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

1 课时跟踪训练 二十一 课时跟踪训练 二十一 实验 电池电动势和内阻的测量实验 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e i r r 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e u ir 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e u 由电压表测出电压 用电阻箱读出外电阻的阻值 可以求 ur r 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 a v1和 a2 b v2和 a2 c v2和 a1 d v1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 rv rv r rv rv r 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 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u i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 57 u 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u i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 1 46 1 0 0 61 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 u i图线见解析 1 46 0 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r 8 5 滑动变阻 器r 0 10 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 3 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 error 解得e r r i1u2 i2u1 i1 i2 u2 u1 i1 i2 答案 1 见解析图甲 2 见解析图乙 3 r i1u2 i2u1 i1 i2 u2 u1 i1 i2 5 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u i图线 r 40 0012 008 006 00 u v1 901 661 571 43 i 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 4 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u i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 e 2 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k r r0 u i 2 0 1 4 0 25 2 4 电源的内阻r k r0 2 4 2 0 0 4 答案 1 实物图见解析 2 u i图线见解析 3 2 0 0 4 b 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r1 1 0 k 电阻r1 9 0 k 为了方 便读数和作图 给电池串联一个r0 3 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i1 i2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u i1 r1 r1 根据闭 合电路欧姆定律有i1 r1 r1 e i2 r r0 整理得i1 i2 由题图可知 e r1 r1 r r0 r1 r1 5 纵轴截距b 0 14 10 3 a 所以电动势e 0 14 10 3 1 103 9 103 e r1 r1 v 1 4 v 斜率的绝对值表示 即 k 解得r 0 5 r r0 r1 r1 0 14 0 05 260 r r0 r1 r1 法二 在给出的图像中取两个点 读数分别为 i1 0 12 ma i2 60 ma i1 0 07 ma i2 200 ma 据闭合电路欧姆定律知 e i1 i2 r0 r i1 r1 r1 将上述两组数据代入可得 电动势e 1 4 v 内阻r 0 57 答案 1 aa bb 2 1 4 1 36 1 44 均可 0 5 0 4 0 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r0 5 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 123456 u1 v0 501 001 501 702 002 50 u2 v8 457 907 607 136 806 27 1 根据表中的数据 在图乙中画出u2 u1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u1 u2可以使电动势测量值更接近真实值 d 将纵坐标改为u1 u2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 6 2 由闭合电路欧姆定律得e u1 u2 r 则u2 e u1 由u2 u1图像纵轴截 u1 r0 1 r r0 距等于电源电动势 可得e 9 00 v 由图像斜率大小k 解得内阻r 0 36