(课堂设计)2014-2015高中物理4.2测量电源的电动势和内阻同步精练沪科版选修3-1.pdf

1 第 2 课时测量电源的电动势和内阻 1.在用伏安法测电源的电动势和内电阻的实验中，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移动滑动变阻器的滑键时，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U-I图像时，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 解析：为减小测量误差，A正确；为减小偶然误差，D正确；为安全的需要，C正确电 压表内阻应选阻值大的，对电流表内阻没有特别要求，B错误 答案： B 2在测定电池的电动势和内阻实验的实物连接图中( 如图 4218) ，电流表和电压表 的正接线柱都尚未连接，为了做这个实验，应该把 ( ) 图 4218 A电流表正接线柱与c点相连 B电流表正接线柱与b点相连 C电压表的正接线柱与a点相连 D电压表的正接线柱与c点相连 答案： AC 3如图 4 219 所示，已知R1R2R31 . 当开关 S闭合后， 电压表的读数为1 V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8 V ，则电 池的电动势等于 ( ) 2 A1 V B1.2 V C2 V D4 V 解析：开关闭合时，R总rR1 R2R3 R2R3 r1.5 将I U R11 A 代入公式得 Er1.5 开关断开时，R总rR1R3r2 将I U R1 0.8 A 代入公式得E 0.8r1.6. 解之得E2 V ，r 0.5 答案： C 4在用图4220 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 A2BV2和 A2 CV2和 A1DV1和 A1 解析： 首先分析该电路的误差来源，此种接入电路的方法来源于电压表分流，即所测得 的电流为不准确值(不是干路电流) ，所以应尽可能避免电压表分流，应选大阻值电压表 答案： AD 5下面给出的用伏安法测电池的电动势和内阻的数据处理方法中，既能减小偶然误差， 又直观简便的方法是 ( ) A测出两组I和U数据，代入 EU1I1r EU2I2r 方程组，求出E和r B测出多组I和U数据，代入方程求出几组E和r，最后求出平均值 C测出多组I和U数据，画出UI图像，根据图像求出E和r D测出多组I和U数据，分别求出I和U的平均值，然后代入公式求出E和r 答案： C 6如图 4 221 所示，“用一只电流表和两个定值电阻测定电 源电动势和内电阻”的实验中，由于未考虑电流表的内电阻，其测量 值E和r与真实值E0和r0相比较，正确的是 ( ) AEE0，rr0 BEr0 图 4219 图 4220 图 4221 3 CEE0，rr0 DEE0，rr0 答案： C 7如图 4 222 所示是甲、乙两个独立电源的路端电压与通过它 们的电流I的关系图像下列说法中正确的是 ( ) A路端电压都为U0时，它们的外电阻相等 B电流都为I0时，两电源的内电压相等 C电源甲的电动势大于电源乙的电动势 D电源甲的内阻小于电源乙的内阻 答案： AC 8在“测量电源电动势和内阻”的实验中，正确的操作顺序应是 ( ) A断开开关 B按电路图连接电路 C移动滑动变阻器的滑片，使电流表有较明显的示数，记录一组电流表、电压表的示 数 D把变阻器的滑片移到一端，使电阻最大 E闭合开关 F再移动滑动变阻器的滑片，不断减小电阻，记录一组电流表、电压表的示数 答案： BDECFA 9给你一个电压表、一个电阻箱、开关及导线等，如何根据闭合电路欧姆定律测出一 节旧干电池的电动势和内电阻 (1) 画出电路图 (2) 实验过程中，将电阻箱拨到45 时，电压表读数为0.90 V ；若将电阻箱拨到如图 4223(a) 所示的 ________ 时，电压表的读数如图4223(b) 所示，是 ________V. (a) (b) 图 4223 图 4222 4 (3) 根据以上实验数据，可以算出该节干电池的电动势E ________V. 解析： (1) 根据闭合电路欧姆定律：EUIr 当外电路是纯电阻电路时，上式也可写成：EU U R r，由此可见，如果没有电流表，不 能直接测得总电流I，也可利用部分电路的欧姆定律，由 U R 计算得到外电路的总电流I. 当然 此时必须使外电路的电阻R可变，而且阻值可直接读出，所以必须用电阻箱代替滑动变阻 器因此如果给出电压表、电阻箱、开关和导线，也能测出一节干电池的电动势和内电阻， 其实验电路图如下图所示 (2) 电阻箱的使用：电阻值的大小是把面板上指示的所有电阻值相加，所以题中电阻箱 的电阻值是110 ；本实验是测一节干电池的电动势和内电阻，所以电压表所用的量程应 是 03 V，所以指示的电压应该是1.10 V. (3) 由闭合电路欧姆定律EU U R r 代入数据得：E0.90 0.90 45 r，E1.10 1.10 110 r 解得：r20 ，E 1.3 V. 答案： (1) 见解析图(2)110 1.10 (3)1.3 10在用电流表和电压表测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 阻分别为0.1 和 1 k ，图 4 224 中为实验原理图及所需器件图 图 4224 (1) 在图中画出连线将器件按原理图连接成实验电路 (2) 一位同学记录的6 组数据见下表，试根据这些数据在图42 25 中画出U-I图像， 根据图像读出电池的电动势E________V，根据图像求出电池内阻r________ . 5 图 4225 I(A)0.120.200.310.320.500.57 U(V)1.371.321.241.181.101.05 解析： (1) 按照实验原理图将实物图连接起来，如图所示(2)U、I数据，在方格纸U-I 坐标上找点描迹，如图，然后将直线延长，交U轴于U11.46 V，此即为电源电动势；交I 轴于I 0.65 A ，注意此时U21.00 V ，由闭合电路欧姆定律得I EU2 r . 则r EU2 I 1.46 1.00 0.65 0.71 . 答案： (1) 如图(2) 如图所示1.46 0.71 11一种供实验使用的小型电池标准电压为9 V ，允许电池输出的 最大电流为50 mA，为了测定这个电池的电动势和内电阻，实验室 利用了如图4226 所示电路 ( 图中电压表内阻很大，可不考虑对 电路的影响 ) ，R为电阻箱，阻值范围为09 999 ，R0是保护电阻 (1) 实验室里备用的定值电阻有以下几种规格： A10 ，5 W B150 ，0.5 W C200 ，0.25 W D1.2 ，1 W 实验时，R0应选用 ________( 填字母代号 ) 较好 (2) 在实验中， 当变阻箱调到如图42 27 所示位置后， 闭合开关 S， 电压表示数为9.0 V，变阻箱此时电阻为________. 电路中通过电阻箱的电流为________mA. 图 4226 6 图 4227 (3) 断开开关，调整电阻箱阻值，再闭合开关，读取电压表示数，多次重复，取得数据 后，作出如图所示图线，则该电池的电动势E________V，内电阻r________ . 解析： (1) 保护电阻R0的选择关系到电池的输出电流能否控制在50 mA以内 由题意知， 电池的输出最大电流应出现在电阻箱R的阻值等于零时， 根据全电路欧姆定律， 有：EImax(R0 r) ，所以R0r E Imax 9 5010 3180 ，实验室中备用电阻阻值为180 上下的有 B和 C两种，比较B 、C的额定电流，IC P RC 0.25 200 A0.035 A Imax. 故应选电阻B作保护电阻，即R0150 . (2) 电阻箱的读数为745 ，通过电阻箱的电流为 I U R0R 9 V 0.01 A 10 mA. (3) 在UI图像上将图线延长交于纵轴，纵轴交点即为电池的电动势的值： E9.5 V. 电池的内阻r U I 2.5 0.05 50 . 答案： (1)B (2)745 10 (3)9.5 50 12有两只电压表A和 B，量程已知，内阻不知另有一干电池，它的内阻不能忽略， 但大小未知 只有这两只电压表、电键和一些连接导线，要求通过测量计算出电池的电动势 ( 已知电动势不超过电压表的量程) (1) 画出测量时所用的电路图 (2) 以测量的量为已知量，导出计算电动势的表达式 解析： (1) 测量时所用电路图如下图中甲、乙所示 7 甲乙 (2) 将任一只电压表( 如表 A) ，与电源连通，记下电压表所示的电压值UA，再将两只电 压表与电源串联，记下每只电压表表示的电压值，设为UA、UB. 设表 A的内电阻为RA，表 B 的内电阻为RB，电源内阻为r，电动势为E，由闭合电路欧姆定律得： EUA UA RAr EUAUBU A RA r 解得E UAUB UAUA . 答案： (1) 图见解析(2)E UAUB UAUA 。