高中物理3-1課時(shí)訓(xùn)練18實(shí)驗(yàn)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時(shí)訓(xùn)練18實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻題組一實(shí)驗(yàn)原理1。(多選）右圖是某次測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中作出的U—I圖象，下列關(guān)于這個(gè)圖象的說法中正確的是 ()A?？v軸截距表示待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì),即E=3。0VB。橫軸截距表示短路電流,即I0=0.6AC。根據(jù)r=，計(jì)算出待測(cè)電源內(nèi)阻為5ΩD。根據(jù)r=｜｜,計(jì)算出待測(cè)電源內(nèi)阻為1Ω解析:由于縱坐標(biāo)并非從零開始,故橫軸截距不是短路電流,內(nèi)阻r=｜｜=Ω=1Ω。答案：AD題組二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理2。用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，所用電路如圖（a）所示，一位同學(xué)測(cè)得的六組數(shù)據(jù)如下表示.組別123456電流I/A0.120。200.310。320。500.57電壓U/V1.371。321.241。181.101。05（1）試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖(b)中作出U-I圖線.（2)根據(jù)圖線求出電池的電動(dòng)勢(shì)E=V,電池的內(nèi)阻r=Ω。

解析：作圖線時(shí)應(yīng)使盡可能多的點(diǎn)落在直線上,個(gè)別偏離太大的點(diǎn)應(yīng)舍去,圖線如下圖所示。由圖線與縱軸的交點(diǎn)可得電動(dòng)勢(shì)E=1.45V,再讀出圖線與橫軸交點(diǎn)的坐標(biāo)（1。00，0.65),由E=U+Ir得r=≈0。69Ω。答案：(1)見解析圖（2)1。450。693.在測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于所用的電壓表（視為理想電壓表）的量程較小，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)物電路.(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到（選填“最大值”“最小值”或“任意值"）。

（2）改變電阻箱的阻值R,分別測(cè)出阻值R0=10Ω的定值電阻兩端的電壓U,下列兩組R的取值方案中,比較合理的方案是（選填“1”或“2”)。

方案編號(hào)電阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200。0280。070。060.050.040.0（3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的-R圖象是一條直線。若直線的斜率為k，在坐標(biāo)軸上的截距為b,則該電源的電動(dòng)勢(shì)E=,內(nèi)阻r=。(用k、b和R0表示）

解析：(1）為了保護(hù)電路及電表，防止電路中電流過大,所以實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將電阻箱最大值接入電路中。(2）若R=300Ω,電流約為A≈0.03A；若R=60Ω，電流約為A≈0。13A,后者電流讀數(shù)大,誤差小,選2較合適。(3）電流I=,E=I（R+R0+r）,得R+—R圖象的斜率k=，截距b=，所以電動(dòng)勢(shì)E=，內(nèi)阻r=-R0。答案:（1)最大值（2）2（3）-R0題組三實(shí)驗(yàn)電路連接4.“用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn),供選用的器材有:A。電流表(量程:0～0。6A,RA=1Ω）B.電流表(量程：0～3A，RA=0.6Ω)C。電壓表（量程：0～3V,RV=5kΩ）D。電壓表（量程：0~15V,RV=10kΩ）E。滑動(dòng)變阻器（0～10Ω,額定電流1.5A)F?；瑒?dòng)變阻器(0~2kΩ,額定電流0。2A）G.待測(cè)電源（一節(jié)一號(hào)干電池）、開關(guān)、導(dǎo)線若干(1）請(qǐng)?jiān)谙逻吿摼€框中畫出本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)電路圖。(2)電路中電流表應(yīng)選用,電壓表應(yīng)選用,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用。(用字母代號(hào)填寫)

（3）如圖所示為實(shí)驗(yàn)所需器材，請(qǐng)按原理圖連接成正確的實(shí)驗(yàn)電路.解析：（1)電路如圖甲所示，由于在電路中只要求電壓表的內(nèi)阻RV?r,這種條件很容易實(shí)現(xiàn),所以應(yīng)選用該電路。(2)考慮到待測(cè)電源只有一節(jié)干電池,所以電壓表應(yīng)選C;放電電流又不能太大,一般不超過0.5A,所以電流表應(yīng)選A；滑動(dòng)變阻器不能選擇阻值太大的，從允許最大電流和減小實(shí)驗(yàn)誤差的角度來看，應(yīng)選擇電阻較小額定電流較大的滑動(dòng)變阻器E，故器材應(yīng)選A、C、E。(3）如圖乙所示。答案:(1)如解析圖甲所示(2)ACE(3）如解析圖乙所示.(建議用時(shí):30分鐘)1.下面給出多種用伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的數(shù)據(jù)處理方法。其中既能減小偶然誤差，又簡(jiǎn)便、直觀的方法是（）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、rB。測(cè)出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出U-I圖象，再根據(jù)圖象求E、rC。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D。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)，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r解析：只測(cè)兩組U、I的值，根據(jù)方程E=U+Ir計(jì)算出E、r,誤差較大,故A錯(cuò)誤；多測(cè)幾組U、I值,算出多個(gè)E、r的值，計(jì)算平均值可減小實(shí)驗(yàn)誤差,但不夠直觀和簡(jiǎn)便,故C錯(cuò)誤;如果測(cè)出幾組U、I的值,作出U-I圖象,由圖象求出E、r，既能減小偶然誤差，又直觀、簡(jiǎn)便，故B正確；求U、I的平均值是錯(cuò)誤的，故D錯(cuò)誤。答案:B2.(多選）右圖是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫出的U-I圖象,下列關(guān)于這個(gè)圖象的說法中正確的是()A?？v軸截距表示待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)B。橫軸截距表示短路電流C.根據(jù)r=，計(jì)算出待測(cè)電池內(nèi)阻為12ΩD。電流為0.3A時(shí)的外電阻是18Ω解析：圖象與縱軸的交點(diǎn),電流取值為0,此時(shí)為斷路狀態(tài),截距即等于電池電動(dòng)勢(shì),選項(xiàng)A正確；但圖象與橫軸的交點(diǎn)處,電壓等于5.0V，所以0.5A是路端電壓為5.0V時(shí)的電流,而不是短路電流,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)r=，得r=2Ω,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)R=Ω=18Ω,選項(xiàng)D正確。答案：AD3。在測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,為使實(shí)驗(yàn)效果明顯且不會(huì)損壞儀器,應(yīng)選擇下列電源中的()A.內(nèi)阻較大的普通干電池B.內(nèi)阻較小的普通蓄電池C。小型交流發(fā)電機(jī)D。小型直流發(fā)電機(jī)解析:內(nèi)阻較大的干電池性能穩(wěn)定,所測(cè)得的數(shù)據(jù)也便于作圖處理。答案:A4。如圖所示，測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，若有兩個(gè)電壓表V1、V2量程相同,內(nèi)阻分別為RV1、RV2,且RV1>RV2;有兩個(gè)電流表A1、A2量程相同,內(nèi)阻分別為RA1、RA2,且RA1〉RA2.在該測(cè)量中，為了使E、r的測(cè)量值精確些,選擇的電表可以是（）A。V1與A1 B.V1與A2C.V2與A1 D。V2與A2解析：為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)選用內(nèi)阻較大的電壓表和內(nèi)阻較小的電流表，故B正確。答案:B5.在測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,待測(cè)電池、開關(guān)和導(dǎo)線，配合下列哪組儀器,不可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ǎ〢.一只電流表和一個(gè)電阻箱B.一只電流表、一只電壓表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器C。一只電壓表和一個(gè)電阻箱D.一只電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器解析：采用A選項(xiàng),原理:E=I1R1+I1r,E=I2R2+I2r聯(lián)立可求得。采用B選項(xiàng),原理:E=U1+I1r,E=U2+I2r聯(lián)立可求得。采用C選項(xiàng),原理：E=U1+r，E=U2+r聯(lián)立可求得.而D選項(xiàng)采用的滑動(dòng)變阻器因不知其阻值，所以無法求得。答案：D6.(多選)在如圖所示的U—I圖象中,直線Ⅰ為某一電池的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的伏安特性曲線。若該電池直接與電阻R相連組成閉合電路，則由圖象可知()A。電池的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5ΩB.電阻R的阻值為1ΩC.電池的輸出功率為4WD.電池的效率為50％解析:由圖象Ⅰ直接讀出電動(dòng)勢(shì)為3V,其斜率的絕對(duì)值｜k｜==0.5，即內(nèi)阻為0.5Ω;由圖象Ⅱ求得R=1Ω，由閉合電路歐姆定律得知電流I=2A時(shí),輸出功率P=I2R=4W;電池的效率η=×100%≈66.7％。答案:ABC7。用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，所用電流表和電壓表的內(nèi)阻分別為0.1Ω和1kΩ，如圖所示為所需的器材。（1)請(qǐng)你把它們連成實(shí)驗(yàn)電路,注意兩個(gè)電表要選用適當(dāng)量程,并要求滑動(dòng)變阻器的滑片在右端時(shí)其電阻值最大.（2）（多選）下列說法正確的是(）A。用圖甲所示的電路時(shí),E測(cè)〈E真B.用圖甲所示的電路時(shí)，r測(cè)<r真C。用圖乙所示的電路時(shí),E測(cè)〈E真D。用圖乙所示的電路時(shí),r測(cè)<r真解析:(1）實(shí)驗(yàn)電路圖如答案圖乙所示,干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V左右,電壓表選擇0~3V的量程、電流表選擇0～0.6A的量程。實(shí)物圖連線如答案圖甲所示.(2）采用題圖甲所示接法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí),電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均小于真實(shí)值.答案:(1)如圖甲所示。甲乙(2)AB8.某中學(xué)生課外科技活動(dòng)小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘制作了一個(gè)果汁電池,他們想測(cè)量這種電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，并探究電極間距對(duì)E和r的影響，實(shí)驗(yàn)器材如圖所示。（1)測(cè)量E和r的實(shí)驗(yàn)方案為調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流I，依據(jù)公式，利用測(cè)量數(shù)據(jù)作出U—I圖象,得出E和r。

（2)將電壓表視為理想表，要求避免電流表分壓作用對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路。（3）實(shí)驗(yàn)中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應(yīng)果汁電池的U—I圖象如圖中（a)、（b)、(c)、（d)所示,由此可知:在該實(shí)驗(yàn)中，隨電極間距的減小，電源電動(dòng)勢(shì)(選填“增大"“減小"或“不變”),電源內(nèi)阻（選填“增大”“減小”或“不變”）.

曲線(c）對(duì)應(yīng)的電源電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=Ω，當(dāng)外電路總電阻為2500Ω時(shí)，該電源的輸出功率P=mW。（均保留三位有效數(shù)字)

解析:（1)由路端電壓U、電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r與電流的關(guān)系U=E—Ir，可得U—I圖象。（2)因?yàn)殡妷罕頌槔硐氡?，且要求避免電流表分壓作用?duì)測(cè)量結(jié)果的影響，則電路圖如圖所示.實(shí)物連線見答案。（3）在U—I圖象中，U軸上的截距代表電動(dòng)勢(shì)，圖線的斜率為內(nèi)阻r,