高中物理 2.10实验 测定电池的电动势和内阻课时精炼 新人教版选修31.doc

【金版教程】2016年高中物理 2.10实验 测定电池的电动势和内阻课时精炼 新人教版选修3-11. 2014湖南十校高二测试(多选)如图所示为某同学做“测量一新型电池的电动势和内阻”的实验时得到的ui图象。根据该图象判断，下列说法正确的是()a. 该电池的电动势是20 vb. 该电池的内阻是10 c. 该电池的短路电流是0.8 ad. 该电池与灯泡l(10 v5 w)串联后，灯泡l能正常发光答案：ad解析：由于图线与纵轴的交点，即截距等于该电池电动势，故选项a正确；图线的斜率的大小等于该电池内阻，即r20 ，选项b错误；图象中图线与横轴的交点对应的电压值为零，此时为短路状态，截距即等于该电池的短路电流1.0 a，选项c错误；灯泡l正常工作时的电阻r 20 ，与该电池内阻相等，所以题中电池与该灯泡串联后，灯泡和该电池内阻各分担10 v电压，灯泡能正常发光，选项d正确。2. 2013银川高二检测在测一节干电池(电动势约为1.5 v，内阻约为2 )的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选，电压表应该选_，变阻器应该选_()a. 电压表量程为15 vb. 电压表量程为3 vc. 变阻器为(20 ，3 a) d. 变阻器为(500 ，3 a)答案：bc解析：干电池电动势约为1.5 v，而a电压表量程为15 v，若用a则很难精确读数，误差太大，a不合适，故选b。变阻器电阻比电源的内阻大几倍即可，阻值太大调节会不方便，故d不合适，故变阻器应该选c。3. 2015大连高二检测在“测定电源电动势和内阻”的实验中，为使实验效果明显且不损坏仪器，应选择下列哪种电源较好()a. 内阻较大的普通干电池 b. 内阻较小的普通蓄电池c. 小型交流发电机 d. 小型直流发电机答案：a解析：为了使电路中路端电压变化比较明显，应使用内阻较大的干电池。4. 2015朝阳区高二质检如下图所示，是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内电阻的电路。电路中r1、r2为已知阻值的电阻。下列说法中正确的是()a. 只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻b. 只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻c. 只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻d. 三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内电阻答案：d解析：图甲中可用ei1(rr1)、ei2(rr2)求得电源的电动势和内电阻，图乙中可用eu1r、eu2r求得电源的电动势和内电阻，而图丙中可用eu1i1r、eu2i2r求得电源的电动势和内电阻，故三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻，故d正确。5. (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()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，测量误差才小答案：bd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。6. (多选)为测定电池的电动势和内阻，待测电池、开关、导线配合下列仪器可达到实验目的的是()a. 一只电流表和一只电阻箱b. 一只电压表和一只电阻箱c. 一只电流表和一个滑动变阻器d. 一只电压表和一个滑动变阻器答案：ab解析：由eirir知测e、r用一只电流表测电流，用电阻箱改变外电阻并可读出阻值，只要获得两组i、r数据即可求得e、r，用滑动变阻器无法确定接入电路的电阻，故a正确，c不可行；由eur知测e、r用一只电压表和一只电阻箱可获得两组u、r值求出e、r，故b正确；若用一只电压表和一个滑动变阻器不可以，因滑动变阻器接入电路的阻值无法确定，故d不能达到目的。7. 2014肇庆期末用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻，被测电源是两节干电池串联成的电池组。可供选择的实验器材如下：a. 电流表，量程00.6 a,03 ab. 毫安表，量程0100 a,0100 mac. 电压表，量程03 v,015 vd. 滑动变阻器，01000 ，0.1 ae. 滑动变阻器，020 ，2 af. 开关一个，导线若干(1)为了尽量得到较准确的实验结果，电流表应选_，量程应选_，电压表量程应选_，滑动变阻器应选_。(2)有(甲)、(乙)两个可供选择的电路如图所示，应选_电路进行实验，实验中误差是由于_表的读数比真实值偏_(选填“大”或“小”)而引起的。答案：(1)a00.6 a03 ve(2)(乙)电流小解析：(1)由于电路中电流会大于0.1 a，电流表应选 a，量程为00.6 a，由于电源电动势为3 v，故电压表量程应选03 v，由于电池内电阻较小，故滑动变阻器用e。(2)(甲)图测得的电阻是电流表内阻ra与电源内阻r的串联值，由于ra与r相差不多，因而误差较大，(乙)图测得的电阻是电压表内阻rv与电源内阻r的并联值，由于rvr，因而误差较小，应选用(乙)电路。(乙)图中由于电压表的分流，电流表的读数比真实干路电流偏小。8. 在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表(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)答案：(1)最大值(2)2(3)r0解析：(1)为了保护电路及电表，防止电路中电流过大，所以实验前应将电阻箱置于最大值接入电路中。(2)通过试值法来说明理由。若r300 ，电流约为 a0.03 a；若r60 ，电流约为 a0.13 a，后者电流读数大，误差小，选2较合适。(3)电流i，ei(rr0r)，得r，r图象的斜率k，截距b，所以电动势e，内阻rr0。9. 2013浙江高考采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻”。(1)除了选用下图中的部分器材外，_(填选项)。a. 还需要电压表b. 还需要电流表c. 还需要学生电源 d. 不再需要其他器材(2)测量所得数据如下：用作图法求得电池的内阻r_；(3)根据第5次所测得的实验数据，求得电流表内阻ra_.答案：(1)a(2)(0.750.10)(3)0.22 解析：(1)选a，图中已有电流表、电阻箱和干电池，还缺少电压表。(2)作出ui图象，由图象斜率可求得r(0.750.10) 。(3)由欧姆定律得：rra，得rar0.22 。10. 2012重庆高考某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势e和内阻r，并探究电极间距对e和r的影响，实验器材如图所示。(1)测量e和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压u和流过电源的电流i，依据公式_，利用测量数据作出ui图象，得出e和r。(2)将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路。(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的ui图象如图中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势_(填“增大”、“减小”或“不变”)，电源内阻_(填“增大”、“减小”或“不变”)。曲线(c)对应的电源电动势e_v，内阻r_，当外电路总电阻为2500 时，该电源的输出功率p_mw。(均保留三位有效数字)答案：(1)ueir(2)见图(3)不变增大0.9754780.268解析：(1)由路端电压u、电动势e及内阻r与电流的关系ueir，可得ui图象。(2)因为电压表为理想表，且要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，则电路图如图所示。实物连线见答案。(3)在ui图象中，u轴上的截距代表电动势，图线的斜率为内阻r，则电源电动势不变，电源内阻增大。图线(c)对应的e为0.975 v，r为478 ，当外电路总电阻为2500 时，输出功率p2r总0.268 mw。11. 用电流表和电压表测定电池的电动势e和内电阻r，所用的电路如图所示，一位同学测得的6组数据如下表中所示。组别i/au/v10.121.3720.201.3230.311.2440.321.1850.501.1060.571.05(1)试根据这些数据在图中作出ui图线。(2)根据图线得出电池的电动势e_v，根据图线得出的电池内阻r_。(3)若不作出图线，只选用其中两组u和i的数据，可利用公式eu1i1r1和eu2i2r2算出，这样做可能得出误差很大的结果，选用第_组和第_组数据，求得的e和r误差最大。答案：(1)见下图(2)1.450.70(3)34解析：(1)描点作图，舍去第四组数对应的点。图线如答案图所示。(2)u轴上的截距等于被测量的电动势，由于坐标轴上的数据准确到小数点后两位，所以我们读出的数据以此作标准。从图线上找出两个点，第一个点是i0(0,1.45)，第二个点是i0.50 a(0.50,1.10)，由此得出电动势：e1.45 v内阻为：r 0.70 。(3)第3组和第4组数据。根据这两组数据列出方程，解得：e3.10 v，r6.0 。选用第3组和第4组数据求得的e和r误差最大。不需要利用所给的6组数据分别进行计算，利用作图就可看出这一点。选用这两组数据求e和r，相当于过图中3和4两点作一直线，利用此直线求出e和r，而此直线与所画的直线偏离最大，实际上，第4组数据不合理，已经排除。12. 如图甲是利用两个电流表a1和a2测量干电池电动势e和内阻r的电路原理图。图中s为开关，r为滑动变阻器，固定电阻r1和a1内阻之和为10000 (比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，a2为理想电流表。(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线。(2)在闭合开关s前，将滑动变阻器的滑动端c移动至_(选填“a端”、“中央”或“b端”)。(3)闭合开关s，移动滑动变阻器的滑动器c至某一位置，读出电流表a1和a2的示数i1和i2。多次改变滑动端c的位置，得到的数据为i1/ma0.1200.1250.1300.1350.1400.145i2/ma48040032023214068在如图所示的坐标纸上以i1为纵坐标、i2为横坐标画出所对应的i1i2曲线。(4)利用所得曲线求得电源的电动势e_v，内阻r_。(保