人教版物理选修3-1 同步练习：第2章 第10节 实验 测定电池的电动势和内阻

第10节　实验:测定电池的电动势和内阻
1.为了测定一节干电池的电动势和内阻,某实验小组按图(甲)所示的电路图连好实验电路,合上开关,电流表和电压表的读数正常,当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时,发现电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数接近1.5
V且几乎不变,直到当滑片滑至临近B端时电压表的示数急剧变化,这种情况很难读出数值分布均匀的几组不同的电流值、电压值.
(1)出现上述情况的原因是　
.
改进方法是　
.
(2)改进后,测出几组电流、电压的数值,并画出如图(乙)所示的图像,由图像可知,这个电池的电动势E=　　　　V,内阻r=　　　　Ω.
答案:(1)滑动变阻器阻值太大,有效使用的部分太短　选择阻值更小的滑动变阻器
(2)1.48(1.46～1.49均对)　2.4(2.3～2.5均对)
2.用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻,被测电源是两节干电池串联成的电池组.可供选择的实验器材如下:
A.电流表,量程0～0.6
A,0～3
A
B.毫安表,量程0～100
μA,0～100
mA
C.电压表,量程0～3
V,0～15
V
D.滑动变阻器,0～1
000
Ω,0.1
A
E.滑动变阻器,0～20
Ω,2
A
F.开关一个,导线若干
(1)为了尽量得到较准确的实验结果,电流表应选　　
　,量程应选　　　　　　,电压表量程应选　　　　　　,滑动变阻器应选　　　　.
(2)有(甲)、(乙)两个可供选择的电路如图所示,应选　　　　电路进行实验,实验中误差是由于　　　　表的读数比真实值偏　　
　　(选填“大”或“小”)而引起的.
解析:(1)由于电路中电流会大于0.1
A,电流表应选A,量程为0～
0.6
A;由于电源电动势为3
V,故电压表量程应选0～3
V,由于电池内电阻较小,故滑动变阻器用E.
(2)(甲)图测得的电阻是电流表内阻RA与电源内阻r的串联值,由于RA与r相差不多,因而误差较大;(乙)图测得的电阻是电压表内阻RV与电源内阻r的并联值,由于RV r,因而误差较小,应选用(乙)电路.(乙)图中由于电压表的分流,电流表的读数比真实干路电流偏小.
答案:(1)A　0～0.6
A　0～3
V　E　(2)(乙)　电流　小
3.(2016葫芦岛一中期中)某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势(电动势E大约在9
V左右,内阻r约为50
Ω).已知该电池允许输出的最大电流为150
mA,该同学利用如图(甲)所示的电路进行实验,图中电压表的内阻约为2
kΩ,R为电阻箱,阻值范围0～
9
999
Ω,R0是定值电阻,起保护电路的作用.改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图(乙)所示的图线,则根据该同学所作的图线可求得该电池的电动势E为　　　　V,内阻r为　　　　
Ω.(结果保留两位有效数字)
解析:由电路图可知E=U+r,
则=+·,
根据图线可得=0.1
V-1;
=
A-1=5
A-1,
解得E=10
V,r=50
Ω.
答案:10　50
4.(2016重庆南开中学期中)小明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r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9
Ω,可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=0.6
A,内阻rg=0.1
Ω)和若干导线.
(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求,设计图(甲)中器件的连接方式,画线把它们连起来.
(2)接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数I,并作记录.当电阻箱的阻值R=2.6
Ω时,其对应的电流表的示数如图(乙)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(丙)所示,图中已标注出了(R,
)的几个与测量对应的坐标点,请你将与图(乙)实验数据对应的坐标点也标注在图(丙)上.
(3)在图(丙)上把描绘出的坐标点连成图线.
(4)根据图(丙)描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=　　　　
V,内电阻r=　　　　
Ω.
解析:(1)电路如图所示
(2)电流表的示数I=0.50
A,则I-1=2
A-1;
(3)图线如图所示
(4)由欧姆定律可知E=I(R+r+rg),
解得R=E-(r+rg),
由图可知r+rg=0.5
Ω,
则r=0.4
Ω;
电池电动势E=k=
V=1.5
V.
答案:(1)(2)(3)见解析
(4)1.5　0.4