2.10 实验：测定电池的电动势和内电阻 巩固练习 word版含答案

【巩固练习】
一、选择题
1．若要测定电池的电动势和内阻，已有待测电池、开关和导线，再配合下列哪组仪器，可以达到实验目的（ ）
A．一只电流表和一个电阻箱
B．一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器
C．一只电压表和一个电阻箱
D．一只电流袁和一个滑动变阻器

2．下列给出多种伏安法测电池的电动势和内电阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，又直观、简便的是（ ）
A．测出两组I、U的数据，代入方程组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、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，再根据图象求出E、r
D．多测几组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电池内电阻r

3．如图所示的图线表示某电池组的输出电压与电流的关系（U-I图线），根据图象，下列分析正确的是（ ）

A．电源的电动势为50 V B．电源的电动势为30 V
C．电源的内阻为 D．电源的短路电流为6 A

4．用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中正确的是（ ）
A．应选用新的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显
B．应选用内阻较小的电压表和电流表
C．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路，以免造成电流过载
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一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧

5．某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验．图中电流表（的量程为0～0.6 A，内阻约0.1Ω；电压表的量程为0～3 V，内阻约6 kΩ； 为小量程电流表；电源电动势约3 V，内阻较小．下列电路中正确的是（ ）


6．某同学用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围0～20Ω，连接电路的实物图如图所示．指出该同学接线中错误的和不规范的做法（ ）

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．电压表接线有错



二、填空题
7．利用电压表和电流表测一节干电池的电动势E和内阻r，电路如图所示，图中R1为粗调滑动变阻器，R2为微调滑动变阻器，实验得到四组数据如表中所示．

（1）表中数据经处理后，可以确定电动势E=________V．内阻r=________Ω．
（2）现有滑动变阻器：A（10Ω 1 A），B（500Ω 0.5 A），C（500Ω 0.1 A）．那么在本次实验中，滑动变阻器R1应选用________，R2应选用________．（填“A“‘B”或“C”）

8．（1）如图甲、乙所示为测电流的电动势和内阻的电路，在实验时应选用________电路。

（2）选好电路后，由于电流表和电压表内电阻对电路的影响，所测得的电动势将偏________．
（3）根据实验测得的一系列数据，画出U-I图（如图丙所示），则被测干电池的电动势为________V，内阻为________Ω．

9．测量电源的电动势E和内阻r（E约为4.5 V，r约为1.5Ω）．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=4Ω，滑动变阻器R＇，开关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，电压表读数为以；当电流表读数为I2时，电压表读数为以，则可以求出E=________，r=________．（用，I1，I2，U1，U2以及R表示）

10．如图所示的电路可用于测量电池E的内阻r。电池的电动势未知．图中（电流表，其内阻并不是很小，为电压表，其内阻亦不是很大，R是一限流电阻，阻值未知，3个开关S1、S2、S3都处于断开状态．

（1）写出测量电池内阻的实验步骤，用适当的符号表示该步骤中应测量的物理量：________。
（2）用所测得的物理量表示电池内阻的表达式为r=________。

11．甲同学设计了如图（a）所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值．实验器材有：待测电源E（不计内阻），待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V（量程为1.5 V，内阻很大），电阻箱R（0～99.99Ω），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．

（1）先测电阻R1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数U1；保持电阻箱示数不变，________，读出电压表的示数以，则电阻R1的表达式为R1=________．
（2）甲同学已经测得电阻R1=4.8Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值．该同学的做法是：闭合S1，将S2，切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，曲测得的数据，绘出了如图（b）所示的图线，则电源电动势E=________V，电阻R2=________Ω．
（3）利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1，乙同学测电源电动势E和电阻恐的阻值的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了相应的图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2．这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围________（填“较大”“较小”或“相同”），所以________同学的做法更恰当些．

12．一种供实验使用的小型电池标称电压为9 V，允许电池输出的最大电流为50 mA，为了测定这个电池的电动势和内电阻，实验室利用了如图甲所示电路（图中电压表内阻很大，可不考虑其对电路的影响），R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω，R0是保护电阻。
　　（1）实验室里备用的定值电阻有以下几种规格（　 ）
　　A．10Ω，5 W
　　B．150Ω，0.5 W
　　C．200Ω，0.25 W
　　D．1.2 kΩ，1 W
　　实验时，R0应选用________（填字母代号）较好。
　　（2）在实验中，当变阻箱调到图乙所示位置后，闭合开关S，电压表示数为9.0 V，变阻箱此时的电阻为________Ω。电路中通过电阻箱的电流为________mA。
　　　　　　　　　　　　　　
　　（3）断开开关，调整电阻箱阻值，再闭合开关，读出电压表示数，多次重复测量，取得数据后，作出如图丙所示的图线。则该电池的电动势E=________V，内电阻r=________Ω。

13．在“测定电源电动势和内阻”的实验中，某同学根据实验数据，作出了正确的U-I，图象，如图所示，其中图线斜率绝对值的物理含义是（ ）
A．短路电流 B．电源内阻 C．电源电动势 D．全电路电阻


14．某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999.9Ω，可当标准电阻用）、一只电流表（量程0.6 A，内阻rg=0.1Ω）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，用笔画线把它们连接起来．

（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=2.6Ω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；再制作坐标图，如图丙所示．图中已标注了（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．


15．如图甲是利用两个电流表（和测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和内阻之和为10000Ω（比r和滑动变阻器的总电阻都大得多），为理想电流表．

（1）按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线．
（2）在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端C移动至（填“a端”“中央”或“b端”）．
（3）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表和的示数I1和I2．多次改变滑动端c的位置，得到的数据为
I1（mA） 0.120 0.125 0.130 0.135 0.140 0.145
I2（mA） 480 400 320 232 140 68
在图丙所示的坐标纸上以I1为纵坐标，I2为横坐标画出所对应的I1-I2曲线．

（4）利用所得曲线求得电源电动势E=________V，内阻r=________Ω．（保留两位小数）
（5）该电路中电源输出的短路电流Im=________A．

【答案与解析】
一、选择题　
　　1．【答案】ABC
【解析】由闭合电路欧姆定律E=U+Ir知，A、B、C正确，D错误．

2．【答案】C
【解析】A只能测量两组数据求出E、r，偶然误差较大；B中计算E、r平均值虽然能减小误差，但太繁琐；D中分别求I、U的平均值是错误的方法．

3．【答案】A
【解析】由U-I图象知：E=50 V，因坐标原点为（0，20），故I=6 A不是电池组的短路电流，．

4．【答案】CD
【解析】应选内阻大的旧电池，应用内阻大的电压表和内阻小的电流表，故A、B不正确；操作过程中不能使电路短路，作图线时应使各点尽量多地落在直线上，其他点大致均匀分布在直线两侧，故C、D正确．

5．【答案】AB
【解析】伏安法测电阻要求连接电流表时采用“大内小外”的原则以保证实验精度，且一般采用测量三次计算平均值的方法，所以用限流法即可，A对．电源内阻仅3Ω，较小，B对．描绘灯泡伏安特性曲线要求电压从0开始且有足够多的数据，滑动变阻器连成分压式，C错．半偏法测电阻电路，要求与表头并联的电阻能够精确读数，D错．

6．【答案】AD
【解析】变阻器要起变阻的作用，必须使接电路的两根导线一根接在下面的接线柱上，另一根接在上面的金属杆的一端上，故图中变阻器起不到变阻的作用，故选A．电压表不能直接并联到电源两端，因为开关断开后，电压表仍有示数，故选D．
二、填空题
7．【答案】（1）1.5 3 （2）B A
【解析】根据表中数据作U-I图线，即可求得电动势和内阻；大电阻用于粗调，小电阻用于微调．

8．【答案】（1）乙 （2）小 （3）1.5 0.5
【解析】（1）由于电池内阻较小，与电流表内阻差不多，应选图乙可减小误差．（2）由于电压表的分流，根据全电路欧姆定律可求得测量值E与真实值E0的关系是（r为电池内阻，rV为电压表内阻，即可得E＜E0）．（3）延长图线，与纵轴交点为电动势E，斜率为内阻．
9．【答案】（1）见解析 （2）
【解析】本题考查实验原理及数据处理．（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3 V．因此须将电阻R置于并联的测量电路外，这样电压表的电压U=4.5 V－0.5×(1.5+4) V=1.75 V，小于电压表量程．所以实验原理图为如图所示．
（2）由实验原理图可得：E=U1+I1(R+r)，E=U2+I2(R+r)，所以，。
10．【答案】（1）见解析 （2）
【解析】（1）实验步骤及应测的物理量为：a．闭合S1，S3接1，测得电压表的读数为U0，电流表的读数为I0．设Rg为电压表的内阻，则…①．b．闭合S1，S3接2，测得电压表的读数U1，以E表示电池的电动势，I1表示通过电池的电流，则有E=I1r+U1…②，U1=I1Rg…③，由①②③式得．c．闭合S1、S2，S3接2，测得电压表的读数U2，电流表的读数I2，设通过电池的电流为I，则有E=Ir+U2．设通过电压表的电流为I2＇，则有I=I2＇+I2，U2=I2＇Rg．（2）。

11．【答案】（1）将S2切换到b （2）1.43（或） 1.2 （3）较小 甲
【解析】（1）将S2切换到a时，电压表示数为U1，电阻箱电阻为r，则电路中电流；将S2切换到b时，电压表示数为U2，则电路中电流为，由于I1=I2，解得．（2）由闭合电路欧姆定律得：，整理得：，由题图可得，则E≈1.43 V，将，代入得：R2=1.2Ω．（3）由于电压表量程较小，测得数据范围较小，测量误差较大，所以甲同学的做法更恰当些．

12. 【答案】　(1)B (2)750Ω，10mA　 (3)9.5V，50Ω
13. 【答案】B
【解析】由闭合电路的欧姆定律公式E=U+Ir得U=E－Ir，所以在U-I图象中，图线与纵轴交点为电动势，与横轴交点为短路电流．直线斜率为电源内阻，故A、C、D错，B正确．
14．【答案】（1）（2）（3）见解析 （4）1.5（1.46～1.54） 0.3（0.25～0.35）
【解析】（1）如图所示．

（2）当R=2.6Ω时，由图乙知，I=0.5 A，，点（2，2.6）见下图．

（3）见上图，可见是一条倾斜的直线，连线时注意：①不能连成折线；②为减小误差个别偏离太远的点要舍去．
（4）由闭合电路的欧姆定律E=I(R+r)得，故（3）中图线的斜率k表示电池的电动势E的大小，纵轴截距的绝对值表示内阻r．
由上图可知：（1.46～1.54范围内均正确），
r≈0.3Ω（0.25～0.35均正确）．
15. 【答案】（1）见解析 （2）b端 （3）见解析 （4）1.49 0.60 （5）2.5
【解析】（1）连线如图所示．

（2）接通开关前应使滑动变阻器接入电路时阻值最大，故应使移动端C移动至b端．
（3）如下图所示．

（4）由上图知纵轴截距为0.149 mA，故电动势E=10000×0.149×10－3 V=1.49 V．由闭合电路欧姆定律可得内阻．
（5）短路电流．







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