123 实验电池电动势和内阻的测量练习题解析版Word文档格式.docx
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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1.5V,所以电压表量程应选用0~3V,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( )
A.纵轴截距表示待测电源的电动势,即E=3.0V
B.横轴截距表示短路电流,即I短=0.6A
C.根据r=E/I短,计算出待测电源内阻为5Ω
D.根据r=|
|,计算出待测电源内阻为1Ω
【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=3.0V,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.
2、非选择题
5.刘同学做“测定电池的电动势和内阻”实验.
(1)刘同学采用两节干电池串联作为电源,电流表选择0.6A量程,电压表选择3V量程.在闭合开关开始实验前其连接的电路如图1甲所示.请帮其检查电路,指出图中的不妥之处:
__________________________(指出一处即可).
图1
(2)刘同学改进电路连接,经过正确的实验操作,得到某次测量的电流表示数如图乙所示,则该示数为________A.
(3)刘同学经过正确操作,得到多组U、I数据,作出U-I图象如图丙所示,则该电源的电动势为________V,内阻为________Ω.(结果均保留两位有效数字)
答案
(1)①连接电压表负接线柱的导线应接在电流表的负接线柱或电源负极;
②滑动变阻器的滑片应置于左端(或滑动变阻器的滑片应置于接入电阻最大的那一端)
(2)0.26 (3)3.0 4.3~4.4
解析
(2)当电流表选择0.6A量程时,每小格分度值为0.02A,故按本位估读,即0.26A;
(3)根据电源的U-I图象的物理意义可知,图象在纵轴的截距表示电源电动势,即E=3.0V,斜率表示内阻大小,即r=
Ω≈4.3Ω.
6.在“测定电池的电动势和内阻”的实验中,已连接好部分实验电路.
图2
(1)按图2甲所示的实验电路,把图乙中剩余的电路连接起来.
(2)在图乙的电路中,为避免烧坏电表,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“A”或“B”).
图3
(3)如图3是根据实验数据作出的U-I图象,由图可知,电源的电动势E=____________V,内阻r=__________Ω.
答案
(1)见解析图
(2)B(3)1.5 1.0
解析
(1)电路连接如图所示.
(2)闭合开关前,滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大,故滑片应置于B端.
(3)由题图图象可知,电源电动势为1.5V,
内阻r=
Ω=1.0Ω.
7.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中.
(1)备有如下器材:
A.干电池1节;
B.滑动变阻器(0~20Ω);
C.滑动变阻器(0~1kΩ);
D.电压表(0~3V);
E.电流表(0~0.6A);
F.电流表(0~3A);
G.开关、导线若干.其中滑动变阻器应选________,电流表应选________.(选填相应器材前的字母)
(2)为了最大限度地减小实验误差,请在虚线框中画出该实验最合理的电路图.
(3)某同学记录的实验数据如下表所示,试根据这些数据在图4中画出U-I图线,根据图线得到被测电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω.
图4
1
2
3
4
5
6
I(A)
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.40
U(V)
1.32
1.26
1.18
1.13
1.04
0.93
答案
(1)B E
(2)见解析图 (3)1.45(1.44~1.46均可) 1.3(1.2~1.4均可)
解析
(1)由于干电池的电动势只有1.5V,为了方便调节,滑动变阻器应选B,从测量的数据可以看出电流最大只有0.4A,电流表应选E.
(2)电路图如图甲所示
甲 乙
(3)作出的U-I图线如图乙所示,可以看出图线在U轴上的截距为1.45V,即电源的电动势为1.45V.图线斜率的绝对值为:
k=
=
Ω=1.3Ω.
8.某实验小组想通过实验测定一节干电池的电动势和内阻,实验室提供的实验器材如下:
待测干电池E(电动势约为1.5V,内阻约为3Ω);
直流电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.5Ω);
直流电流表A2(量程0~3A,内阻约0.1Ω);
电压表V1(量程0~2V,内阻约为2000Ω);
电压表V2(量程0~6V,内阻约为6000Ω);
滑动变阻器R1(最大电阻20Ω,额定电流2A);
滑动变阻器R2(最大电阻200Ω,额定电流1A);
电阻箱R3(最大电阻99.9Ω,额定电流1A);
开关、导线若干.
(1)若用伏安法测电源的电动势和内阻,要求有尽可能高的精确度且便于调节,应选择的电流表是________,电压表是________,滑动变阻器是________.
(2)请将图5中实物连接成实验电路.
图5
(3)若用伏安法测电源电动势和内阻时,电流表出现了故障,不能使用,实验小组如想方便且能较准确地进行测量,需将实验进行改进,只需去掉电流表,将上述器材中的________换成________即可.
(4)请在图6甲所示的方框中画出改进后的实验电路图.
图6
(5)实验小组在改进后的实验中得到了多组路端电压和外电阻的数据,对所得数据进行处理后,在坐标纸上作出了如图乙所示图线.由图线得出:
干电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(结果保留两位有效数字)
答案
(1)A1 V1 R1
(2)见解析图
(3)R1 R3 (4)
(5)1.7 2.5
解析
(1)由于电源电动势为1.5V,因此电压表选V1即可;
而回路的电流不会太大,因此电流表选A1,滑动变阻器选择阻值较小的R1;
(2)测电源电动势和内电阻的测量电路如图:
(3)将滑动变阻器改为电阻箱,即用“伏阻法”测电源电动势和内电阻;
(4)电路如图:
(5)根据闭合电路欧姆定律知U=
,整理得
·
+
,图象与纵轴的截距为电动势的倒数,斜率表示
,代入数据解得E≈1.7V,r=2.5Ω.
9.某学习小组的同学设计了如图7所示的电路来测量定值电阻R0的阻值(约为几欧到十几欧)及电源的电动势E和内阻r.
图7
实验器材有:
待测电源,待测电阻R0,电流表A(量程为0.6A,内阻不计),电阻箱R(0~99.9Ω),开关S1和S2,导线若干.
(1)先测电阻R0的阻值.请将学习小组同学的操作补充完整:
先闭合S1和S2,调节电阻箱,读出其示数R1和对应的电流表示数I,然后________________,读出此时电阻箱的示数R2.则电阻R0的表达式为R0=______________.
(2)同学们通过上述操作,测得电阻R0=9.5Ω,继续测电源的电动势E和内阻r.该小组同学的做法是:
闭合S1,断开S2,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I,数据如下表:
组数
电阻R/Ω
3.0
6.0
12.0
18.0
电流I/A
0.50
0.33
①根据图8给定的坐标系并结合以上数据描点作图.
图8
②利用图象求出该电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(结果均保留两位有效数字)
答案
(1)断开S2,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数仍为I R1-R2
(2)①见解析图 ②6.0 2.5
解析
(1)器材中只有电流表而没有电压表,无法由伏安法求出电阻,故只能利用电阻箱得出待测电阻的阻值;
当电路中电流相同时,电阻也应相同;
因此可以控制电流相等,利用电阻箱的电阻,得出待测电阻的阻值;
因此缺少的步骤应为:
断开S2,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数仍为I;
待测电阻等于两次电阻箱的示数之差,即:
R0=R1-R2.
(2)①根据表中列出的数据,求出各电阻对应的
值.
/A-1
2.0
2.5
4.0
5.0
作出
-R图象如图所示
②由闭合电路欧姆定律可知:
E=I(R+R0+r)
可得:
结合图象可知:
E=6.0V,r=2.5Ω.
10.某研究小组收集了两个电学元件:
电阻R0(约为2kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA).实验室备有如下器材:
A.电压表V(量程3V,电阻RV约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω)
F.开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,与其对应的实物图如图9,图中的电流表A应选________(选填“A1”或“A2”),请将实物连线补充完整.
图9
(2)为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图10甲所示的电路图.根据测量数据作出
-
图象,如图乙所示.若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E=________,内阻r=________.(用k、b表示)
图10
答案
(1)A2 实物连线如图所示
(2)
解析
(2)由E=U+
r得:
则
=b,
=k,故:
E=
,r=
.
11.在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路.
图14
(1)实验时,应先将电阻箱的电阻调到________.(选填“最大值”“最小值”或“任意值”)
(2)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值R0=10Ω的定值电阻两端的电压U,下列两组R的取值方案中,比较合理的方案是________.(选填“1”或“2”)
电阻箱的阻值R/Ω
方案编号
R1
R2
R3
R4
R5
400.0
350.0
300.0
250.0
200.0
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
(3)根据实验数据描点,绘出的
-R图象是一条直线.若直线的斜率为k,在
坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E=________,内阻r=________.(用k、b和R0表示)
答案
(1)最大值
(2)2 (3)
-R0
解析 (3)根据闭合电路的欧姆定律E=U+
(R+r)得:
R+
-R图象的斜率k=
,纵截距b=
得:
-R0.
12.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0.6A、3A)
(b)电压表(量程3V、15V)
(c)定值电阻(阻值1Ω、额定功率5W)
(d)定值电阻(阻值10Ω,额定功率10W)
(e)滑动变阻器(阻值范围0~10Ω、额定电流2A)
(f)滑动变阻器(阻值范围0~100Ω、额定电流1A)
甲
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
(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
0.27
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.
【解析】 由于电源是一节干电池(1.5V),所选量程为3V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0.5A左右,所以选量程为0.6A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0~10Ω能很好地控制电路中的电流和电压,若取0~100Ω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<
E,r测<
r.
【答案】
(1)3 0.6 1 0~10
(2)如图
(3)如图
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