高中物理人教版 (新课标)选修32 电动势课后练习题

测定电源电动势和内阻同步练习

1、为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导体以外，配合下列哪组仪器，可以达到实验目的（  ABC ）

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

2、在《测定电源电动势和内阻》的实验中，进行数据处理时的作图，正确做法是（ D ）

A、横坐标I的起点一定要是零          

B、纵坐标U的起点一定要是零

C、使表示实验数据的点尽可能地集中在一边

A、     使表示实验数据的点尽可能地布满整个图纸

3、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：（ C   ）

A、测出两组I和U数据，代入方程组，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U—I图线，根据图线求出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

4、如图所示是根据某次实验记录的数据画出的U—I图线，关于此图线，下列的说法中正确的是：（  AD   ）

A、     纵轴的截距表示电源的电动势，即E＝3.0V

B、     横轴的截距表示电源的短路电流，即I短＝0.6A

C、     电源的内阻r＝5Ω

D、    电源的内阻r＝1.0Ω

5、用电压表、电流表测定a、b两节干电池的电动势Ea、Eb和内电阻ra、rb时，画出的图线如图所示，则由此图线可知（ A）

A、Ea＞Eb 、ra＞rb    B、Ea＞Eb 、ra＜rb    

C、Ea＜Eb 、ra＞rb    D、Ea＜Eb 、ra＜rb

6（2009年安徽卷）．用右图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：（伏安法）

（a）        电流表（量程0.6A、3A）；

（b）       电压表（量程3V、15V）

（c）        定值电阻（阻值1、额定功率5W）

（d）       定值电阻（阻值10，额定功率10W）

（e）       滑动变阻器（阴值范围0--10、额定电流2A）

（f）         滑动变阻器（阻值范围0-100、额定电流1A）

那么

（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择    V，电流表的量程应选择     A；R0应选择     的定值电阻，R应选择阻值范围是          的滑动变阻器。[  ]

（2）引起该实验系统误差的主要原因是                             。

答案：（1）3，0.6，1，0～10。（2）由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小。

【解析】由于电源是一节干电池（1.5V），所选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几欧姆左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。

关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测<E真，r测<r真。

7、用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：

(A)电压表：0—3—15V；

(B)电流表：0—0.6—3A；

(C)变阻器R1(总电阻20Ω)；

(D)变阻器R2(总电阻100Ω)；电键S和导线若干。

（1）电压表量程选用_______，电流表量程选用_______，变阻器选用________。

（2）如图2-33所示的U-I图上是由实验测得的7组数据标出的点，请你完成图线，并由图线求出

E=________V，r=________Ω.

[   ]

解答：（1）因一节干电池的电动势大约为1.5V,电压表量程选用3V，电流表量程选用0.6A,

变阻器选用R1

（2）把图中的点连成一条直线，根据直线有

E=1.5V， r =0.5Ω.

8、（伏特表+已知电阻法）一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图2-37的甲所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围0～9999Ω，R0是定值电阻，可防止操作不当损坏电池，起保护电路的作用.（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：

A．10Ω 2.5 W      B．100Ω 1.0 W

C．200Ω 1.0 W      D．2000Ω 5.0 W

本实验应选哪一种规格？答           .

（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关K，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，计录多组数据，作出了如图乙所示的图线。则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为     V，内阻r为      Ω.

解答：（1）电源的电动势为9V，内阻r约为40Ω，

电池允许输出的最大电流为50mA，电路中总电阻的最小约为180Ω，定值电阻R0阻值不得小于140Ω，定值电阻R0应选C

（2）结合图象知，纵截距表示电动势的倒数，故E=10V，斜率的倒数表示短路电流，由此知内阻r=41.7Ω.

9（10广东卷）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（=5）一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图14(a).①在图14（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14（c）所示，读得电阻值是____________；

B.将开关闭合，开关断开，电压表的示数是1.49V；

C.将开关 _______,电压表的示数是1.16V；断开开关 。

③使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_______（计算结果保留二位有效数字）。

④由于所有电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏_________(填“大”或“小”)。

答案：

(2)①略；②20Ω；闭合；③0.69Ω④小

解析：①略，②闭合后电阻箱才工作；

③S1闭合、S2断开时：RV很大，认为：  Ⅰ

S1、S2都闭合时：               Ⅱ

由Ⅰ、Ⅱ得

④误差分析解析一 ④忽略电压表电阻的影响，有    ⅰ

考虑电压表电阻的影响，设电压表的电阻为：RV则Ⅰ、Ⅱ两式变为：

两式相减并整理得：

                                        ⅱ

ⅰ/ⅱ得：   (U1>U2)

           r测<r真   测量值偏小

误差分析解析二 用大学学的等效电源定理（戴维南定理）：把E、R0、电压表RV组成新的电源，电动势为、内阻为

因而测得电动势和内阻都偏小。

10、（安培表+已知电阻法）某同学设计了如图2-39所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电流表A(量程为0.6A，内阻不计)，电阻箱R(0-99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。

①先测电阻R1的阻值。请将小明同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r1和对应的电流表示数I，                             ，读出此时电阻箱的示数r2。则电阻R1的表达式为R1＝           .

②该同学已经测得电阻R1＝2.0Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，由测得的数据，绘出了如图2-39中所示的1/I－R图线，则电源电动势E＝      V，电阻R2＝        Ω.

结合电路原理有：

①将S2换到b,调节电阻箱，使电流表示数不变，    R1＝r1-r2

 ②通过对图象截距和斜率的分析知：

E=1.5V，r=1.0Ω    

11（2009年北京卷）某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为9.999，可科当标准电阻用） 一只电流表（量程=0.6A,内阻）和若干导线。①请根据测定电动势E内电阻的要求，设计图4中器件的连接方式，画线把它们连接起来。

②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值,读取与对应的电流表的示数I,并作记录当电阻箱的阻值时，其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时首先计算出每个电流值I 的倒数;再制作R-坐标图，如图6所示，图中已标注出了（）的几个与测量对应的坐标点，请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6中上。

③在图6上把描绘出的坐标点练成图线。

④根据图6描绘出的图线可得出这个

电池的电动势E=             V,

内电阻           

答案① 见答图4 ②见答图6 ③见答图6

 ④1.5（1.46~1.54）；0.3（0.25~0.35）

【解析】（2）根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如答图4所示。由闭合电路欧姆定律有： E =I（R+r+rg），解得：，根据R-1/I图线可知：电源的电动势等于图线的斜率，内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。

12（2009年海南卷）图1是利用两个电流表和测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻和内阻之和为10000（比r和滑动变阻器的总电阻都大得多），为理想电流表。（两表法：两安培表或两伏特表）

①按电路原理图在图2虚线框内各实物图之间画出连线。

②在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至           （填“端”、“中央”或“ 端”）。

③闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表和的示数和。多次改变滑动端c的位置，得到的数据为

在图3所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1—I2曲线。[  ]

④利用所得曲线求的电源的电动势E=        V，内阻r=         ．（保留两位小数）

⑤该电路中电源输出的短路电流Im=          A。

答案：①连线如图1所示，②b端，③如图2所示。[  ]

④1.49（1.48～1.50），0.60（0.55～0.65）⑤2.4（2.3～2.7）

解析：②实验前滑动变阻器接入电路电阻值最大；

④由图线上读出两组数值，代入E＝I1R1+（I1＋I2）r构成方程组联立求解E和r；

⑤短路电流E/r。

13（07四川卷）甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为1.5V，内阻很大)，电阻箱R(0-99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。

①先测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数U1，保持电阻箱示数不变，将S2切换到b ，读出电压表的示数U2。则电阻R1的表达式为R1＝

__________。

②甲同学已经测得电阻R1＝4.8Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的图线，则电源电动势E＝1.43或10/7V，电阻R2＝  1.2  Ω。

    ③利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1，乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了相应的图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2。这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围   较小  （选填“较大”、“较小”或“相同”)，所以  甲  同学的做法更恰当些。