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  • 2021-05-27 发布

2019-2020学年高中物理第2章恒定电流第10节实验测定电池的电动势和内阻同步作业含解析 人教版选修3-1

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第10节 实验 测定电池的电动势和内阻 ‎1.下列给出多种用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E=U1+I1r和E=U2+I2r求出E和r B.多测几组I、U的数据,求出几组E、r,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、r D.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r C 解析 选项A中只测量两组数据求出E、r,偶然误差较大;选项B中计算E、r平均值虽然能减小误差,但太繁琐;选项D中先分别求出I、U的平均值再求解的方法是错误的;选项C中利用坐标图象求E、r,利用数据多,能减小误差,且直观、方便,故选项C正确.‎ ‎2.(多选)用图象法计算电动势和内阻时,先要描点,就是在U-I坐标系中描出与每组I、U值对应的点,下列说法正确的是(  )‎ A.这些点应当准确地分布在一条直线上,即U-I图线应通过每个点 B.这些点应当基本上在一条直线上,由于偶然误差不能避免,所以U-I图线不可能通过每一个点 C.不在U-I图线上的点应当大致均衡地分布在图线两侧 D.个别偏离直线太远的点,应当舍去 BCD 解析 用描点法画图象时,应使这些点基本在一条直线上,不在直线上的点要大致均衡地分布在图线两侧,个别偏离直线太远的点是由于偶然误差造成的,应当舍去.‎ ‎3.(多选)如图所示,是根据某次测定电池的电动势和内阻的实验记录的数据作出的U-I图象,下列关于这个图象的说法正确的是(  )‎ A.纵轴截距表示待测电池的电动势,即E=3.0 V B.横轴截距表示短路电流,即I0=0.6 A C.根据r=,计算出待测电池的内阻为5 Ω D.根据r=,计算出待测电池的内阻为1 Ω AD 解析 由于纵坐标并非从零开始,故横轴截距不是短路电流,内阻r== Ω=1 Ω.‎ 6‎ ‎4.在测定一节干电池(电动势约为1.5 V,内阻约为2 Ω)的电动势和内阻的实验中,滑动变阻器和电压表各有两个供选:‎ A.电压表量程为15 V B.电压表量程3 V C.滑动变阻器(20 Ω,3 A)‎ D.滑动变阻器(500 Ω,0.2 A)‎ ‎(1)电压表应该选________(选填“A”或“B”),这是因为______________.‎ ‎(2)滑动变阻器应选______(选填“C”或“D”),这是因为____________________________.‎ 答案 (1)B 读数既准确、又方便 (2)C 滑动变阻器D的额定电流太小,最大阻值太大,调节不方便 ‎ ‎5.(1)下列电路中既能减小实验误差又能测量出电源的电动势和内阻的是________.‎ ‎(2)在选择好合适的电路后,将测量的数据点描在坐标中,其中纵轴为电压,横轴为电流,则合理的是________(选填“甲”或“乙”).‎ ‎(3)根据所选择的图线可得,该电源的电动势大小为____V,该电源的内阻为________Ω(结果保留两位小数).‎ 解析 (1)测定电源的电动势及内阻的实验中,原理是闭合电路的欧姆定律,电压表要测量路端电压,电流表要测电路中的总电流,选项A、B错误;为了使内阻测量准确,电流表要采用内接法,选项C错误,D正确.‎ ‎(2)描出点后应用直线把各点连接 ,所以选甲.‎ ‎(3)利用图象纵轴上的截距求得电动势为1.45 V,图线斜率的绝对值为电源的内阻值,约为0.94 Ω.‎ 答案 (1)D (2)甲 (3)1.45(1.44~1.46都算对)‎ ‎0.94(0.90~0.95都算对)‎ ‎6.在“测定电池的电动势和内阻”的实验中,已连接好部分实验电路.‎ 6‎ ‎(1)按图甲所示的实验电路,把图乙中的实物电路连接起来.‎ ‎(2)在图乙的电路中,为避免烧坏电表,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“A”或“B”).‎ ‎(3)如图丙所示是根据实验数据作出的U-I图象,由图可知,电源的电动势E=________V,内阻r=________ Ω.‎ 解析 (1)电路连接如图所示.‎ ‎(2)闭合开关前,滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大,故滑片应置于A端.‎ ‎(3)由题图图象可知,电源电动势为1.5 V,‎ 内阻r= Ω=1.0 Ω.‎ 答案 (1)见解析图 (2)A (3)1.5 1.0‎ ‎[能力提升]‎ ‎7.在“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验中:‎ ‎(1)将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、开关及若干导线连接成电路如图甲所示.图中未接导线的A端应接在________(选填“B”“C”“D”或“E”)点.‎ 6‎ ‎(2)实验得到的U-I关系如图乙中的直线Ⅰ所示,测得电池组的电动势为________V,内阻阻值为________Ω.‎ ‎(3)为了测量定值电阻的阻值,应在图甲中将“A”端重新连接到________(选填“B”“C”“D”或“E”)点,所得到的U-I关系如图乙中的直线Ⅱ所示,则定值电阻的阻值为________ Ω.‎ 解析 (1)图中未接导线A所连接的是电压传感器,应将其接在开关的C接线柱上.‎ ‎(2)由图象Ⅰ纵截距可知电池组电动势为E=2.8 V,由图象Ⅰ斜率绝对值可知,电池阻内阻为r=2.0 Ω.‎ ‎(3)若将“A”接到“D”点,则图象Ⅱ斜率的绝对值表示R与电池内阻之和,因此R=5.2 Ω-2.0 Ω=3.2 Ω.‎ 答案 (1)C (2)2.8 2.0 (3)D 3.2(3.0~3.4均可)‎ ‎8.用电流表和电压表测定由三节电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V,内电阻约1 Ω)的电动势和内电阻,除待测电池组、开关、导线外,还有下列器材供选用,‎ A.电流表:量程0.6 A,内电阻约1 Ω B.电流表:量程3 A,内电阻约0.2 Ω C.电压表:量程3 V,内电阻约30 kΩ D.电压表:量程6 V,内电阻约60 kΩ E.滑动变阻器:0~1000 Ω,额定电流0.5 A F.滑动变阻器:0~20 Ω,额定电流2 A ‎(1)为了使测量结果尽量准确,电流表应选用________,电压表应选用________,滑动变阻器应选用________.(均选填仪器的字母代号)‎ ‎(2)如图所示为正确选择仪器后连好的部分电路.为了使测量误差尽可能小,还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连.(均选填仪器上接线柱的字母代号)‎ 6‎ ‎(3)实验时发现电流表坏了,于是不再使用电流表,剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器,重新连接电路,仍能完成实验.实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图象法处理采集到的数据,为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线,则可以________为纵坐标,以________为横坐标.‎ 解析 (1)实验电路中的电流不宜太大,故电流表应选A,电池的总电动势为4.5 V,电压表应该选D,为了调节方便,滑动变阻器应选择F.‎ ‎(2)根据伏安法测电池的电动势和内阻的电路原理图连接,注意正确连接电表的正、负极接线柱.‎ ‎(3)根据闭合电路的欧姆定律E=U+r,整理可得=+·,即可以画-的图象,同理可得U=E-r、=·R+,即也可画U-或-R的图象.‎ 答案 (1)A D F (2)a d c g f h ‎(3) (横、纵坐标互换亦可)‎ ‎9.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻,要求尽量减小实验误差.‎ ‎(1)应该选择的实验电路是图中的________.(选填“甲”或“乙”) ‎ ‎(2)现有电流表(0~0.6 A)、开关和导线若干,以及以下器材:‎ A.电压表(0~15 V)   B.电压表(0~3 V)‎ C.滑动变阻器(0~50 Ω)   D.滑动变阻器(0~500 Ω)‎ 实验中电压表应选用________;滑动变阻器应选用________.(选填相应器材前的字母)‎ ‎(3)某同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经在上图的坐标上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线.‎ 序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 电压U(V)‎ ‎1.45‎ ‎1.40‎ ‎1.30‎ ‎1.25‎ ‎1.20‎ ‎1.10‎ 电流I(A)‎ ‎0.060‎ ‎0.120‎ ‎0.240‎ ‎0.260‎ ‎0.360‎ ‎0.480‎ ‎(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω.‎ 6‎ ‎(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化.下列各示意图能正确反映P-U关系的是________.‎ 解析 (1)根据U=E-Ir,测量电源电动势和内阻时,需要测出多组对应的路端电压U和干路电流I,电压表和电流表内阻影响会造成实验误差,电源内阻较小,所以电流表分压影响较大,因此应选择甲电路.‎ ‎(2)一节干电池的电动势为1.5 V,所以电压表选择量程为3 V的,由于电流表量程为0~0.6 A,滑动变阻器选择0~50 Ω的. ‎ ‎(3)如图所示.‎ ‎(4)根据U-I图象,电源的电动势等于纵轴的截距,内阻为斜率的绝对值.‎ ‎(5)电源输出功率P=UI=U()=-U2+U,P-U图象为开口向下的二次函数,应选图C.‎ 答案 (1)甲 (2)B C (3)见解析图 ‎(4)1.50(1.49~1.51) 0.83(0.81~0.85) (5)C 6‎