高考物理選修知識點鞏固練習(xí) 實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)電阻

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1、 【鞏固練習(xí)】 一、選擇題 1．若要測定電池的電動勢和內(nèi)阻，已有待測電池、開關(guān)和導(dǎo)線，再配合下列哪組儀器，可以達到實驗?zāi)康模? ） A．一只電流表和一個電阻箱 B．一只電流表、一只電壓表和一個滑動變阻器 C．一只電壓表和一個電阻箱 D．一只電流袁和一個滑動變阻器 2．下列給出多種伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)，處理方法既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的是（ ） A．測出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r求出E和r B．多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組E、r，最后分別求出其平均值

2、 C．測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出U-I圖象，再根據(jù)圖象求出E、r D．多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出斷路時的路端電壓即為電動勢E，再用閉合電路歐姆定律求出電池內(nèi)電阻r 3．如圖所示的圖線表示某電池組的輸出電壓與電流的關(guān)系（U-I圖線），根據(jù)圖象，下列分析正確的是（ ） A．電源的電動勢為50 V B．電源的電動勢為30 V C．電源的內(nèi)阻為 D．電源的短路電流為6 A 4．用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，下列注意事項中正確的是（

3、 ） A．應(yīng)選用新的干電池作為被測電源，以使電壓表示數(shù)的變化比較明顯 B．應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表 C．移動滑動變阻器的滑片時，不能使滑動變阻器短路，以免造成電流過載 D．根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作U-I圖象時，應(yīng)通過盡可能多的點畫一條直線，并使不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側(cè) G 5．某同學(xué)欲采用如圖所示的電路完成相關(guān)實驗．圖中電流表（的量程為0～0.6 A，內(nèi)阻約0.1Ω；電壓表的量程為0～3 V，內(nèi)阻約6 kΩ； 為小量程電流表；電源電動勢約3 V，內(nèi)阻較小．下列電路中正確的是（ ） 6．某同學(xué)用電流表和電壓表

4、測干電池的電動勢和內(nèi)阻時，所用滑動變阻器的阻值范圍0～20Ω，連接電路的實物圖如圖所示．指出該同學(xué)接線中錯誤的和不規(guī)范的做法（ ） A．滑動變阻器不起變阻作用 B．電流表接線有錯 C．電壓表量程選用不當(dāng) D．電壓表接線有錯 二、填空題 7．利用電壓表和電流表測一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)阻r，電路如圖所示，圖中R1為粗調(diào)滑動變阻器，R2為微調(diào)滑動變阻器，實驗得到四組數(shù)據(jù)如表中所示． （1）表中數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，可以確定電動勢E=_____

5、___V．內(nèi)阻r=________Ω． （2）現(xiàn)有滑動變阻器：A（10Ω 1 A），B（500Ω 0.5 A），C（500Ω 0.1 A）．那么在本次實驗中，滑動變阻器R1應(yīng)選用________，R2應(yīng)選用________．（填“A“‘B”或“C”） 8．（1）如圖甲、乙所示為測電流的電動勢和內(nèi)阻的電路，在實驗時應(yīng)選用________電路。 （2）選好電路后，由于電流表和電壓表內(nèi)電阻對電路的影響，所測得的電動勢將偏________． （3）根據(jù)實驗測得的一系列數(shù)據(jù)，畫出U-I圖（如圖丙所示），則被測干電池的電動勢為________V，

6、內(nèi)阻為________Ω． 9．測量電源的電動勢E和內(nèi)阻r（E約為4.5 V，r約為1.5Ω）．器材：量程3 V的理想電壓表V，量程0.5 A的電流表A（具有一定內(nèi)阻），定值電阻R=4Ω，滑動變阻器R＇，開關(guān)S，導(dǎo)線若干． （1）畫出實驗電路原理圖．圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標(biāo)出． （2）實驗中，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時，電壓表讀數(shù)為以；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時，電壓表讀數(shù)為以，則可以求出E=________，r=________．（用，I1，I2，U1，U2以及R表示） 10．如圖所示的電路可用于測量電池E的內(nèi)阻r。電池的電動勢未知．圖中（電流表，其內(nèi)阻并不

7、是很小，為電壓表，其內(nèi)阻亦不是很大，R是一限流電阻，阻值未知，3個開關(guān)S1、S2、S3都處于斷開狀態(tài)． （1）寫出測量電池內(nèi)阻的實驗步驟，用適當(dāng)?shù)姆柋硎驹摬襟E中應(yīng)測量的物理量：________。 （2）用所測得的物理量表示電池內(nèi)阻的表達式為r=________。 11．甲同學(xué)設(shè)計了如圖（a）所示的電路測電源電動勢E及電阻R1和R2的阻值．實驗器材有：待測電源E（不計內(nèi)阻），待測電阻R1，待測電阻R2，電壓表V（量程為1.5 V，內(nèi)阻很大），電阻箱R（0～99.99Ω），單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干．

8、 （1）先測電阻R1的阻值．請將甲同學(xué)的操作補充完整：閉合S1，將S2切換到a，調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)r和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U1；保持電阻箱示數(shù)不變，________，讀出電壓表的示數(shù)以，則電阻R1的表達式為R1=________． （2）甲同學(xué)已經(jīng)測得電阻R1=4.8Ω，繼續(xù)測電源電動勢E和電阻R2的阻值．該同學(xué)的做法是：閉合S1，將S2，切換到a，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，曲測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖（b）所示的圖線，則電源電動勢E=________V，電阻R2=________Ω． （3）

9、利用甲同學(xué)設(shè)計的電路和測得的電阻R1，乙同學(xué)測電源電動勢E和電阻恐的阻值的做法是：閉合S1，將S2切換到b，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了相應(yīng)的圖線，根據(jù)圖線得到電源電動勢E和電阻R2．這種做法與甲同學(xué)的做法比較，由于電壓表測得的數(shù)據(jù)范圍________（填“較大”“較小”或“相同”），所以________同學(xué)的做法更恰當(dāng)些． 12．一種供實驗使用的小型電池標(biāo)稱電壓為9 V，允許電池輸出的最大電流為50 mA，為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)電阻，實驗室利用了如圖甲所示電路（圖中電壓表內(nèi)阻很大，可不考慮其對電路的影響），R為電阻箱，阻值范圍為0

10、～9999Ω，R0是保護電阻。 　?。?）實驗室里備用的定值電阻有以下幾種規(guī)格（　 ） 　　A．10Ω，5 W 　　B．150Ω，0.5 W 　　C．200Ω，0.25 W 　　D．1.2 kΩ，1 W 　　實驗時，R0應(yīng)選用________（填字母代號）較好。 　?。?）在實驗中，當(dāng)變阻箱調(diào)到圖乙所示位置后，閉合開關(guān)S，電壓表示數(shù)為9.0 V，變阻箱此時的電阻為________Ω。電路中通過電阻箱的電流為________mA。 　　　　　　　　　　　　　　 　?。?）斷開開關(guān)，調(diào)整電阻箱阻值，再閉合開關(guān)，讀出電壓表示數(shù)，多次重復(fù)測量，取得數(shù)據(jù)后，作出如圖丙所示的圖線。則該電

11、池的電動勢E=________V，內(nèi)電阻r=________Ω。 13．在“測定電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗中，某同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，作出了正確的U-I，圖象，如圖所示，其中圖線斜率絕對值的物理含義是（ ） A．短路電流 B．電源內(nèi)阻 C．電源電動勢 D．全電路電阻 14．某同學(xué)通過查找資料自己動手制作了一個電池．該同學(xué)想測量一下這個電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，但是從實驗室只借到一個開關(guān)、一個電阻箱（最大阻值為999.9Ω，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用）、一只電流表（量程0.6 A，內(nèi)阻rg=0.1Ω）和若干導(dǎo)線． （1）請根據(jù)測定電動勢E和內(nèi)電阻

12、r的要求，設(shè)計圖甲中器件的連接方式，用筆畫線把它們連接起來． （2）接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值R，讀出與R對應(yīng)的電流表的示數(shù)I，并作記錄．當(dāng)電阻箱的阻值R=2.6Ω時，其對應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖乙所示．處理實驗數(shù)據(jù)時，首先計算出每個電流值I的倒數(shù)；再制作坐標(biāo)圖，如圖丙所示．圖中已標(biāo)注了（R，）的幾個與測量對應(yīng)的坐標(biāo)點．請你將與圖乙實驗數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點也標(biāo)注在圖丙上． （3）在圖丙上把描繪出的坐標(biāo)點連成圖線． （4）根據(jù)圖丙描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E=________V，內(nèi)電阻r=________Ω． 15．如圖

13、甲是利用兩個電流表（和測量干電池電動勢E和內(nèi)阻r的電路原理圖．圖中S為開關(guān)，R為滑動變阻器，固定電阻R1和內(nèi)阻之和為10000Ω（比r和滑動變阻器的總電阻都大得多），為理想電流表． （1）按電路原理圖在圖乙虛線框內(nèi)各實物圖之間畫出連線． （2）在閉合開關(guān)S前，將滑動變阻器的滑動端C移動至（填“a端”“中央”或“b端”）． （3）閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑動端c至某一位置，讀出電流表和的示數(shù)I1和I2．多次改變滑動端c的位置，得到的數(shù)據(jù)為 I1（mA） 0.120 0.125 0.130 0.135 0.140 0.145 I

14、2（mA） 480 400 320 232 140 68 在圖丙所示的坐標(biāo)紙上以I1為縱坐標(biāo)，I2為橫坐標(biāo)畫出所對應(yīng)的I1-I2曲線． （4）利用所得曲線求得電源電動勢E=________V，內(nèi)阻r=________Ω．（保留兩位小數(shù)） （5）該電路中電源輸出的短路電流Im=________A． 【答案與解析】 一、選擇題　 　　1．【答案】ABC 【解析】由閉合電路歐姆定律E=U+Ir知，A、B、C正確，D錯誤． 2．【答案】C 【解析】A只能測量兩組數(shù)據(jù)求出E、r，偶然誤差較大；B中計算E、r平均值雖然能減小誤差

15、，但太繁瑣；D中分別求I、U的平均值是錯誤的方法． 3．【答案】A 【解析】由U-I圖象知：E=50 V，因坐標(biāo)原點為（0，20），故I=6 A不是電池組的短路電流，． 4．【答案】CD 【解析】應(yīng)選內(nèi)阻大的舊電池，應(yīng)用內(nèi)阻大的電壓表和內(nèi)阻小的電流表，故A、B不正確；操作過程中不能使電路短路，作圖線時應(yīng)使各點盡量多地落在直線上，其他點大致均勻分布在直線兩側(cè)，故C、D正確． 5．【答案】AB 【解析】伏安法測電阻要求連接電流表時采用“大內(nèi)小外”的原則以保證實驗精度，且一般采用測量三次計算平均值的方法，所以用限流法即可，A對．電源內(nèi)阻僅3Ω，較小，B對．描繪燈泡伏安特性

16、曲線要求電壓從0開始且有足夠多的數(shù)據(jù)，滑動變阻器連成分壓式，C錯．半偏法測電阻電路，要求與表頭并聯(lián)的電阻能夠精確讀數(shù)，D錯． 6．【答案】AD 【解析】變阻器要起變阻的作用，必須使接電路的兩根導(dǎo)線一根接在下面的接線柱上，另一根接在上面的金屬桿的一端上，故圖中變阻器起不到變阻的作用，故選A．電壓表不能直接并聯(lián)到電源兩端，因為開關(guān)斷開后，電壓表仍有示數(shù)，故選D． 二、填空題 7．【答案】（1）1.5 3 （2）B A 【解析】根據(jù)表中數(shù)據(jù)作U-I圖線，即可求得電動勢和內(nèi)阻；大電阻用于粗調(diào)，小電阻用于微調(diào)． 8．【答案】（1）乙 （2）小 （3）1.5

17、 0.5 【解析】（1）由于電池內(nèi)阻較小，與電流表內(nèi)阻差不多，應(yīng)選圖乙可減小誤差．（2）由于電壓表的分流，根據(jù)全電路歐姆定律可求得測量值E與真實值E0的關(guān)系是（r為電池內(nèi)阻，rV為電壓表內(nèi)阻，即可得E＜E0）．（3）延長圖線，與縱軸交點為電動勢E，斜率為內(nèi)阻． 9．【答案】（1）見解析 （2） 【解析】本題考查實驗原理及數(shù)據(jù)處理．（1）實驗中，由于電流表具有一定的未知阻值的電阻，所以應(yīng)將電流表內(nèi)接．電路中最大電流即電流表A的量程為0.5 A，電源內(nèi)電壓最大約為0.5×1.5 V=0.75 V，路端電壓最小為4.5 V－0.75 V=3.75 V，而電壓表量程為3 V．因此

18、須將電阻R置于并聯(lián)的測量電路外，這樣電壓表的電壓U=4.5 V－0.5×(1.5+4) V=1.75 V，小于電壓表量程．所以實驗原理圖為如圖所示． （2）由實驗原理圖可得：E=U1+I1(R+r)，E=U2+I2(R+r)，所以，。 10．【答案】（1）見解析 （2） 【解析】（1）實驗步驟及應(yīng)測的物理量為：a．閉合S1，S3接1，測得電壓表的讀數(shù)為U0，電流表的讀數(shù)為I0．設(shè)Rg為電壓表的內(nèi)阻，則…①．b．閉合S1，S3接2，測得電壓表的讀數(shù)U1，以E表示電池的電動勢，I1表示通過電池的電流，則有E=I1r+U1…②，U1=I1Rg…③，由①②③式得．c．閉合S1、S2，S3接2，

19、測得電壓表的讀數(shù)U2，電流表的讀數(shù)I2，設(shè)通過電池的電流為I，則有E=Ir+U2．設(shè)通過電壓表的電流為I2＇，則有I=I2＇+I2，U2=I2＇Rg．（2）。 11．【答案】（1）將S2切換到b （2）1.43（或） 1.2 （3）較小 甲 【解析】（1）將S2切換到a時，電壓表示數(shù)為U1，電阻箱電阻為r，則電路中電流；將S2切換到b時，電壓表示數(shù)為U2，則電路中電流為，由于I1=I2，解得．（2）由閉合電路歐姆定律得：，整理得：，由題圖可得，則E≈1.43 V，將，代入得：R2=1.2Ω．（3）由于電壓表量程較小，測得數(shù)據(jù)范圍較小，測量誤差較大，所以甲同學(xué)的做法更恰當(dāng)些．

20、 12. 【答案】　(1)B (2)750Ω，10mA　 (3)9.5V，50Ω 13. 【答案】B 【解析】由閉合電路的歐姆定律公式E=U+Ir得U=E－Ir，所以在U-I圖象中，圖線與縱軸交點為電動勢，與橫軸交點為短路電流．直線斜率為電源內(nèi)阻，故A、C、D錯，B正確． 14．【答案】（1）（2）（3）見解析 （4）1.5（1.46～1.54） 0.3（0.25～0.35） 【解析】（1）如圖所示． （2）當(dāng)R=2.6Ω時，由圖乙知，I=0.5 A，，點（2，2.6）見下圖． （3）見上圖，可見是一條傾斜的直

21、線，連線時注意：①不能連成折線；②為減小誤差個別偏離太遠的點要舍去． （4）由閉合電路的歐姆定律E=I(R+r)得，故（3）中圖線的斜率k表示電池的電動勢E的大小，縱軸截距的絕對值表示內(nèi)阻r． 由上圖可知：（1.46～1.54范圍內(nèi)均正確）， r≈0.3Ω（0.25～0.35均正確）． 15. 【答案】（1）見解析 （2）b端 （3）見解析 （4）1.49 0.60 （5）2.5 【解析】（1）連線如圖所示． （2）接通開關(guān)前應(yīng)使滑動變阻器接入電路時阻值最大，故應(yīng)使移動端C移動至b端． （3）如下圖所示． （4）由上圖知縱軸截距為0.149 mA，故電動勢E=10000×0.149×10－3 V=1.49 V．由閉合電路歐姆定律可得內(nèi)阻． （5）短路電流．