沪科版选修31　测量电源的电动势和内阻 第1课时 作业.doc

4.2测量电源的电动势和内阻1.某同学在用电流表和电压表测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426所示图426(1)连好电路后，当该同学闭合开关时，发现电流表示数为0，电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是_(2)按电路原理图及用多用电表的电压挡检查电路时，把两表笔分别接c、d时的实物电路图(如图427所示)以笔画线代替导线连接起来图427(3)排除故障后，该同学顺利完成实验，测定得到下列数据，根据表中数据在图428中的坐标上画出ui图线，由图线知：电池的电动势为_，内阻为_i/a0.100.170.230.30u/v1.201.000.800.60图428【解析】(1)用电压表检测c、d时，电压表有示数，说明有电流通过电压表，但没有电流通过多用电表所并联的电路，说明多用电表所并联的电路发生断路故障由已知条件可知，是滑动变阻器r发生故障(3)电源的伏安特性曲线为直线，使直线通过尽量多的数据点，其他点均匀分布在线的两侧由uei(rr0)可知，纵轴截距表示电动势，则e1.50 v，斜率绝对值表示rr0，则：rr0 3.0 ，则r0.5 .【答案】(1)r断路(2)如图甲所示甲(3)如图乙所示1.50 v(1.411.51 v均可) 0.5 (0.50.7 均可)乙2.某研究性学习小组采用如图429所示的电路测量某干电池的电动势e和内阻r，r为电阻箱，v为理想电压表，其量程略大于电池的电动势实验中通过多次改变电阻箱的阻值r，从电压表上读出相应的示数u，该小组同学发现u与r不成线性关系，于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示图429序号1234567(1)0.10.40.51.02.02.55.0(v1)0.360.440.430.600.871.001.58回答下列问题：(1)根据表中的数据和实验原理，你认为第_(填序号)组数据是错误的，原因是_.(2)根据实验数据，请在图4210所给的坐标系中绘出 关系图线图4210(3)由图线可知，该干电池的电动势e_ v，内阻r_ .(结果保留两位有效数字)【解析】(1)根据eur，得，知变大，就变大，故第3组数据错误(2)根据给定的各组、值在坐标系中描出位置，然后依据这些位置作出 图线，如图所示(3)根据知，纵轴截距是电动势的倒数，斜率是，有0.35，得e2.9 v，r0.71 .【答案】(1)3随着电阻的减小路端电压应逐渐减小(2)见解析图(3)2.90.713(多选)用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法中正确的是() 【导学号：69682201】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ac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实验中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，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所以a、c正确，b、d错误4用如图4211所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻r0起保护作用除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：图4211(a)电流表(量程0.6 a、3 a)；(b)电压表(量程3 v、15 v)；(c)定值电阻(阻值1 、额定功率5 w)；(d)定值电阻(阻值10 、额定功率10 w)；(e)滑动变阻器(阻值范围010 、额定电流2 a)；(f)滑动变阻器(阻值范围0100 、额定电流1 a)那么(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_ v，电流表的量程应选择_ a；r0应选择_ 的定值电阻，r应选择阻值范围是_ 的滑动变阻器(2)引起该实验系统误差的主要原因是_.【解析】(1)由于电源是一节干电池(约1.5 v)，所以选量程为3 v的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般为几欧，加上保护电阻，最大电流也在1.0 a以下，小于量程3 a的，所以选量程为0.6 a的电流表；由于电池内阻较小，保护电阻不宜太大，选1 的即可，否则会使电流表、电压表读数范围较小，造成较大的误差；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就能很好地控制电路中的电流和电压，因此取010 范围(2)由于电压表的分流作用，使电流表读数总是比干路电流小，造成e测e真，r测r真【答案】(1)30.61010 (2)电压表的分流5电源的电动势和内电阻的测量是高中阶段重要的实验在某次实验中，实验室可以提供的器材有：a待测电池：电动势e(约3 v)、内电阻r(约1 )b电流表：量程500 a，内阻为400 c电流表：量程1 a，内阻约0.2 d滑动变阻器：阻值0600 ，额定电流0.5 ae滑动变阻器：阻值020 ，额定电流2.5 af定值电阻7 600 g定值电阻600 (1)某实验小组根据实验室提供的器材，设计的实验电路如图4212所示，根据实验目的和该电路原理图，电路中电流表a1应选择_，电流表a2应选择_，滑动变阻器r1应选择_，定值电阻r2应选择_(请填写器材前的字母)图4212(2)根据实验原理图可以写出电源的电动势和电源内阻的关系为_，式中各物理量的意义为_.【导学号：69682202】【解析】(1)将小量程的电流表串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表，采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小，所以电路中电流表a1应选择c，a2应选择b，r1应选择e，r2应选择f.(2)根据闭合电路欧姆定律可得euir，路端电压等于并联支路电压，所以u8 000i2，电路中总电流为ii1i2，所以电源电动势为e8 000i2(i1i2)r.【答案】(1)cbef (2)e8 000i2(i1i2)ri2为电流表a2的读数，i1为电流表a1的读数6用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻，提供的器材如图4213甲所示图4213(1)用实线代表导线把图甲中的实物连线接成测量电路(两节干电池串联作为电源，图中有部分线路已连好)(2)图4213乙中的6个点表示实验测得的6组电流i、电压u的值，按照这些实验值作出ui图线，由此图线求得的每节电池电动势e_ v，每节电池的内阻r_ .(取3位有效数字)【解析】(1)测量电路的实物连接图如图甲所示(2)按照实验值作出的ui图线如图乙所示从图像可以得出，图线在u轴上的截距为2.96 v，则每节电池的电动势为：e2.96 v1.48 v图线斜率的绝对值为：k0.727，即电源的内阻为：r电0.727 ，每节电池的内阻为：rr电0.364 .【答案】(1)见解析图(2)ui图线见解析1.480.3647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4214所示的实物电路图4214(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图像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)【导学号：69682203】【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)r08某个实验小组认为用一只已知内阻的电流表和电阻箱，采用如图4215甲所示的电路测电源电动势与内阻，比常规的伏安法更准确若电流表内阻阻值为ra，则测量的方法与步骤是：甲乙图4215(1)将电阻箱阻值r调到最大，闭合s后观察电流表示数，然后再调节电阻箱，使电流表的示数指到某两个恰当的值，记下此时电阻箱的阻值r1、r2及对应的电流i1、i2；(2)根据以上的数据及闭合电路欧姆定律，建立方程组，即可求出电源的电动势e与内阻r.该方程组的表达式是：_、_.该实验小组现在手头只有一个电流表，只知其内阻很小，却不知具体阻值为了测出该电流表的内阻，她们找来了如图4215乙所示两