人教版 (新课标)选修310 实验：测定电池的电动势和内阻练习

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1．如图2－10－10所示是利用电压表和电流表测定a、b两节电池的电动势和内阻实验时作出的U－I图线，由图线可知( )
A．Ea＞Eb，ra＞rb
B．Ea＞Eb，ra＜rb
C．Ea＜Eb，ra＞r b图2－10－10
D．Ea＜Eb，ra＜rb
解析：图线与U轴的交点表示电动势，故Ea＞Eb，图线斜率的绝对值表电源内阻，即ra＞rb，故A正确。
答案：A
2．下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是( )
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图像，再根据图像求出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电阻r
解析：A中只测量两组数据求出E、r，偶然误差较大；B中计算E、r平均值虽然能减小误差，但太繁琐；D中分别求I、U的平均值是错误的做法。
答案：C
3．(2012·朝阳区高二质检)如图2－10－11所示，是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内电阻的电路。电路中R1、R2为已知阻值的电阻。下列说法中正确的是( )
图2－10－11
A．只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻
B．只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻
C．只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻
D．三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内电阻
解析：图甲中可用E＝I1(r＋R1)、E＝I2(r＋R2)求得电源的电动势和内电阻，图乙中可用E＝U1＋eq \f(U1,R1)r、E＝U2＋eq \f(U2,R2)·r求得电源的电动势和内电阻，而图丙中可用E＝U1＋I1r、E＝U2＋I2r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。
答案：D
4．某同学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0～20 Ω，连接电路的实物图如图2－10－12所示。
(1)指出该同学接线中错误的和不规范的做法是( )
A．滑动变阻器不起变阻作用
B．电流表接线有错 图2－10－12
C．电压表量程选用不当
D．电压表接线有错
(2)画出这个实验的正确电路图。
解析：滑动变阻器要起变阻的作用，必须使接入电路的两根导线一条接在下面的接线柱上，另一条接在上面的金属杆的一端上，图中变阻器起不到变阻的作用，故选A。
电流表和电压表接入电路时，选择好恰当的量程后，要特别注意“＋”“－”接线柱是否正确，不然的话，极易损坏电表，图中电流表的“＋”“－”接线柱无错误，故不选B。
干电池的电动势为1.5 V，电压表量程适当，故C错。但电压表不能直接并联到电源两端，因为开关断开后，电压表仍有示数，且电压表“＋”“－”接线柱有错，故选D。
答案：(1)AD
(2)其电路图如图所示
5．某同学利用一只电流表和一个电阻箱测定电源的电动势和内电阻，使用的器材还有开关一个、导线若干，实验原理如图2－10－13甲所示。
图2－10－13
(1)在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成其余电路的连接。
(2)调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是________Ω。
(3)接通开关，多次改变电阻箱的阻值R，同时读出对应的电流表的示数I，并作记录，画出R－eq \f(1,I)关系图线，如图丁所示。则图线斜率的物理意义是____________；若电流表内阻RA＝0.1 Ω，由图线求得电源的电动势E＝____________V，内阻r＝____________Ω。
解析：根据电路图甲连接实物图乙可以从电源的 “＋”接线柱开始连接到电阻箱的左侧接线柱，其右侧接线柱连接到电流表的“＋”接线柱，再把“－”接线柱连接到开关的右侧接线柱；电阻箱的读数是用“黑三角”所对的数字乘下面的倍数，然后把他们相加即可，为2.3 Ω；由闭合电路欧姆定律E＝I(r＋R＋RA)得R＝Eeq \f(1,I)－(r＋RA)，结合图丁知图线斜率表示电源电动势，大小为1.4 V，图线与纵轴的交点为r＋RA＝0.7，因RA＝0.1 Ω，即可得到电源内电阻r＝0.6 Ω。
答案：(1)如图所示 (2)2.3 (3)电源电动势 1.4 0.6
6．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(R0＝5 Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图2－10－14。
(1)在图2－10－15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。

图2－10－14 图2－10－15
(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2－10－16所示，读得电阻值是________；
图2－10－16
B．将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V；
C．将开关S2________，电压表的示数是1.16 V；断开开关S1。
(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留两位有效数字)。
(4)由于所用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”)。
解析：(1)如图所示
(2)由题图(c)读得电阻箱阻值为R＝20 Ω；将S1闭合S2断开，电压表示数为电源电动势E＝1.49 V，将S2再闭合，电压表示数为R两端电压。将电压表视为理想电表，则干路电流I＝eq \f(UV,R)＝eq \f(1.16,20) A＝0.058 A。
(3)因为I＝eq \f(E,R0＋R＋r)，
所以r＝eq \f(E,I)－R0－R＝(eq \f(1.49,0.058)－5－20) Ω＝0.69 Ω。
(4)若考虑电压表的内阻，则S1闭合S2断开时，电压表示数为该表两端电压小于电源电动势。
答案：(1)见解析 (2)A.20 Ω C．闭合 (3)0.69 Ω (4)小