2018年高中物理第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路第3节测量电源的电动势和内电阻随堂演练巩固提升鲁科版选修3_1

第3节 测量电源的电动势和内电阻
1.下面给出了几种用伏安法测电源电动势和内阻的实验中的数据处理方法，其中既科学、直观，又能减小偶然误差的方法是(　　)
A.测出两组I、U的数据，代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r中，即可求出E和r
B.多测几组I、U的数据，求出几组E和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图象，再根据图象求E、r
D.多测出几组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出开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内电阻r
解析：选C.只测两组I、U的值，根据方程E＝U＋Ir计算出E、r，具有一定的片面性，误差较大，故A错误；多测几组I、U值，算出多个E、r的值，计算平均值可减小实验误差，但不够直观和简便，故B错误；如果测出几组I、U的值，作出U－I图象，由图象求出E、r，既直观又简便，故C正确；求I、U的平均值是错误的，故D错误.
2.在测量电源电动势和内电阻的实验中，电源的电动势约为6 V，内电阻约为0.5 Ω，电流表的内电阻为0.5 Ω，电压表的内电阻为6 kΩ.为了减小实验误差，应当采用的电路是选项中的(　　)
解析：选A.电流表的内电阻与电源的内电阻差不多，采用电流表相对电源外接法，B图测的实际上是电源内电阻和电流表内电阻之和，误差较大.D图开关闭合时短路.C图无法测出电源的电动势和内电阻.
3.(多选)关于“用电流表和电压表测干电池的电动势和内电阻”实验的注意事项，下列说法中正确的是(　　)
A.应选用旧的干电池作为被测电源
B.不能长时间将流过干电池的电流调得过大
C.应选用内电阻较小的电流表和电压表
D.根据实验记录的数据作U－I图线时，应通过尽可能多的点画线，并使不在图线上的点大致均匀地分布在直线的两侧
解析：选ABD.为了使路端电压变化明显，应选用内电阻较大的旧电池，A正确；干电池在大电流放电时E和r变化明显，因而不能长时间将流过电池的电流调得过大，B正确；电压表内电阻越大，分流作用越小，误差越小，C错误；作U－I图线时，应使尽可能多的点在直线上，不在图线上的点大致均匀地分布在直线的两侧，D正确.
4.在测定一节干电池(电动势约为1.5 V，内电阻约为2 Ω)的电动势和内电阻的实验中，滑动变阻器和电压表各有两个可供选择：
A.电压表，量程为0～15 V
B.电压表，量程为0～3 V
C.滑动变阻器，规格为(20 Ω，3 A)
D.滑动变阻器，规格为(500 Ω，0.2 A)
(1)电压表应选________(填“A”或“B”)，这是因为
________________________________________________________________________.
(2)滑动变阻器应选________(填“C”或“D”)，这是因为
________________________________________________________________________.
解析：由于电池电动势约为1.5 V，故选量程为0～3 V的电压表B，读数既准确，又方便；D滑动变阻器的额定电流太小，最大阻值太大，实验误差较大，且调节不方便，故滑动变阻器应选C.
答案：(1)B　电池电动势约为1.5 V，读数既准确，又方便
(2)C　便于调节，实验误差较小
5.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(a)所示.
(1)在图(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(c)所示，读得电阻值是________；
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________(选填“大”或“小”).
解析：(1)如答案图所示.
(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＝＝ A＝0.058 A.
(3)因为I＝，所以r＝－R0－R＝ 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，因而测得的电动势比实际值小.
答案：(1)如图所示　(2)A.20 Ω C．闭合
(3)0.69 Ω　(4)小