河北省定州中学2020学年高中物理测电源电动势和内阻 4页

测电源电动势和内阻 ‎ ‎+‎ ‎+‎ ‎+‎ ‎1、在“用电压表和电流表测电池的电动势和内阻”的实验时，一般不用新电池而用旧电池进行实验，其原因是：旧电池的内阻较大，路端电压随外电路电阻变化比较明显；而新电池的内阻很小，路端电压随外电路电阻变化就不明显，电压表的读数变化很小，从而降低了测量的精确程度。当我们需要较为精确地测量一节新电池的内阻时，常用的办法是给电池串联一个定值电阻，在计算电池内电阻时当然要考虑到这个定值电阻的影响。‎ ‎　①右图所给出实验所需的器材，请你用笔画线代替导线将这些仪器连成测量电路；‎ ‎　②写出操作步骤并说明需要测量的物理量；‎ ‎　③写出被测电源电动势E和内阻r的表达式。‎ ‎　　　‎ ‎2、在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：‎ A1‎ R0‎ A2‎ A2‎ R0‎ A1‎ ‎（a）‎ ‎（b）‎ 甲 A．待测的干电池（电动势约为1.5 V，内电阻小于1.0Ω ）‎ B．电流表A1（量程0—3 mA，内阻Rg1＝10Ω）‎ C．电流表A2（量程0—‎0.6 A，内阻Rg2＝0.1Ω）‎ D．滑动变阻器R1（0—20Ω，‎10 A）‎ E．滑动变阻器R2（0—200Ω，l A）‎ F．定值电阻R0（990Ω）‎ ‎ 1.2‎ ‎ 1.0‎ I2/A ‎0‎ ‎0.2‎ ‎ 1.3‎ ‎ 1.4‎ ‎ 1.5‎ I1/mA 乙 ‎ 1.1‎ ‎0.1‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ ‎0.5‎ G．开关和导线若干 ‎（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是______‎ 图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选______（填写器材前的字母代号）。‎ ‎（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1-I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2的数值远大于I1的数值），则由图线可得被测电池的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。‎ E　r R0‎ R A V1‎ V2‎ P ‎(a)‎ ‎（3）若将图线的纵坐标改为______，则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。‎ ‎3、两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r。调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据．并根据数据描绘了如图（b）所示的两条U—I直线．回答下列问题：‎ ‎0‎ ‎0.5‎ ‎1.0‎ ‎1.5‎ U/V ‎0.2‎ ‎0.4‎ ‎0.6‎ I/A ‎(b)‎ 甲 乙 ‎（1）根据甲乙两同学描绘的直线，可知（ ）‎ A．甲同学是根据电压表 V1和电流表A的数据 B．甲同学是根据电压表 V2和电流表A的数据 C．乙同学是根据电压表 V1和电流表A的数据 D．乙同学是根据电压表 V2和电流表A的数据 ‎（2）根据图（b），求出定值电阻R0和电源内电阻r的阻值．‎ ‎（3）该电路中电流表的读数能否达到‎0.6A，试说明理由．‎ 图8‎ ‎4、如图8所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像．将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（ ）‎ A．R接到a电源上，电源的效率较高 B．R接到 b电源上，电源的输出功率较大 C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低 D．R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高 ‎5、同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究。‎ ‎（1）同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1伏多一点。晓宇同学找来了一个土豆做实验，当用量程为0～3V、内阻约50kΩ的伏特表测其两极时读数为0.96V。但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V，‎0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光。检查灯泡、线路均没有故障，而用伏特表测量其电压确实能达到3V多。据您猜想，出现这种现象的原因应当是： （不要求写分析、推导过程）。‎ ‎（2）晓宇同学用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，读得此时的读数为30Ω.小丽同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为0.32mA，根据前面用伏特表测得的0.96V电压，由全电路欧姆定律得：.因而晓宇同学说土豆的内阻为30Ω，而小丽同学则说是3kΩ。‎ 请你判断，用晓宇或小丽同学的方法测量“土豆电池”的内阻，结果是否准确，为什么？请分别说明理由。‎ ‎（3）若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：‎ A.电流表A1（量程为0～‎0‎‎.‎‎6A ，内阻为1Ω）‎ B. 灵敏电流表A2（量程为0～0.6mA ，内阻为800Ω）‎ C．灵敏电流表A3（量程为0～300μA ，内阻未知）‎ D.滑动变阻器R1 （最大阻值约10Ω）‎ E.滑动变阻器R2（最大阻值约2kΩ）‎ F．定值电阻(阻值2kΩ)‎ G.变阻箱（0～9999Ω）‎ ‎①为了能尽可能准确测定“土豆电池”‎ 的电动势和内阻,实验中应选择的器材是________ (填器材前的字母代号)。‎ ‎②在右方框中画出应采用的电路。‎ ‎6、在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中（1）第一组同学利用如图a的实验装置测量，电压表应选择量程 （填“3V”或“15V”），实验后得到了如图b的U-I图象，则电池内阻为 W。（ 电压表、电流表均为理想电表）‎ U/V I/A ‎0 0.30‎ ‎1.45‎ ‎1.00‎ x P ‎1.50‎ ‎1.40‎ ‎1.30‎ ‎1.20‎ U/V ‎0 5 10 x/cm ‎1.35‎ ‎0 5 10 x/cm ‎0.30‎ ‎0.20‎ ‎0.10‎ ‎0.15‎ I/A 图a 图b 图c ‎（2）第二组同学也利用图a的连接测量另一节干电池，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图，如图c所示，则根据图象可知，电池的电动势为 V，内阻为 W