人教版 (2019)必修 第三册3 实验：电池电动势和内阻的测量练习题

这是一份人教版 (2019)必修 第三册3 实验：电池电动势和内阻的测量练习题，共5页。
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＋eq \f(Ur,R)，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．在“测定电源的电动势和内电阻”实验中，某同学按如图甲所示的电路图连接电路，并测出路端电压U和电流I的多组数据，做出U­I图像如图乙所示，从U­I图像中可求出电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。
解析：根据实验原理有U＝E－Ir，
可知，图线纵轴截距为电源的电动势E＝1.5 V，
图线的斜率为电源的内阻r＝eq \f(1.5－1.0,0.4) Ω＝1.25 Ω。
答案：1.5 1.25
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)在虚线框中画出优选的实验电路图。
(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)
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 0.250
4．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甲中的实物电路图连线。
(3)实验测得的6组数据已在U­I图像中标出，如图乙所示。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＝eq \f(ΔU,ΔI)＝eq \f(1.5－1.0,1.0) 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 0.50
5.(1)某同学用螺旋测微器测量一物体的直径，图甲中读数为________mm。
(2)在测量电源电动势和内电阻的实验中，有电压表V(量程为3 V，内阻约3 kΩ)；电流表A(量程为0.6 A，内阻约0.70 Ω)；滑动变阻器R(10 Ω，2 A)。为了更准确地测出电源电动势和内阻设计了如图乙所示的电路图。
①如图乙所示在闭合开关S之前为防止电表过载，滑动变阻器的滑片P应放在________(选填“a”或“b”)处；
②在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的U­I图线，由图可得该电源电动势E＝______V，内阻r＝________Ω。
(3)某同学在设计电压表改装时，将一个内阻为60 Ω，满偏电流为0.5 mA的电流表表头改成量程为3 V的电压表，需要________(选填“串”或“并”)联一个阻值________Ω的电阻。
解析：(1)用螺旋测微器测量一物体的直径读数为1.5 mm＋20.5×0.01 mm＝1.705 mm。
(2)①在闭合开关S之前为防止电表过载，滑动变阻器的滑片P应放在a处；
②由题图丙可得该电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝eq \f(1.5－1.0,0.50) Ω＝1.0 Ω。
(3)某同学在设计电压表改装时，将一个内阻为60 Ω，满偏电流为0.5 mA的电流表表头改成量程为3 V的电压表，需要串联一个电阻，根据U＝IG(RG＋R)，
可得R＝5 940 Ω，即串联的电阻阻值为5 940 Ω。
答案：(1)1.705 (2)①a ②1.5 1.0 (3)串 5 940
6．某研究性学习小组利用图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。
(1)按照图甲所示的电路图，将图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。在图丙所示的坐标纸中作出U­I图线。
丙
(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＝eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq \f(2.0－1.4,0.25) 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 0.4R/Ω
40.00
12.00
8.00
6.00
U/V
1.90
1.66
1.57
1.43
I/A
0.048
0.138
0.196
0.238