河北省张家口市高三物理同步练习29测定电池的电动势和内阻.doc

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1、1测定电池的电动势和内阻1.用如图所示电路，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：（a）电流表（量程 0.6 A、3 A）（b）电压表（量程 3 V、15 V）（c）定值电阻（阻值 1 、额定功率 5 W）（d）定值电阻（阻值 10 、额定功率 10 W）（e）滑动变阻器（阻值范围 010 、额定电流 2 A）（f）滑动变阻器（阻值范围 0100 、额定电流 1 A）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，

2、 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】由于电源是一节干电池（15V） ，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 左右，加上保护电阻，最大电流在 05A 左右，所以选量程为06A 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010 能很好地控制电路中的电流和电压，若取 0100 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

3、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 。2【解析】略2.某研究性学习小组采用如图所示的电路测量某干电池的电动势 E 和内阻 r， R 为电阻箱，V 为理想电压表，其量程略大于电池的电动势实验中通过多次改变电阻箱的阻值 R，从电压表上读出相应的示数 U，该小组同学发现 U 与 R 不成线性关系，于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示.序号 1 2 3 4 5 6 71/R( 1 ) 0.1 0.4 0.5 1.0 2.0 2.5 5.01/U(V1 ) 0.36 0.44 0.43 0.60 0.87 1.00 1.58回答下列问题：(1)根据表中的

4、数据和实验原理，你认为第_(填序号)组数据是错误的，原因是_.(2)根据实验数据，请在下图所给的坐标系中绘出 关系图线_1U-1R(3)由图线可知，该干电池的电动势 E_ V，内阻 r_ .(结果保留两位有效数字)【答案】 (1). (1)3 (2). 随着电阻的减小路端电压应逐渐减小 (3). (2)见解析图 (4). (3)2.9 (5). 0.71【解析】3【详解】(1)根据 EU r，得 ，知 变大， 就变大，故第 3 组数据错误；UR 1U=rE1R+1E 1R 1U(2)根据给定的各组 、 值在坐标系中描出位置，然后依据这些位置作出 图线，如图所1R 1U 1U1R示(3)根据 知

5、，纵轴截距是电动势的倒数，斜率是 ，有 0.35， ，得1U=rE1R+1E rE 1E rE 1.580.355.00E2.9 V，r0.71 .3.某个实验小组认为用一只已知内阻的电流表和电阻箱，采用如图甲所示的电路测电源电动势与内阻，比常规的伏安法更准确若电流表内阻阻值为 RA，则测量的方法与步骤是：（1）将电阻箱阻值 R 调到最大，闭合 S 后观察电流表示数，然后再调节电阻箱，使电流表的示数指到某两个恰当的值，记下此时电阻箱的阻值 R1、 R2及对应的电流 I1、 I2；（2）根据以上的数据及闭合电路欧姆定律，建立方程组，即可求出电源的电动势 E 与内阻r.该方程组的表达式是：_、_.

6、该实验小组现在手头只有一个电流表，只知其内阻很小，却不知具体阻值为了测出该电流表的内阻，她们找来了如图乙所示两节干电池等实验器材请你用笔画线将图中的实物连接成能测出电流表内阻的电路_注意滑动变阻器串联接入电路起限流作用，开关闭合前其阻值应_【答案】 (1). （1）E=I 1（R 1+RA+r） ； (2). E=I2（R 2+RA+r） (3). （2）连线如图； (4). 最大【解析】【详解】 （1）根据闭合电路欧姆定律列方程；E=I 1（R 1+RA+r） ，E=I 2（R 2+RA+r） ；4（2）连线如图；滑动变阻器是限流式接法，故从最大开始逐渐减小，则开关闭合前其阻值应最大；【点睛

7、】本题第一问关键是明确实验的原理，会求解加速度和功率；第二问关键是要明确用安阻法测电源的电动势和电阻的方法，明确实验步骤4.某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只 2.5 的保护电阻 R0，实验电路如图所示（1）连好电路后，当该同学闭合电键时，发现电流表示数为 0，电压表示数不为 0.检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接 a、 b， b、 c， d、 e 时，示数均为 0，把两表笔接 c、 d 时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是_（2）在图中按电路原理图及用多用电表的电压挡检查电路时，把两表笔分别接 c、 d

8、 时的实物电路图(如图所示)以笔画线代替导线连接起来_（3）排除故障后，该同学顺利完成实验，测定得到下列数据，根据表中数据在坐标上画出U-I 图线，由图线知：电池的电动势为_，内阻为_【答案】 (1). （1）R 断路； (2). （2）图见解析； (3). （3）1.50V， (4). 0.40。5【解析】【详解】 （1）发现电流表示数为 0，电压表示数不为 0，电流表或 R 处断路，用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接 a、b，b、c，d、e 时，示数均为 0，把两表笔接 c、d时，示数与电压表示数相同，知 R 断路。（2）根据原理图即可确定实物图；（3）根据描点法可得出 U-I 图

9、象如图。由闭合电路欧姆定律可知：U=E-I（R+r） ；由图可知，U-I 图线是一条倾斜的直线，描点作图如下图。纵轴截距为 1.50，所以电动势为：E=1.50V。图线的斜率为： ，则内阻为：r=2.90-2.5=0.40。k=UI=1.501.200.45=2.90【点睛】本题考查电源的电动势和内电阻的测量实验；解决本题的关键会从 U-I 图线获取电源的电动势和内阻，注意将保护电阻等效到电源的内部，最终电源的内阻等于图线的斜率绝对值减去保护电阻的阻值。5.电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大。某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标为 A、

10、 B、 C、 D，测量它们的电动势和内阻。用多用表直流电压 50V 挡测量每块电池的电动势。测量电池 A 时，多用电表的指针如图甲所示，其读数为_V。6用图乙所示电路测量 A、 B、 C、 D 四块电池的电动势 E 和内阻 r，图中 R0为保护电阻，其阻值为 5。改变电阻箱的阻值 R，测出对应的电流 I，根据测量数据分别作出A、 B、 C、 D 四块电池的 图线，如图丙。由图线 C 可知电池 C 的电动势 E=_V；内阻1IRr=_。分析图丙可知，电池_(选填“ A”、 “B”、 “C”或“ D”)较优。【答案】 (1)11.0(答“11”不给分) (2)12 1 (3)C【解析】试题分析：(

11、1)中间刻度线为直流电压档，量程 50v ，而刻度共计 50 格，每格为 1v，指针指到第 11 格，因此读数为 11.0v，估读一位。(2)根据串联电路可得 ，即I=ER0+R+r，图象斜率即为电动势倒数，由图象 C 可以看出，当电阻箱连入电路中电1I=1ER+1E(R0+r)阻为 0 时对应电流为 2 A，图象 C 的延长线与横轴交点为 R0r6 ，故电源电动势为712 V，内阻为 1 .(3)图象的延长线与横轴的交点离原点越远表示电源内阻越大，图象 C的延长线与横轴的交点离坐标原点最近，所以电源 C 较优考点：测量电池电动势和内阻6.某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时，发现里

12、面除了一节 1.5 V 的干电池外，还有一个方形的层叠电池为了测定层叠电池的电动势和内阻，实验室中提供了如下器材：A电流表 A1(满偏电流 10 mA，内阻 10 )B电流表 A2(00.6 A3 A，内阻未知)C滑动变阻器 R0(0100 ，1.0 A)D定值电阻 R(阻值 990 )E开关 S 与导线若干（1）该同学根据现有的实验器材，设计了如图所示的电路请你按照电路图在图中完成实物连线_（2）该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据，绘出如图所示的 I1 I2图线( I1为电流表 A1的示数， I2为电流表 A2的示数)，则由图线可以得到被测电池的电动势 E_V，内阻 r_.(保留两位有

13、效数字)【答案】 (1). （1）实物连接见解析； (2). （2）9.0， (3). 10【解析】【详解】 （1）由原理图连接实物图所示；8（2）表头的示数与定值电阻阻值的乘积可作为路端电压处理，则由闭合电路欧姆定律可知：I1（R 3+RA）=E-I 2r即： ；由图可知，图象与纵坐标的交点为 9.0mA，则有：9.0mA= ；解得 E=9.0V；由图象可知，图象的斜率为：1010 -3，由公式得图象的斜率等于 ，故 =1010-3；解得 r=10【点睛】本题为测量电源的电动势和内电阻的实验的变形，注意由于没有电压表，本实验中采用改装的方式将表头改装为电压表，再根据原实验的研究方法进行分析研究