2019-2020学年高中物理 第2章 恒定电流 课时作业18 10实验 测定电池的电动势和内阻（含解析）新人教版选修3-1

课时作业(十八)一、选择题(3、5、8为多项选择题，其余为单项选择题)1下面给出多种用伏安法测电池的电动势和内阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是()a测出两组i、u的数据，代入方程组eu1i1r和eu2i2r中，即可求出e和rb多测几组i、u的数据，求出几组e、r，最后分别求出其平均值c测出多组i、u的数据，画出ui图象，再根据图象求出e、rd多测出几组i、u数据，分别求出i和u的平均值，用电压表测出开路时的路端电压即为电动势e，再用闭合电路欧姆定律求出内阻r解析选项a中可以根据两组测量数据算出一组e、r值，但不能减小偶然误差；选项b中可行，但不符合题目中“直观、简便”的要求；选项d的做法是错误的故符合要求的是c项答案c设置目的考查测定电池的电动势和内阻的数据处理方法2如图所示是根据某次实验记录数据画出的ui图象下面关于这个图象的各种说法正确的是()a电源电动势为3 vb短路电流为0.6 ac电池内阻为5 d电池内阻无法确定解析由闭合电路欧姆定律可知ueir，当i0时，ue3.0 v，r|1 ，短路时u0，则i短3.0 a.答案a设置目的考查测电源电动势和内阻时，用ui图象处理数据的方法3.某兴趣小组研究三个电池的电动势和内阻，画出电池的ui图象如图所示，其中甲和丙两图线平行下列判断正确的是()a甲电池的电动势比乙电池的大b乙电池的电动势和内阻都比丙电池的大c甲和丙两电池的内阻相等d甲电池的内阻最大，丙电池的内阻最小解析电池的ui图线的纵轴截距表示电池的电动势，斜率的绝对值表示内阻，可以判断选项b、c正确答案bc4在测量电池的电动势和内阻的实验中，待测电池、电键和导线，配合下列仪器，不能达到实验目的的是()a一个电流表和一个电阻箱b一个电压表和一个电阻箱c一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器d一个电流表和一个滑动变阻器解析在测电源电动势和内阻时需要知道被测电阻阻值、电流、电压中的任意两个物理量，因为滑动变阻器不能读出具体阻值，因此不能算出路端电压答案d设置目的考查测电源电动势和内阻的基本思路5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，测量误差才小解析选用电表时应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表；同时，滑动变阻器的阻值不能太大如果这样电流较小，电流表读数误差较大，故应选b、d两项答案bd设置目的考查测电池的电动势和内阻实验中的注意事项6在测量电源电动势和内阻的实验中，电源的电动势约为6 v，内阻约为0.5 ，电流表的内阻为0.5 ，电压表的内阻为6 k.为了减小实验误差，应当采用的电路是图中的()解析电流表的内阻与电源的内阻差不多，采用电流表外接法(b项图)测的实际上是电源内阻和电流表内阻之和，误差较大，故选a项d项图错误，c项图无法测出答案a设置目的考查测定电池电动势和内阻时的电路设计7.如图所示，测量电池电动势和内阻时，若有两个电压表v1、v2量程相同，内阻分别为rv1、rv2、且rv1rv2，有两个电流表a1、a2量程相同，内阻分别为ra1、ra2，且ra1ra2，在该测量中，为了使e、r的测量值精确些，选择的电表可以是()av1与a1bv1与a2cv2与a1 dv2与a2解析为了减小实验误差，应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表，故b项正确答案b设置目的考查测定电池的电动势和内阻实验中为了减小误差如何选择器材8用如图所示的电路来测量电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图所示的ui图象，由图可知()a电池电动势的测量值是1.40 vb电池内阻的测量值是3.50 c外电路发生短路时的电流为0.40 ad电压表的示数为1.20 v时，电流表的示数为0.20 a解析由闭合电路欧姆定律ueir知:当i0时，ue，ui图线斜率的绝对值表示电源的内阻，则r 1 .u轴的电压刻度不是从零开始的，ui图线的横轴截距不再表示u0时的短路电流,而是表示路端电压为1.00 v时的干路电流是0.40 a,因为|r常数,从图中易知,所以i0.20 a,故选项a、d正确.答案ad设置目的考查测量电池的电动势和内阻实验的数据处理二、非选择题9.某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示实验次数12345r()4.010.016.022.028.0i(a)1.000.500.340.250.201/i(a1)1.02.02.94.05.0(1)若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作_(填“ri”或“r”)图象；(2)利用测得的数据在坐标图中画出适当的图象；(3)由图象可知，该电池的电动势e_v，内阻r_；(4)利用该实验电路测出的电动势e测和内阻r测与真实值e真和r真相比，理论上e测_e真，r测_r真(填“”“r真答案(1)r(2)见解析图 (3)6.0(5.86.2)2.0(1.82.2) (4)10.某研究性学习小组采用如图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，请在所给的坐标系中绘出 关系图线(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)2.90.7111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：(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，她们找来了如图乙所示两节干电池等实验器材请你用笔画线将图中的实物连接成能测出电流表内阻的电路注意滑动变阻器串联接入电路起限流作用，开关闭合前其阻值应_解析根据题图示电路，利用闭合电路欧姆定律可得：ei1(r1rar)、ei2(r2rar)；两节干电池的电动势大约为3 v，电流表应选0.6 a量程，在连接电路时，本着先串后并的原则进行答案(2)ei1(r1rar)ei2(r2rar)连线如图调至最大12采用如图1所示的电路“测定电池的电动势和内阻”(1)除了选用图2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不再需要任何器材(2)测量所得数据如下： 物理量测量次数123456r/1.21.00.80.60.40.2i/a0.600.700.800.891.001.20u/v0.900.780.740.670.620.43用作图法求得电池的内阻r_(3)根据第5组所测得的实验数据，求得电流表内阻ra_解析(1)对照电路图，会发现缺少电压表；(2)根据闭合电路欧姆定律，有euir，变形得到：urie，作出ui图，如图所示斜率的绝对值表示内电阻，故r 0.76 .(3)根据部分电路欧姆定律，有uirair，故rar 0.4 0.22 .答案(1)a(2)见解析图0.76 (3)0.22 设置目的考查测电池的电动势和内阻的原理和用图象进行数据处理13利用如图甲所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱r(最大阻值999.9 )，电阻r0(阻值为3.0 )，电阻r1(阻值为3.0 )，电流表a(量程为200 ma，内阻为ra6.0 )，开关s.实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关s；多次调节电阻箱，记下电流表的示数i和电阻箱相应的阻值r；以为纵坐标，r为横坐标，作r图线(用直线拟合)；求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.回答下列问题：(1)分别用e和r表示电源的电动势和内阻，则与r的关系式为_(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻r3.0 时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表答：_，_r/1.02.03.04.05.06.07.0i/a0.1430.1250.1000.0910.0840.077i1/a16.998.0010.011.011.913.0(3)在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k_ a11，截距b_ a1.(4)根据图线求得电源电动势e_ v，内阻r_ .解析(1)根据闭合电路欧姆定律有e(i)(rr0r)ira.代入数据，化简得r(r0r)ra(2)电流表每小格表示4 ma，因此电流表读数是0.110 a，倒数是9.09 a1.(3)根据坐标纸上给出的点，画出一条直线，得出斜率k1.0 a11，截距b6.0 a1.(4)斜率k，因此e3.0 v，截距bra(rr0)，因此r51.0 .答案(1)rra(rr0)(2)0.1109.09(3)1.0(或在0.961.04)之间，6.0(或在5.96.1之间)(4)3.0(或在2.73.3之间)，1.0(或在0.61.4之间)考点定位测量电源电动势和内阻实验探究方法技巧电动势和内阻的测量关键是理解原理，从原理出发即闭合电路的欧姆定律，得出图象的函数关系，利用图象求解电动势和内阻14有一节干电池，电动势约为1.5 v，内阻约为1.0 .某实验小组为了比较准确的测量其电动势和内阻，在实验室找到了如下器材：a电流表(量程0.6 a，内阻约为0.5 )b电流表(量程2.0 ma，内阻rg10 )c定值电阻r1990 d定值电阻r29 990 e滑动变阻器r3(020 ，额定电流2 a)f滑动变阻器r4(01 000 ，额定电流0.5 a)g开关s和导线若干(1)因缺少电压表，该组同学准备利用电流表与定值电阻串联改装成电压表，为较好地满足测量需要，定值电阻应选择_(填c或d)；为操作方便，滑动变阻器应选择_(填e或f)(2)该小组根据实验原理图连接线路、测量数据、并在坐标纸上描点连线，得到相应的图线如图，其中i1为电流表的示数，i2为电流表的示数，则该电源的电动势e_v，内阻r_.(两空均保留三位有效数字)解析(1)由于没有电压表，可以用电流表与定值电阻r1串联组成电压表测电压，改装后电压表的量程uig(rgr1)2.0103(99010) v2 v.若电流表与定值电阻r2串联组成电压表的量程uig(rgr2)2.0103(9 99010) v20 v.电源电动势约为1.5 v，所以只需改装成2 v的电压表，故定值电阻选择c.因电源内阻较小，为了有效调节电路中的电流，滑动变阻器选择总阻值较小的e.(2)i2的数值远大于i1的数值，可以认为电路电流ii2，由图所示图象可知，在闭合