第十二章 实验：电池电动势和内阻的测量

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课时跟踪检测(二十)  实验：电池电动势和内阻的测量1．为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，不能达到实验目的(　　)A．一个电流表和一个电阻箱B．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器C．一个电压表和一个电阻箱D．一个电流表和一个滑动变阻器解析：选D　根据E＝I(R＋r)，由电流表测出电流，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E、r，A不符合题意；根据E＝U＋Ir，由电流表测出电流，由电压表测出电压，可以求出E、r，B不符合题意；根据E＝U＋，由电压表测出电压，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E、r，C不符合题意；因为滑动变阻器不能读出电阻的数值，所以只有一个电流表和一个滑动变阻器，测不出电动势和内阻，D符合题意。2．(多选)在用如图1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且量程相同，内阻RV1>RV2；两只电流表A1、A2且量程相同，内阻RA1>RA2，在该实验中，为了使E、r的测量精确些，选择的电表可以是(　　)图1A．V1和A2　　　　　　 B.V2和A2C．V2和A1  D．V1和A1解析：选AD　本实验中电流表相对电池外接，系统误差是由电压表分流引起的，E测＝·E，r测＝·r，要减小误差，RV应选大的，故电压表选V1，本实验中电流表的内阻对结果无影响，故正确选项为A、D。3．在“测定干电池的电动势和电阻”的实验中，实验器材有被测干电池、电流表(0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)、电压表(0～3 V，内阻约为3 kΩ)、开关、滑动变阻器(0～20 Ω)、导线等。(1)在图2虚线框中画出优选的实验电路图。    图2 (2)实验过程中测得干电池的路端电压与相应的输出电流的多组数据，描得图像如图3所示，则干电池的电动势为________V，内电阻为 __________Ω。(保留三位有效数字)图3解析：(1)滑动变阻器采用限流式接法，电路连接如图所示。(2)根据闭合电路欧姆定律可知U＝E－Ir，在U­I图像中，图像在纵轴的截距等于干电池电动势，图像斜率的绝对值等于干电池内阻，因此可得E＝1.50 V，r＝0.250 Ω。答案：(1)见解析图　(2)1.50　0.2504．某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，所给的器材有：A．电压表V(0～3 V　0～15 V)B．电流表A(0～0.6 A　0～3 A)C．滑动变阻器R1(20 Ω　1 A)D．滑动变阻器R2(1 000 Ω　0.1 A)E．开关S和导线若干(1)实验中电压表应选用的量程为________ (填“0～3 V”或“0～15 V”)；电流表应选用的量程为______________(填“0～0.6 A”或“0～3 A”)；滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)。(2)根据实验要求完成图4甲中的实物电路图连线。图4(3)实验测得的6组数据已在U­I图像中标出，如图4乙所示。请你根据数据点位置完成U­I图线，并由图线求出该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(结果保留两位有效数字)解析：(1)一节干电池电动势约为1.5 V，则电压表应选用的量程为0～3 V；电路最大电流较小，电流表应选用的量程为0～0.6 A；为方便实验操作，且外电压明显变化，变阻器应选小电阻，故选R1。(2)伏安法测电源电动势与内阻实验，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实验电路图如图所示。(3)根据坐标系内描出的点作出电池U­I图像，如图所示。由图示电池U­I图像可知，图像与纵轴交点坐标值为1.5，则电池电动势E＝1.5 V电池内阻为r＝＝ Ω＝0.50  Ω。答案：(1)0～3 V　0～0.6 A　R1(2)见解析中图　(3)见解析中图　1.5　0.505．测定电池的电动势E及内阻r(E约为6 V，r约为1.5 Ω)。器材有量程为3 V的理想电压表V，量程为0.6 A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R＝8.5 Ω，滑动变阻器R′(0～10 Ω)，开关S，导线若干。(1)在图5甲所示的虚线框中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。图5(2)在图5乙所示的器件上，用笔画线代替导线完成实物连接图。(3)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)解析：(1)实验电路原理图如图甲所示。(2)将实物连接，如图乙所示。(3)根据闭合电路欧姆定律得解得E＝，r＝－R。答案：(1)见解析中图甲　(2)见解析中图乙(3)　－R6．某研究性学习小组利用图6甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r。由于该电池的内阻r较小，因此在电路中接入了一阻值为2.00 Ω的定值电阻R0。图6(1)按照图6甲所示的电路图，将图6乙所示的实物连接成实验电路。(2)闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，并计算出通过电阻箱的电流数值，如下表所示。在图7所示的坐标纸中作出U­I图线。R/Ω40.0012.008.006.00U/V1.901.661.571.43I/A0.0480.1380.1960.238图7(3)根据图线得到E＝________V，r＝________Ω。解析：(1)根据电路图连接实物电路如图所示：(2)根据表中实验数据在坐标纸中描出对应点，然后作出图像如图所示：(3)由图示电源U­I图像可知，图像与电压坐标轴的交点坐标值为2.0  V，则电源电动势E＝2.0 V；图像斜率的绝对值等于电源内阻与保护电阻阻值之和，则k＝r＋R0＝＝ Ω＝2.4 Ω，电源的内阻r＝k－R0＝2.4  Ω－2.0 Ω＝0.4 Ω。答案：(1)实物图见解析中图(2)U­I图线见解析中图(3)2.0　0.4