选修3-1第二章第9节实验测定电源的电动势和内阻实验归纳同步练习

第1页版权所有不得复制高二物理人教新课标版选修3-1第二章第9节实验：测定电源的电动势和内阻同步练习（答题时间：45分钟）1.若要测定电池的电动势和内阻，已有待测电池、开关和导线，再配合下列哪组仪器，可以达到实验目的（）A.一只电流表和一个电阻箱B.一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器C.一只电压表和一个电阻箱D.一只电流表和一个滑动变阻器2.下列给出多种伏安法测电池的电动势和内阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，又直观、简便的是（）A.测出两组I、U的数据，代入方程组rIUE11和rIUE22求出E和rB.多测几组I、U的数据，求出几组E、r的值，最后分别求出其平均值C.测出多组I、U的数据，画出U－I图象，再根据图象求出E、rD.多测几组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断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电池内阻r3.如图所示的图线表示某电池组的输出电压与电流的关系（U－I图线），根据图象，下列分析正确的是（）A.电源的电动势为50VB.电源的电动势为30VC.电源的内阻为325D.电源的短路电流为6A4.用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列注意事项中正确的是（）A.应选用新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.移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路，以免造成电流过载D.根据实验记录的数据作U－I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5.某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验，图中电流表○A的量程为0~0.6A，内阻约为0.1Ω；电压表○V的量程为0~3V，内阻约为6kΩ；○G为小量程电流表；电源电动势约为3V，内阻较小，则下列电路中正确的是（）第2页版权所有不得复制6.利用电压表和电流表测一节干电池的电动势E和内阻r，电路如图所示，图中R1为粗调滑动变阻器，R2为微调滑动变阻器，实验得到四组数据如表中所示。（1）表中数据经处理后，可以确定电动势E＝_______V，内阻r＝_______Ω。（2）现有滑动变阻器：A（10Ω1A），B（500Ω0.5A），C（500Ω0.1A）。那么在本次实验中，滑动变阻器R1应选用_______，R2应选用_______。（填“A”“B”或“C”）7.（1）如图甲、乙所示为测电流的电动势和内阻的电路，在实验时应选用_______电路。（2）选好电路后，由于电流表和电压表内电阻对电路的影响，所测得的电动势将偏_______。（3）根据实验测得的一系列数据，画出U－I图（如图丙所示），则被测干电池的电动势为_______V，内阻为_______Ω。8.测量电源的电动势E和内阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）。器材：量程3V的理想电第3页版权所有不得复制压表V，量程0.5A的电流表A（具有一定内阻），定值电阻R＝4Ω，滑动变阻器R，开关S，导线若干。（1）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。（2）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）9.如图所示的电路可用于测量电池E的内阻r。电池的电动势未知，图中○A是电流表，其内阻并不是很小，○V为电压表，其内阻亦不是很大，R是一限流电阻，阻值未知，3个开关S1、S2、S3都处于断开状态。（1）写出测量电池内阻的实验步骤，用适当的符号表示该步骤中应测量的物理量：_____________________________________________________________________。（2）用所测得的物理量表示电池内阻的表达式为r＝_____________。10.甲同学设计了如图（a）所示的电路测电源电动势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1.5V，内阻很大），电阻箱R（0~99.99Ω），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。请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数U1；保持电阻箱示数不变，_________，读出电压表的示数U2，则电阻R1的表达式为R1＝_______。（2）甲同学已经测得电阻R1＝4.8Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。该同学的做法是：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和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图（b）所示的R1U1图线，则电源电动势E＝_____V，电阻R2＝_______Ω。（3）利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1，乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了相应的1RR1U1图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2，这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围________（填“较大”“较小”或“相同”），所以_______同学的做法更恰当些。第4页版权所有不得复制1.ABC解析：由闭合电路欧姆定律IrUE知，A、B、C正确，D错误。2.C解析：A只能测量两组数据求出E、r，偶然误差较大；B中计算E、r平均值虽然能减小误差，但太繁琐；D中分别求I、U的平均值是错误的方法。3.A解析：由U－I图象知：E＝50V，因坐标原点为（0，20），故I＝6A不是电池组的短路电流，562050IUr。4.CD解析：应选内阻大的旧电池，应用内阻大的电压表和内阻小的电流表，故A、B不正确；操作过程中不能使电路短路，作图线时应使各点尽量多地落在直线上，其他点大致均衡分布在直线两侧，故C、D正确。5.AB解析：伏安法测电阻要求连接电流表时采用“大内小外”的原则以保证实验精度，且一般采用测量三次计算平均值的方法，所以用限流法即可，A对。电源内阻仅3，较小，B对。描绘灯泡伏安特性曲线要求电压从0开始且有足够多的数据，滑动变阻器连成分压式，C错。半偏法测电阻电路，要求与表头并联的电阻能够精确读数，D错。6.（1）1.53（2）BA解析：根据表中数据作U－I图线，即可求得电动势和内阻；大电阻用于粗调，小电阻用于微调。7.（1）乙（2）小（3）1.50.5解析：（1）由于电池内阻较小，与电流表内阻差不多，应选图乙可减小误差。（2）由于电压表的分流，根据全电路欧姆定律可求得测量值E与真实值E0的关系是V0rr1EE（r为电池内阻，Vr为电压表内阻，即可得E0E）。（3）延长图线，与纵轴交点为电动势E，斜率5.01.01.0-1.5k为内阻。8.（1）见解析（2）211221IIUIUIRIIUU2112解析：本题考查实验原理及数据处理。（1）实验中，由于电流表具有一定的未知阻值的电阻，所以应将电流表内接，电路中最大电流即电流表A的量程为0.5A，电源内电压最大约为V75.0V5.15.0，路端电压最小为V75.3V75.0V5.4，而电压表量程为3V。因此须将电阻R置于并联的测量电路外，这样电压表的电压V)45.1(5.0V5.4U1.75V，小于电压表量程。所以实验原理图为如图所示。（2）由实验原理图可得：)rR(IUE),rR(IUE2211，所以E＝RIIUUr,IIUIUI2112211221。第5页版权所有不得复制9.（1）见解析（2）0021221IUUUIUU解析：（1）实验步骤及应测的物理量为：a.闭合S1，S3接1，测得电压表的读数为U0，电流表的读数为I0，设Rg为电压表的内阻，则00gIUR…①。b.闭合S1，S3接2，测得电压表的读数U1，以E表示电池的电动势，I1表示通过电池的电流，则有E＝11UrI…②，g11RIU…③，由①②③式得E＝rIUU0011U。c.闭合S1，S2，S3接2，测得电压表的读数U2，电流表的读数I2，设通过电池的电流为I，则有2UIrE。设通过电压表的电流为2I，则有g2222RIU,III。（2）r＝0021221IUUUIUU。10.（1）将S2切换到brUUU112（2）1.43710或1.2（3）较小甲解析：（1）将S2切换到a时，电压表示数为U1，电阻箱电阻为r，则电路中电流rUI11；将S2切换到b时，电压表示数为U2，则电路中电流为122RrUI，由于21II，解得rUUUR1121。（2）由闭合电路欧姆定律得：)RR(RUUE21。整理得：U1E1R1ERR21，由题图可得7.0E1，则EV43.1，将8.2U1，5.0R1代入得：2.1R2。（3）由于电压表量程较小，测得数据范围较小，测量误差较大，所以甲同学的做法更恰当些。