2017届高中物理第2章恒定电流10实验测定电池的电动势和内阻课时作业新人教版选修3-1.doc

实验 测定电池的电动势和内阻基 础 夯 实 一、选择题(1题为单选题，2题为多选题) 1．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 R 1 、R 2 为已知阻值的电阻下列说法中正确的是 (__D__) 导学号 50232475 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 D．三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻 解析：图甲中可用E＝I 1 (r＋R 1 )、E＝I 2 (r＋R 2 )求得电源的电动势和内电阻，图乙中 可用E＝U 1 ＋ r、E＝U 2 ＋ ·r求得电源电动势和内电阻，而图丙中可用 U1 R1 U2 R2 E＝U 1 ＋I 1 r、E＝U 2 ＋I 2 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正确 2．某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围 为0～20Ω，连接电路的实物图如图所示该学生接线中错误的和不规范的做法是 (__ABD__) 导学号 50232476 A．滑动变阻器不起变阻作用__ B．电流表接线有错 C．电压表量程选用不当 D．电压表接线不妥 解析：由图中接线可知，滑动变阻器连成定值电阻起不到变阻作用，电流表正、负接 线柱接错，电压表始终有读数，开关不能控制电压表，电压表接线应接到开关外侧，电压 表量程为3V符合实验要求，故A、B、D三项不规范。

二、非选择题3．用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用电路如下图(a)所示，一 位同学测得的6组数据如下表所示 导学号 50232477 组别 1 2 3 4 5 6 电流I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 电压U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 (1)试根据这些数据在图(b)中作出U－I图线 (2)根据图线求出电池的电动势E＝__1.46__V，电池的内电阻r＝__0.72__Ω 答案：(1)见解析图 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，图线如下图所示由图线与纵轴的交点可得电动势E＝1.46V，再 读出图线与横轴交点的坐标(1.00，0.64)，由E＝U＋Ir得 r＝ ＝ Ω≈0.72Ω E－U I 1.46－1.00 0.64 4．(广东佛山一中2015～2016学年高二上学期期中)某同学用伏安法测一节干电池的 电动势E和内电阻r，所给的其他器材有： 导学号 50232478 A．电压表V：0～3V～15V B．电流表A：0～0.6A～3A C．变阻器R 1 ：(20Ω，1A) D．变阻器R 2 ：(1000Ω，0.1A) E．电键S和导线若干(1)实验中电压表应选用的量程为__0～3V__(填“0～3V”或“0～15V”)；电流表应选 用的量程为__0～0.6A__(填“0～0.6A”或“0～3A”)；变阻器应选用__R 1 __； (2)根据实验要求连接实物电路图； (3)实验测得的6组数据已在U－I图中标出，如图所示，请你根据数据点位置完成 U－I图线，并由图线求出该电池的电动势E＝__1.5__V，电阻r＝__0.50__Ω。

答案：(2) (3)U－I图线如图所示 解析：(1)一节干电池的电动势为1.5V，故电压表选择0～3V即可；流经干电池的电 流不允许过大，故电流表选择0～0.6A即可；变阻器选择R 1 ，调节时连续性较好； (3)由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir得，U＝－rI＋E，在U－I图象中，纵轴截距表示电 源电动势，斜率绝对值代表电源内阻 5．(沈阳师大附中2015～2016学年高二上学期期中)某学生测量电源的电动势E及内 阻r所需的实验器材如图2所示 导学号 50232479 (1)在图1画出实验电路原理图 (2)用笔画线代替导线在图2中，完成实物连线 (3)测量该电源电动势和内电阻所得的U－I图线如图3，则由图3可知该电源的电动势为__6.0__V，内电阻为__1.6__Ω保留两位有效数字) 答案：(1)(2)见解析 解析：(1)测量电源的电动势和内阻时，只需要将滑动变阻器与电流表串联接在电源两 端，由于电源内阻较小，故相对于电源来说，电流表应采用外接法；原理图如图甲所示； (2)根据原理图，依次将各元件连接，注意导线不能交叉；连线图见图乙 (3)由图3可知，电源的电动势E＝6.0V；图象的斜率表示电源的内阻；故r＝ ＝1.6Ω。

6.0－5.2 0.5能 力 提 升 非选择题 1．(黑龙江哈尔滨三中2014～2015学年高二检测)某同学利用电压表和电阻箱测定干 电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R 0 ＝5Ω)一个，开关两个，导线若干， 实验原理图如图(a) 导学号 50232480 (1)在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接； (2)请完成下列主要实验步骤： A．检查并调节电压表指针指零，调节电阻箱，示数如图(c)所示，读得电阻值是__20Ω__； B．将开关S 1 闭合，开关S 2 断开，电压表的示数是1.49V； C．将开关S 2 __闭合__，电压表的示数是1.16V，断开开关S 1 (3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是__0.69Ω__(计算结果保留两位有效数字) 答案：(1)如图所示 解析：(2)由题图(c)读得电阻箱阻值为R＝20Ω；将S 1 闭合S 2 断开，电压表示数为电 源电动势，E＝1.49V，将S 2 闭合，电压表示数为电阻箱R两端电压，将电压表视为理想电 表，则干路电流I＝ ＝ A＝0.058A UV R 1.16 20 (3)因为I＝ ，所以r＝ －R 0 －R＝( －5－20)Ω＝0.69Ω。

E R0＋R＋r E I 1.49 0.058 2．(山东潍坊一中2014～2015学年高二上学期检测)为了测定电源电动势E、内阻r 的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图甲所示的电路闭合开关， 调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的阻值R，电压表V 1 的示数U 1 ，电压表V 2 的示数U 2 根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I，分别描绘了a、b两条U－I图线，如图乙所示 请回答下列问题： 导学号 50232481 (1)写出流过电阻箱的电流I的表达式__I＝ __； U2－U1 R (2)小灯泡两端电压随电流变化的图象是__b__；(选填“a”或“b”) (3)根据图乙可以求得电源的电动势E＝__3.0__V，内阻r＝__2.0__Ω，该电路中小灯 泡消耗的最大功率为__1.0__W 解析： (1)首先要明白电路的组成，作出电路图，如图所示 电阻箱两端电压U＝U 2 －U 1 ，电阻箱阻值为R，所以流过电阻箱的电流I＝ U2－U1 R (2)小灯泡两端电压随电流的增大而增大，所以选图线b (3)图线a为电源路端电压随电路中电流变化的关系图线，图线a与纵轴的交点为电源 的电动势，E＝3.0V，图线a斜率的绝对值为电源的内阻，r＝2.0Ω，图线a、b的交点表 示U 1 ＝U 2 ，即电阻箱的阻值为0，此时小灯泡消耗的功率最大，P＝UI＝1.0W。

3．(河北正定中学2014～2015学年高二下学期期中)为测定一节干电池的电动势和内 阻，现提供如下仪器： 导学号 50232482 A．电压表 (量程2V，内阻约8kΩ) B．电流表 (量程0.6A，内阻r A＝ 0.8Ω) C．滑动变阻器(0－20Ω) D．开关 E．若干导线 (1)为准确测定干电池的电动势和内阻，应选择图__甲__(选填“甲”或“乙”)； (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至__左__端选填“左”或“右”)； (3)移动变阻器的滑片，得到几组电压表和电流表的示数，描绘成如图丙所示的U－I 图象．从图线的截距得出干电池的电动势为1.40V的理论依据是__U－I图象与纵轴交点坐 标值是电源电动势__； (4)利用图丙可得到干电池的内阻为__0.63__Ω(保留两位有效数字) 解析：(1)电流表内阻已知，采用伏安法测电源电动势与内阻时，应选择图甲所示电路2)由图乙所示电路图可知，滑动变阻器采用限流接法，闭合开关前，滑动变阻器的滑 片应调至左端 (3)在闭合电路中，路端电压U＝E－Ir，当I＝0时，U＝E，则U－I图象与纵轴交点 坐标值等于电源电动势，由图丙所示图象可知，电源电动势为1.40V。

(4)电源U－I图象斜率的绝对值是电源内阻，由图丙所示图象可知，电源内阻 r＝ ＝ ≈1.43Ω，电池内阻为1.43－0.8＝0.63Ω ΔU ΔI 1.4－0.4 0.7 4．(湖北黄冈中学2015～2016学年高二检测)小明要测定一电源的电动势E和内电阻 r，实验器材有：一只DIS电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用I表示)，一只电 阻箱(阻值用R表示)，一只开关和导线若干该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和 采集数据 导学号 50232483 (1)小明设计该实验的原理表达式是__E＝I(R＋r)__(用E、r、I、R表示)； (2)小明在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至__最大值__(选填“最大值” 、 “最小 值”或“任意值”)，在实验过程中，将电阻箱调至图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路 的阻值为__25__Ω； (3)小明根据实验采集到的数据作出如图丙所示的 －R图象，则由图象求得，该电源 1 I 的电动势E＝__6.0(5.8～6.2均可)__V，内阻r＝__2.4(2.3～2.5均可)__Ω(结果均保留 两位有效数字) 解析：(1)在闭合电路中，E、I、R、r几个量之间的关系是E＝I(R＋r)。

(2)为了整个电路的安全，所以开始电流要小，即电阻箱电阻调到最大值；题图乙电阻 箱读数为25Ω3)根据E＝I(R＋r)，推出 ＝ ＋ ，再结合 －R图象可知：图线的斜率为 ，截距为 ， 1 I R E r E 1 I 1 E r E 解得E＝6.0V(5.8～6.2均可)，r＝2.4Ω(2.3～2.5均可)。