学业分层测评(十七)
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1．(多选)关于“用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻”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．不能长时间将流过电源的电流调得过大
C．应选用内阻较小的电流表和内阻较大的电压表
D．根据实验记录的数据作U-I图象时，应通过尽可能多的点画线，并使不在图线上的点大致均匀分布在直线的两侧
【解析】 为了使电池的路端电压变化明显，电池内阻宜大些(选用已经使用过一段时间的干电池)；干电池在大电流放电时，电动势会明显下降，内电阻会明显增大，因此不能长时间大电流放电；在选电流表时应选内阻较小的，选电压表时应选内阻较大的；在作图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去，因此选项A、B、C、D正确．
【答案】 ABCD
2．(多选)如图4-3-9所示是根据某次实验记录数据画出的U-I图象，下列关于这个图象的说法中正确的是( )
图4-3-9
A．纵轴截距表示待测电源的电动势
B．横轴截距表示短路电流
C．根据r＝E/I短，计算出待测电源内电阻为12 Ω
D．电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω
【解析】 图象与纵轴的交点，电流取值为0，此时为断路状态，截距即等于电源电动势，选项A对；但图象与横轴的交点处，电压等于5.0 V，所以0.5 A是路端电压为5.0 V时的电流，而不是短路电流，所以B错；根据r＝(E－U)/I得：r＝2 Ω，所以C错；根据R＝U/I＝ Ω＝18 Ω，选项D对．
【答案】 AD
3．某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合．为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是( )
A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器
B．一个伏特表和多个定值电阻
C．一个安培表和一个电阻箱
D．两个安培表和一个滑动变阻器
【解析】 由E＝U＋Ir、E＝IR＋Ir、E＝U＋r知，要测量E和r，需要测出多组U、I或I、R或U、R值，选项A、B、C均可满足测量需要，选项D中R无法测出，最不可取．
【答案】 D
4．在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中，被测的电源是两节干电池串联的电池组．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 mA,0～100 μA
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
甲 乙
图4-3-10
(1)为了尽量得到较好的效果，电流表应选________，量程应选________，电压表量程选________，滑动变阻器应选________．
(2)如图4-3-10有甲、乙两个可供选择的电路，应选________电路进行实验．实验中误差是由于________表的读数比实际值偏________所造成的.
【解析】 (1)一般干电池允许通过的最大电流为0.5 A，故电流表应该选A，其量程应该选0～0.6 A．两节干电池串联后的电动势为3.0 V，故电压表量程应该选0～3 V．滑动变阻器的最大阻值只需要比电池组的内阻大几倍即可，故选择E.
(2)应该选乙电路，电流表的内阻和滑动变阻器的阻值相差不大，其分压作用不可忽略，而电压表的内阻相对滑动变阻器的阻值来讲大很多，其分流作用可以忽略，故选择乙电路．实验中电压表的示数是路端电压，电流表的示数比干路中的电流略小，所以实验中的误差是由于电流表的读数比实际值偏小所造成的．
【答案】 (1)A 0～0.6 A 0～3 V E (2)乙 电流 小
5．某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内电阻时，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4-3-11所示．
图4-3-11
(1)该学生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
C．电压表量程选用不当
D．电压表接线不妥
(2)在下面方框里画出这个实验的正确电路图．
【解析】 (1)在实物连线图中，滑动变阻器的两个固定端接入电路了，滑片没有接，所以移动变阻器滑片时，不会改变接入电路的电阻大小，变阻器不起变阻作用，选项A正确．
直流电表只允许电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出，图中电流表的正、负接线柱连接正确，所以选项B不符合题意．
图中电源由一节干电池充当，电动势是1.5 V，所以电压表的量程应选用0～3 V，图中连接是正确的，所以选项C不符合题意．
图中把电压表直接和电池两端并联，这样即使将开关断开，电压表仍有示数，即开关不能控制通过电压表的电流，且电流从负接线柱流入，从正接线柱流出，所以电压表的接线不妥，选项D符合题意．
(2)这个实验正确的电路图应该如图所示．
【答案】 (1)AD (2)电路图见解析图
6．某研究性学习小组利用图4-3-12(甲)所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图(乙)所示的R-图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E＝________V，r＝________Ω.
(甲) (乙)
图4-3-12
【解析】 由闭合电路欧姆定律可知：I＝，所以＝.由图象可知，当＝1.0 A－1时，R＝2 Ω；当＝3.0 A－1时，R＝7.8 Ω，代入上式得：E＝2.9 V，r＝0.9 Ω.
【答案】 2.9 0.9
7．要测量一电源的电动势E(小于3 V)和内阻r(约1 Ω)，现有下列器材：电压表V(3 V和15 V两个量程)、电阻箱(0～999.9 Ω)、定值电阻R0＝2 Ω、开关和导线．某实验小组根据所给器材设计如下的实验电路．
图4-3-13
(1)电路中定值电阻R0的作用是保护________(选填“电源”或“电压表”)．
(2)A同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表读数U，得到两组数据：R1＝2.0 Ω时U1＝2.24 V；R2＝4.0 Ω时U2＝2.40 V．由这两组数据可求得电源的电动势为E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(结果保留两位有效数字)
(3)B同学计划用作图法处理数据，他调节电阻箱阻值R，得出了若干组数据，并描点连线得出了如图乙所示的图象，图线纵坐标表示电压表读数的倒数，图线的横坐标表示.若所得图线的斜率为k，纵截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________.(用k和b表示)
(4)比较A、B两位同学的做法，________同学得出的结果误差更小.
【解析】 (1)电路中定值电阻R0的作用：在调节电阻箱时，使电路中的电流不至于太大而烧坏电源．
(2)由闭合电路欧姆定律可得I＝＝，将题给数据代入可得E＝2.8 V，r＝1.0 Ω.
(3)由闭合电路欧姆定律可得I＝＝，
整理可得＝×＋，所以k＝，b＝，故E＝，r＝.
(4)B同学运用图象处理数据，涉及的测量数据较多，误差更小．
【答案】 (1)电源 (2)2.8 1.0 (3)
(4)B
自我小测
夯基达标
1.关于闭合电路的说法，不正确的是（ ）
A.电源短路时，电源的内电压等于电动势
B.电源短路时，路端电压等于零
C.电源断路时，路端电压最大
D.电源的负载增加时，路端电压也增大
2.在测定电源电动势和内阻的实验中，为使实验效果明显且不会损害仪器，应选择下列电源中（ ）
A.内阻较大的普通干电池中/华-资*源%库
B.内阻较小的普通蓄电池
C.小型交流发电机
D.小型直流发电机
3.下面给出多种伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差,又直观、简便的是（ ）
A.测出两组I、U的数据，代入方程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和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内电阻r
4.如图所示，测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，以下说法正确的是（ ）
A.用图甲所示电路时，E测＜E真
B.用图甲所示电路时，r测＜r真
C.用图乙所示电路时，E测＜E真
D.用图乙所示电路时，r测＜r真
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5.下面是在测量某电池的电动势和内阻的实验中记录的六组数据.请在下面直角坐标系中画出U－I图，并根据图象算出待测电池的电动势和内阻.
U/V
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05
I/A
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
能力提升
6.一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是_________________.
7.在测定电源电动势和内阻的实验中，待测电压为一节干电池，内阻约为3 Ω，备有下列器材供选择：电流表A1（0～0.6 A），电流表A2（0～3 A）；电压表V1（0～3 V，10 kΩ），电压表V2（0～3 V，8 kΩ），电压表V3（0～15 V，30 kΩ）；滑动变阻器R1（0～10 Ω，0.1 A），滑动变阻器R2（0～10 Ω，2 A），滑动变阻器R3（0～1 000 Ω，2 A），为了得到较准确的测量结果，滑动变阻器应选____________，电压表应选____________，电流表应选___________.
8.如下图所示为某一电源的U－I曲线，由图可知（ ）Ziyuanku.com
A.电源电动势为2 V
B.电源内电阻为
C.电源短路时电流为6 A
D.电路路端电压为1 V时，电路中的电流为5 A
9.下图中R为已知电阻，Rx为待测电阻，K1为单刀单掷开关，K2为单刀双掷开关，V为电压表（内阻极大），E为电源（内阻不可忽略）.现用图中电路测量电源电动势E及电阻Rx.
（1）写出操作步骤.
（2）由R及测得的量，可得E＝________________，Rx＝__________________.
10.测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5 V,r约为1.5 Ω）.
器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.5 A的电流表A（具有一定内阻），定值电阻R＝4 Ω，滑动变阻器R′，电键S，导线若干.
(1)画出实验电路原理图.图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出.
(2)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2，则可以求出E＝_____________，r＝_____________(用I1，I2，U1，U2及R表示).WWW.ziyuanku.com
拓展探究
11.现有一阻值为10.0 Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案，（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）要求：
（1）在下边方框中画出实验电路图.
（2）简要写出完成连线后的实验步骤.
（3）写出用测得的量计算电源内阻的表达式r＝____________________.
参考答案
1解析：电源短路时，外电阻为零，路端电压等于零，电源的内电压等于电动势，所以A、B两项正确.电源断路时，内电压为零，路端电压最大，等于电源电动势，所以C项正确.电源的负载增加时，外电路电阻减小，路端电压随之减小，所以D项错误.
答案：D$来&源：ziyuanku.com
2答案：A
3答案：C
4解析：图甲中由于电压表的分流作用，E和r的测量值都小于真实值；图乙中由于电流表的分压作用，E测＝E真，r测＞r真.
答案：AB
5解析：建立坐标系，利用描点法画出U－I图象，如图所示.第四个点明显偏离，可见是偶然误差造成的，应舍去.直线与纵轴的交点坐标即为电源的电动势E＝1.47 V，直线的斜率大小即为电源内阻r＝0.75 Ω.
答案：1.47 V 0.75 Ω
6解析：太阳能电池板内电阻,
外电阻与内电阻相等，则外电压等于内电压，各为电动势的，为400 mV.
答案：400 mV
7解析：由于待测电源为一节电池，其电动势约为1.5 V，所以加在电压表上的电压不超过1.5 V，电压表量程应选0～3 V，再考虑对电压表内阻的要求，故应选V1（0～3 V，10 kΩ），当滑动变阻器阻值为零时，电路中的电流最大为，所以电流表选A1 （0～0.6 A），滑动变阻器R1（0～10 Ω，0.1 A）不能选，考虑到滑动变阻器的阻值应选R2（0～10 Ω，1 A）.
答案：R2 V1 A1
8解析：由题图可知：电源电动势为2 V，所以A项对.当路端电压为0.8 V时，电流为6 A，由闭合电路欧姆定律：E＝U＋Ir得：2＝0.8＋6r,解得：r＝0.2 Ω，所以B项错.所以电路中的短路电流为：，所以C项错.电路路端电压为1 V时，由闭合电路欧姆定律：E＝U＋Ir得：2＝1＋I×0.2,解得：I＝5 A，所以D项正确.
答案：AD
9解答：（1）①K1断开，K中·华.资*源%库 ziyuanku.com2接到a端，记下电压表的读数U1；②K2仍接到a端，闭合K1，记下电压表的读数U2；③K1仍闭合，K2接到b端，记下电压表的读数U3.
（2）U1
10解析：（1）实验中，由于电流表具有一定的未知阻值的电阻，所以应将电流表内接.电路中最大电流即电流表A的量程为0.5 A，电源内电压最大约为0.5×1.5 V＝0.75 V,路端电压最小为4.5 V－0.75 V＝3.75 V,而电压表量程为3V.因此须将电阻R置于并联的测量电路外，这样并联电路的最小电压U＝4.5 V－0.5×(1.5＋4) V＝1.75 V,小于电压表量程.
所以实验原理图为
（2）由实验原理图可得：
E＝U1＋I1（R＋r）,E＝U2＋I2(R＋r)
所以,.
答案：见解析
11解答：（1）如图所示.
（2）①断开开关，记下电压表偏转格数N1；
②合上开关，记下电压表偏转格数N2.中/华-资*源%库
（3）.
