高中物理鲁科版选修3-1课时作业 第4章 第3节 测量电源的电动势和内电阻 Word版含解析

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

一、选择题
1．(多选)用伏安法测电源的电动势和内电阻的实验中，下列说法中错误的是
(　　)
A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数的变化明显
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造成电流表过载
D．使滑动变阻器的阻值尽量大一些误差才能小
解析：伏安法测电源电动势和内电阻的实验中，要求电源的内阻适当大些，电流不能太大，以防电源极化现象，故A、C正确；电压表的分流会造成实验的误差，故电压表内阻应大些，B错；干电池的电动势为1.5V，滑动变阻器的阻值不要太大，以便于电流表的读数，D错．
答案：BD
2．(多选)在测定电池的电动势和内电阻的实验中，待测电池、开关和导线，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．一只电流表和一个滑动变阻器
解析：采用A选项，原理：E＝I1R1＋I1r，E＝I2R2＋I2r联立可求得．采用B选项，原理：E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r联立可求得．采用C选项，原理：E＝U1＋r，E＝U2＋r联立可求得．而D选项采用的滑动变阻器因不知其阻值，所以无法求得．
答案：ABC
3．(多选)如图，a、b为两个独立电源的路端电压U与其总电流I的关系图线，则下列说法正确的是(　　)
A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等
B．电流都是I0时，两电源的内电压相等
C．电源a的电动势大于电源b的电动势
D．电源a的内阻小于电源b的内阻
解析：当路端电压都为U0时，电流都为I0，由U＝IR得，此时外电阻相等，A对；但由图象可得a、b与U轴的交点不同，所以E不同，a的电动势大于b的，所以在电流都是I0时，两电源的内电压不同，所以B错，C对；又由a、b与I轴的交点也不同，b的电流大于a的，即短路电流b的较大，又b的电动势相对较小，所以b的内阻比a的小，D错．
答案：AC
4．(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所示．
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
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，滑动触头没有接，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，所以A项应选；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、负接线柱接对了，所以选项B不选；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不选；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，正接线柱流出，所以电压表的接线不妥，选项D应选．
答案：AD
5．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
解析：A作法偶然误差大；B作法计算烦琐；C作法方便、直观、偶然误差小；D作法中，求I、U平均值是错误的作法．
答案：C
6．(多选)如图为某次测量电源的电动势和内电阻所作的图象，有关这个图象的说法正确的是(　　)
A．纵轴截距表示待测电源的电动势，即E＝3 V
B．横轴截距表示短路电流，即I短＝0.3 A
C．根据r＝，计算出待测电源电阻为10 Ω
D．根据r＝，计算出待测电源内阻为2 Ω
解析：由公式U＝E－Ir，当I＝0时，U＝E，故A正确，由于纵轴刻度不是从0开始，故B、C错，D对．
答案：AD
7．如图所示，测量电池电动势和内阻时，若有两个电压表、量程相同，内阻分别为RV1、RV2、且RV1>RV2，有两个电流表、量程相同，内阻分别为RA1、RA2，且RA1>RA2，在该测量中，为了使E、r的测量值精确些，选择的电表可以是(　　)
A.与　　　　　　　 B.与
C.与 D.与
解析：为了减小实验误差，应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表，故B正确．
答案：B
8．如图是测电池的电动势和内电阻的实物电路图，其中接错的仪器是(　　)
A．电流表　　　　　　　　 B．电压表
C．电源 D．开关
解析：电压表接在滑动变阻器滑杆上不起作用．
答案：B
二、非选择题
9. 如图所示，图中E为直流电源，R为已知电阻，V为理想电压表，其量程略大于电源电动势，S1和S2是开关．现要利用图中电路测量电源的电动势E和内阻r，试写出主要实验步骤及结果的表达式．
解析：实验步骤：(1)将S1闭合，S2断开，电压表直接和电源相连，记下电压表读数U1，就是电源的电动势；
(2)S1、S2均闭合，记下电压表读数U2，即为电阻R两端电压．根据闭合电路欧姆定律，有E＝U2＋r，即U1＝U2＋r，解得r＝R.
答案：见解析
10．一同学测量某干电池的电动势和内阻．
(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处．
①_____________________________________________________________；
②_____________________________________________________________.
(2)下表为实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据：
R/Ω
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
I/A
0.15
0.17
0.19
0.22
0.26
/A－1
6.7
6.0
5.3
4.5
3.8
根据表中数据，在方格纸上作出R－关系图象．
由图象可计算出该干电池的电动势为__________V；内阻为__________ Ω.
(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为__________ V；
内阻应为__________Ω.
解析：(1)在连接电路过程中，要求开关处于断开状态；在闭合开关前，要求电阻箱接入电路的电阻最大．(2)依照表中数据，描点连线，如图所示．由闭合电路欧姆定律可得I＝，整理可得R＝E·－r，与图象对应，则E＝1.4 V，r＝1.2 Ω.
(3)由题图可知电压表的读数为66 mV，由欧姆定律可得电流表的内阻r′＝＝0.2 Ω，则由闭合电路欧姆定律可得I＝，整理可得R＝E·－(r＋r′)，与图象对应，则E＝1.4 V，r＝1.0 Ω.
答案：(1)①开关未断开；②电阻箱阻值为零
(2)图见解析　1.4(1.30～1.44均可)　1.2(1.0～1.4均可)
(3)1.4(1.30～1.44均可)　1.0(0.8～1.2均可)