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

实验：测定电池的电动势和内阻基础达标一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求；第6题有多项符合题目要求)1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2(2019湖南校级模拟)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一个电流表和一个变阻器【答案】d【解析】测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律euir，用电压表测量路端电压u、用电流表测量电流i，利用滑动变阻器调节外电阻，改变路端电压和电流，实现多次测量，即由一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器组合可测量电源的电动势和内阻也可以在没有电压表的情况下，用一个电流表和一个电阻箱组合测量，电阻箱可以读出阻值，由uir可求出路端电压，或用电压表和电阻箱组合，由电压表读数u与电阻箱读数r之比求出电流，故a、b、c能达到实验目的，d不能本题选不能测电源电动势与内阻的，故选d.3“测定电池的电动势和内阻”的实验中，下列注意事项中错误的是()a应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显b应选用内阻较小的电压表和电流表c移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载d根据实验记录的数据作ui图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧【答案】b【解析】旧的干电池内阻大，电压变化明显，有利于减小测e、r的误差，a正确；为了减小电表对电路的影响，电流表选内阻小的，电压表选内阻大的，故b错误；应使尽可能多的点在一条直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，故d正确4(2018湛江期末)用电压表、电流表测定a、b两节干电池的电动势ea、eb和内电阻ra、rb时，画出的图线如图所示，则()aeaeb，rarb beaeb，rarbceaeb，rarb deaeb，rarb【答案】a【解析】由图可知，a与纵轴交点大于b与纵轴的交点，故a的电动势大于b的电动势，故eaeb；图象的斜率大小表示电源的内电阻，由图可知，图象a的斜率更大，故内电阻rarb.故选a.5(2019洛阳期中)用如图甲所示的电路来测量电池的电动势和内阻，根据测得的电表数据作出了如图乙所示的ui图线，下列说法正确的是()a由图象得外电路发生短路时的电流为0.4 ab由图象得电池内阻为3.5 c若考虑电表的内阻，用该电路图测出的电源电动势等于真实值d若考虑电表的内阻，用该电路图测出的电源内阻小于真实值【答案】d【解析】由图示图象可知，电源的ui图象与纵轴交点坐标值为1.40，则电源的电动势测量值为 1.40 v电源内阻测量值为 r 1 .由闭合电路欧姆定律得，短路电流为 i短1.40 a，故a、b错误；由图可知i测i真，当u0时，i测i真，同一电压u时，总有i测i真，则作出ui的真实图象如图虚线所示，图象与纵坐标的交点表示电源的电动势，则电池电动势真实值大于测量值1.40 v；ui图象的斜率绝对值表示电源的内电阻，故内电阻的测量值偏小，故c错误，d正确6某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验图中电流表的量程为0.6 a，内阻约0.1 .电压表的量程为3 v，内阻约6 k.为小量程电流表，电源电动势约3 v，内阻较小下列电路中正确的是()【答案】ab二、非选择题7为测量交流发电机的感应电动势及等效内阻，设计了如图甲所示的实验装置图，r0为定值电阻，r1为电阻箱实验时交流发电机以恒定转率转动，多次改变r1的阻值，用电压传感器测得r1上的电压u1，通过数据采集器，在计算机上显示出如图乙所示的关系图象(1)电阻r0的作用是_；(2)图线与纵轴的交点p纵坐标的物理意义是_；(3)图线与横轴的交点q横坐标绝对值的物理意义是_【答案】(1)保护作用(2)电动势的倒数(3)等效电阻与保护电阻之和的倒数【解析】(1)电阻r0是为了防止电源中电流过大，故起保护作用(2)根据闭合电路欧姆定律eu(r0r)，进行数学变形，得，根据数学知识得知，关系图线的纵截距p，故p点坐标表示电动势的倒数；(3)当图象与横坐标的交点时，电压表示数为无穷大，代入公式可得：r；则说明此时q为电源内阻与r0之和的倒数8用电流表和电压表测定电池的电动势e和内电阻r，所用电路如图甲所示，一位同学测得的6组数据如下表所示.组别123456电流i/a0.120.200.310.320.500.57电压u/v1.371.321.241.181.101.05(1)试根据这些数据在图乙中作出ui图线(2)根据图线求出电池的电动势e_v，电池的内电阻r_.【答案】1.460.72【解析】本题考查用作图法处理实验数据作图线时应使尽可能多的点落在直线上，个别偏离太大的点应舍去，图线如图所示由图线与纵轴的交点可得电动势e1.46 v，再读出图线与横轴交点的坐标(0.64,1.00)，由euir得r 0.72 .能力提升9. (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量程相同，内阻rv1rv2；两只电流表a1、a2量程相同，内阻ra1ra2，在该实验中，为了使e、r的测量精确些，选择的电表可以是()av1和a2 bv2和a2cv2和a1 dv1和a1【答案】ad【解析】本题实验中电压表与电源并联，测量的结果应是两者并联后的电动势和内阻，为减少电压表的影响，应选内阻大的电压表外电路中电流表与电阻串联，实验中不要求知道电阻的阻值，将电流表和电阻合二为一即可，电流表测的就是电路的真实电流，因此对电流表内阻要求不太严格10(2019河南三模)某同学将电流表a与一电源和滑动变阻器串联改装成欧姆表并测定电源的电动势e和内阻r，如图甲所示，已知电流表内阻rg7.5 ，满偏电流ig10 ma.电流表的表盘如图乙所示，该同学做如下操作：(1)首先，将两探针短接后，调节滑动变阻器r，使电流表a达到满偏断开两探针，若用电阻箱替代滑动变阻器r，仍使电流表满偏，电阻箱读数如图丙所示，则r_.(2)保持滑动变阻器r接入电路阻值不变，重新接回滑动变阻器r，然后将两探针接电阻箱，可以逐一将欧姆表刻度标出，当电阻箱调至100.0 时，电流表读数如图乙所示，则此时电流为_a.(3)由此，可以测出电源的电动势e_v，内阻r_.(4)改装好的欧姆表使用一段时间后，电源电动势有所降低，内阻增大，该同学按照步骤规范操作，测量某一定值电阻，测得电阻值_真实值(填“大于”“等于”或“小于”)【答案】(1)142.0(2)0.006(3)1.50.5(4)大于【解析】(1)由图示电阻箱可知，其读数为1100 410 21 00.1 142.0 .(2)电流表量程为10 ma，由图示表盘可知，其分度值为0.2 ma，示数为6 ma0.006 a.(3)根据题意，应用闭合电路欧姆定律可知0.010，0.006，解得e1.5 v，r0.5 .(4)欧姆调零时r内，电源电动势降低，欧姆调零时欧姆表内阻r内减小，用欧姆表测电阻时i，由于r内减小，测电阻时电流i偏小，指针偏左，所测电阻偏大，电阻测量值大于真实值11(2019湛江一模)郝伟从回收站找到一块多用电表，发现该电表的电压、电流挡是准确的，而欧姆挡不能使用拆开电表，经检查发现一定值电阻引线断开，且表内的干电池标签发黄、参数模糊为测量该电阻的阻值r，及该干电池的电动势e和内阻r，他拆下该电阻和电池，并找到一个电阻箱利用图甲的电路进行了下列实验请完成步骤中的填空(1)将多用电表置于直流3 v挡，黑表笔与a相连，闭合s，红表笔先、后分别与b、c接触当电阻箱的电阻为84.0 时，电压表的示数分别为1.20 v和1.52 v，则rx_.(2)保持黑表笔与a相连，将红表笔与b相接，调节电阻箱的阻值r，得到多组r的值及对应电压表的示数u，并求出及的值如下表：r/20.025.037.350.062.584.0u/v0.690.780.931.041.111.20/(102 1)5.004.002.682.001.601.19/v11.451.281.080.960.900.83在图乙中描出所缺数据点，并作出关系图线(3)根据图线可求得该干电池的电动势e_v、内电阻r_.(结果保留3位有效数字)【答案】(