高中物理人教版选修3-1假期作业：2.10 测定电池的电动势和内阻18+Word版含解析

假期作业(十八)　
实验：测定电池的电动势和内阻
1．下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内阻的数据，其中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阻r
【解析】　选项A中只测量两组数据求出E、r，偶然误差较大；选项B中计算E、r平均值虽然能减小误差，但太繁琐；选项D中先分别求出I、U的平均值再求解的方法是错误的．
【答案】　C
2．为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，不能达到实验目的(　　)
A．一个电流表和一个电阻箱
B．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器
C．一个电压表和一个电阻箱
D．一个电流表和一个滑动变阻器
【解析】　根据E＝I(R＋r)，由电流表测出电流，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E、r，A正确；根据E＝U＋Ir，由电流表测出电流，由电压表测出电压，可以求出E、r，B正确；根据E＝U＋，由电压表测出电压，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E、r，C正确；因为滑动变阻器不能读出电阻的数值，所以只有一个电流表和一个滑动变阻器，测不出电动势和内阻，D错误．
【答案】　D
3．(多选)某学生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为0～20 Ω，连接电路的实物图如图2－10－8所示．关于该学生接线的说法正确的是(　　)
图2－10－8
A．滑动变阻器不起变阻作用　　 B．电流表接线有误
C．电压表量程选用不当 D．电压表接线不妥
【解析】　在实物连线图中，滑动变阻器的两个固定端接入电路了，滑动头没有接，所以移动变阻器滑动端时，不会改变接入电路的电阻大小，变阻器不起变阻作用，A正确；电流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、负接线柱接对了，所以B错误；图中电源由一节干电池充当，电动势是1.5 V，所以电压表量程应选用0～3 V，图中连接是正确的，所以C错误；图中把电压表直接和电池并联，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，D正确．
【答案】　AD
4．(多选)图2－10－9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2－10－9
A．纵轴截距表示待测电源的电动势，即E＝3.0 V
B．横轴截距表示短路电流，即I短＝0.6 A
C．根据r＝E/I短，计算出待测电源内阻为5 Ω
D．根据r＝||，计算出待测电源内阻为1 Ω
【解析】　在U－I图中，图线与U轴的交点表示电源电动势，由图可知E＝3.0 V，A正确；此图的纵坐标并非从零开始，故B、C错误；在U－I图象中斜率表示电源内阻r，故D正确．
【答案】　AD
5．(·北京高考)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．
(1)应该选择的实验电路是图2－10－10中的________(选填“甲”或“乙”)．
图2－10－10
(2)现有电流表(0～0.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表(0～15 V)
B．电压表(0～3 V)
C．滑动变阻器(0～50 Ω)
D．滑动变阻器(0～500 Ω)
实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．(选填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2－10－11的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U－I图线.
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
电流I/A
0.060
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480
图2－10－11
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势 E＝________V，内电阻r＝________Ω.
【解析】　(1)电流表内阻与电池内阻相差不多，如果用乙图误差较大，应选用甲图．
(2)干电池的电动势为1.5 V左右，为减小误差，应选择量程为3 V的电压表；根据电源电动势和电流表量程，可知应选择最大阻值为50 Ω的滑动变阻器．
(3)第四组数据误差较大，应舍去，连线后如图所示．
(4)根据U－I图象，电源的电动势为纵轴的截距，为1.5 V，内阻为斜率的大小，r＝ Ω≈0.83 Ω.
【答案】　(1)甲
(2)B　C
(3)见解析图
(4)1.50(1.49～1.51)　0.83(0.81～0.85)
6．(·浙江高考)采用如图2－10－12所示的电路“测定电池的电动势和内阻”．
图2－10－12
(1)除了选用照片中的部分器材外，(　　)
A．还需要电压表　　　　　 B．还需要电流表
C．还需要学生电源 D．不再需要其他器材
(2)测量所得数据如下：
　　　测量次数
物理量　　　
1
2
3
4
5
6
R/Ω
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
I/A
0.60
0.70
0.80
0.89
1.00
1.20
U/V
0.90
0.78
0.74
0.67
0.62
0.43
用作图法求得电池的内阻r＝________；
(3)根据第5次所测得的实验数据，求得电流表内阻RA＝________.
【解析】　(1)选A，照片中已有电流表、电阻箱和干电池，还缺少电压表．
(2)作出U－I图象，由图象斜率可求得r＝(0.75±0.10)Ω.
(3)由欧姆定律得：R＋RA＝，得RA＝－R＝0.22 Ω.
【答案】　(1)A　(2)0.75 Ω　(3)0.22 Ω
7．某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，实验电路如图甲所示，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 Ω、额定功率5 W)
(d)定值电阻(阻值10 Ω，额定功率10 W)
(e)滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A)
(f)滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)
甲
2－10－13
请回答下列问题：
(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________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器．
(2)按电路原理图甲连接实物电路图乙．
乙
2－10－13
(3)测得下列五组数据：
U/V
1.60
1.40
1.20
1.00
0.80
I/A
0.13
0.20
0.27
0.33
0.40
根据数据在坐标图上画出U－I图象，并求出该电池电动势E＝________V，r＝________Ω.
图2－10－14
【解析】　由于电源是一节干电池(1.5 V)，所选量程为3 V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几欧姆左右，加上保护电阻，最大电流在0.5 A左右，所以选量程为0.6 A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0～10 Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100 Ω会出现开始电流和电压几乎不变，最后突然变化的现象．系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小．本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测【答案】　(1)3　0.6　1　0～10
(2)如图
(3)如图
2．0　3.0