高中物理 第二章 恒定电流 实验：测定电池的电动势和内阻复习练习 新人教版选修3-1

1、实验：测定电池的电动势和内阻考纲要求：难易程度：用如图所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的内阻非常小，为防止滑动变阻器电阻过小时因电流过大而损坏器材，电路中用了一个保护电阻R0。除蓄电池、滑动变阻器、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：电流表（量程0.6 A、3 A）电压表（量程3 V、15 V）保护电阻甲（阻值1 、额定功率5 W）保护电阻乙（阻值10 、额定功率10 W）电流表应选_量程，电压表应选_量程，保护电阻选_。【参考答案】0.6 A 3 V 1 【试题解析】蓄电池内阻约为1 ，电路中接有保护电阻，电路电流不超过1 A，如果用量程为3 A的电流表，误差较大，因此电流表

2、应选0.6 A量程；一节蓄电池电动势约为2 V，因此电压表应选3 V量程；选电池电动势为2 V，保护电阻应选甲（阻值1 、额定功率5 W），如果选择乙，由于定值定值较大，电路电流较小，电流变化范围小，不能测多组实验数据。【名师点睛】本题考查了实验器材的选取，要掌握实验器材的选取原则：安全性原则、精确性原则、方便性原则、经济（节能）性原则。如图所示是甲、乙、丙三位同学设计的测量电源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源的电动势和内电阻B只有乙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻C只有丙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻

3、D三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，滑动变阻器应使用_连接方式（填“分压式”“限流式”）；在“测量干电池电动势和内阻”的实验中，滑动变阻器应选阻值_（填“大的”“小的”）。在“测定电池的电动势和内阻”实验中，通过改变滑动变阻器电阻大小，测量并记录多组电压和相应电流值，某同学的实验数据如下表所示，与预想的实验结果不一致。（1）由实验数据来分析，他所连接的电路可能是图甲电路图中的_。（2）某同学假如利用图甲中的原理图A来测量该电源的电动势，请根据所选的电路原理图A将实物电路图乙连接好。实验后该同学根据实验数据作出的UI图线如图丙所示，若实验中电阻R

4、1=5 ，则由该图线可得被测电池的电动势E=_V，内阻r=_。某物理兴趣实验小组的同学为了测量电动势约为 3 V，内阻约为几欧的某电源的电动势和内阻，实验室可供选择的实验器材如下。A电压表 V1（03 V，RV1=10 k） B电压表 V2（015 V，RV2=50 k）C电流表 A1（03 mA，Rg=100 ） D电流表 A2（03 A，内阻约为 0.5 ）E滑动变阻器 R1（010 ） F滑动变阻器 R2（01 000 ）G定值电阻 R3=0.5 H定值电阻 R4=10 I开关 S 以及导线若干，回答下列问题：（1）在设计本实验时，为了减小实验误差，电压表应选_（填器材前的序号），为了操

5、作方便，滑动变阻器应选_（填器材前的序号），通过分析可知电流表 A1 的量程太小、电流表 A2 的量程太大，该小组的同学想将电流表 A1 改装成量程合适的电流表，则应将电流表 A1 与定值电阻_（填器材前的序号）_（选填“串”或“并”）联，改装后的电流表的量程应为_A；（结果保留一位有效数字）（2）请设计合适的电路图测量电源的电动势和内阻，画在如图甲所示的虚线框内；（3）该实验小组的同学利用所设计的电路得到多组数据，以电流表 A1 的示数为横坐标、电压表的示为纵坐标建立坐标系，并将各组数据描绘在该坐标系中，得到的UI 图象如图乙所示，则该电源的内阻 r=_。（结果保留两位小数）某同学设计了如图

6、甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E（不计内阻），待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V（量程为3 V，内阻很大），电阻箱R（099.99 ），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。（1）先测电阻R1的阻值。请将该同学的操作补充完整：A闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1。B保持电阻箱示数不变，_，读出电压表的示数U2。C则电阻R1的表达式为R1=_。（2）该同学已经测得电阻R1=3.2 ，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值，其做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表

7、示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势E=_ V，电阻R2=_ 。为了测定干电池的电动势和内阻，现有下列器材：A6.3 V蓄电池；B干电池一节；C电压表V（03 V15 V，内阻约为3 k，15 k）；D电流表A（00.6 A3 A，内阻约为10 ，2 ）；E电流表G（满偏电流3 mA，内阻Rg=10 ）；F变压器G滑动变阻器（020 ）；H滑动变阻器（01 000 ）；I电阻箱（09 999 ）；J开关、导线。（1）用电流表和电压表测量干电池的电动势和内阻时，应选用的变阻器是_（用代号回答）。（2）根据实验要求，用笔画线代替导线在图甲上连线。图甲（3）某次实验记录如下：实

8、验次数12345电流表示数/A0.240.500.701.101.50电压表示数/V1.301.100.950.600.30图乙根据表中数据在坐标图乙上画出UI图线，由图可求得E=_V，r=_。（4）用你设计的电路做实验，测得的电动势与电池电动势的真实值相比_（填“偏大”“偏小”或“相等”）；测得的内阻与电池内阻的真实值相比_（填“偏大”“偏小”或“相等”）。（5）如果实验中电压表坏了，选用其他器材进行实验，请画出相应的电路图。【参考答案】D 图甲中可用E=I1(r+R1)、E=I2(r+R2)求得电源的电动势和内电阻，图乙中可用E=U1+r，E=U2+r求得电源的电动势和内电阻，而图丙中可用

9、E=I1(R1+r)，E=I2(R2+r)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项正确。分压 小的（2）由电路图连接实物图如下图所示。根据UI图象的物理意义可知电源的电动势为E=1.42V，将R1看成电源的内阻，则等效电源的内阻为。因此电源的内阻为r=r0R1=7.9 5 =2.9 。【名师点睛】本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意掌握数数处理的方法，注意在计算内阻时要减去等效保护电阻的阻值。（1）A E G 并 0.6（2）如图所示（3）1.68（1）电源电动势约为3 V，故在设计本实验时，为了减小实验误差，电压表应选A；为了操作方便，滑动变阻器应选E；通过分析可知电流表 A1 的量程太小、电流表 A2 的量程太大，该小组的同学想将电流表 A1 改装成量程合适的电流表，则应将电流表 A1 与定值电阻G并联，改装后的电流表的量程应为；（2）电路图如图所示（3）当电流表读数为2.5 mA时，电路的总电流为，该电源的内阻。（1）将S2切换到b （2）2 0.8【名师点睛】（1）利用题目中给出的电路及步骤的提示，同时结合闭合电路的欧姆定律可得出实验的步骤；（2）再由原理可得出实验中数据处理的方法及公式，结合图象可求得电动势和内电阻。（1）G