻是很小的，若采用甲图的接法，由于电流表内阻的影响，会使测量电阻偏大，为了减小内阻的测量误差，实验时应选用电路图乙(3)由UI图象可知，电池的电动势为：E1.50 V; 内电阻为：r 1.0 .答案：(1)ABDFH(2)乙(3)1.51.0能力提升6给你一个电压表、一个电阻箱、电键及导线等器材：(1)在虚线框内画出根据闭合电路欧姆定律测定一节旧的干电池的电动势和内阻的实验电路图(2)在实验过程中，将电阻箱拨到45 时，电压表读数为0.90 V；若将电阻箱拨到如图甲所示的位置时，电压表读数如图乙表盘所示根据以上数据，可以算出该节电池的电动势E_V，内电阻r_.解析：(2)由E0.9r，E1r，得E1.3 V，r20 .答案：(1)电路图如图所示 (2)1.3207某同学在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.5 的保护电阻R0，实验电路如图甲所示(1)按图甲电路原理图将图乙实物连接起来；(2)该同学按上述电路原理图正确连接好实验电路，合上开关S后，当滑动变阻器的滑动触头P由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数几乎不变，直到当滑动触头P滑至邻近B端时，电压表的示数急剧变化，出现上述情况的原因是： _.(3)该同学顺利完成实验，测出的数据如下表所示请你根据这些数据帮他在图中画出UI图象，并由图得出电池的电动势E_V，内阻r_.I/A0.100.170.230.30U/V1.201.000.800.60答案：(1)如图所示(2)滑动变阻器的总电阻太大(3)1.483.0(如图所示)8在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(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R010 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/1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0(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)解析：(1)实验中电阻箱起到改变电路的总电阻和分压作用，为了确保仪器的安全，一般将电阻箱的电阻先调到最大值(2)由于定值电阻R010 ，若选用方案1，则电压表的示数较小，示数变化范围也很小，所以选用方案2.(3)由题意可得E(R0Rr)，变形为R，由题意得斜率k，截距b，解得E，rR0.答案：(1)最大值(2)2(3)R07