- 2021-05-25 发布 |
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文档介绍
2020-2021学年高中物理新教材人教版必修第三册作业:课时17 实验:电池电动势和内阻的测量 Word版含解析
一、单项选择题(每小题7分,共35分) 1.在“测定电源电动势和内阻”的实验中,为使实验效果明显且不损坏仪器,应选择下列哪种电源较好( A ) A.内阻较大的普通干电池 B.内阻较小的普通蓄电池 C.小型交流发电机 D.小型直流发电机 解析:为了使电路中路端电压变化比较明显,应使用内阻较大的干电池. 2.如图所示是利用电压表和电流表测定a、b两节电池的电动势和内阻实验时作出的U-I图线,由图线可知( A ) A.Ea>Eb,ra>rb B.Ea>Eb,ra<rb C.Ea<Eb,ra>rb D.Ea<Eb,ra<rb 解析:图线与U轴的交点表示电动势,故Ea>Eb,图线斜率的绝对值表示电源内阻,即ra>rb,故A正确. 3.如图所示,用一只电流表和两个定值电阻测定电源电动势和内电阻的实验中,由于未考虑电流表的内阻,其测量值E和r与真实值E0和r0相比较,正确的是( C ) A.E=E0,r=r0 B.E>E0,r<r0 C.E=E0,r>r0 D.E>E0,r>r0 解析:不考虑电流表的内阻RA时,由闭合电路欧姆定律分别得 解得:r=,E=. 考虑电流表内阻RA时,由闭合电路欧姆定律分别得 解得:r0=-RA,E0=. 4.如图所示是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内电阻的电路.电路中R1、R2为已知阻值的电阻.下列说法中正确的是( D ) A.只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻 B.只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻 C.只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻 D.三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内电阻 解析:图甲中可用E=I1(r+R1)、E=I2(r+R2)求得电源的电动势和内电阻,图乙中可用E=U1+r、E=U2+r求得电源的电动势和内电阻,而图丙中可用E=U1+I1r、E=U2+I2r 求得电源的电动势和内电阻,故三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻,故D正确. 5.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.下列对该学生接线中错误和不规范的做法判断正确的是( B ) ①滑动变阻器不起变阻作用 ②电流表接线有错 ③电压表量程选用不当 ④电压表接线不妥 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④ 解析:①由电路图可知,滑动变阻器同时接下面两个接线柱,滑动变阻器被接成了定值电阻,不起变阻作用,故①正确;②由电路图可知,电流表正负接线柱接反了,电流表接线错误,故②正确;③由电路图可知,电压表选3 V量程,电压表量程选择正确,故③错误;④电压表直接接在电源上,开关不能控制电压表与电源断开,电压表接线错误,故④正确.故选B. 二、多项选择题(每小题10分,共30分) 6.下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( AD ) 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=0.6 A C.根据r=,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图象中,在U轴的截距表示电路中电流为零时的路端电压,即电源电动势,故选项A正确;U—I图象中在电流轴上的截距不一定为短路电流,要注意坐标原点是否为(0,0),即是否路端电压为零,故选项B、C错误;图线的斜率的绝对值为该电源的内阻,故选项D正确. 7.用如图测电源的电动势和内电阻,关于误差的说法正确的是( BD ) A.由于电流表的分压作用,使内电阻的测量值小于真实值 B.由于电压表的分流作用,使内电阻的测量值小于真实值 C.测出的电动势等于真实值 D.测出的电动势比真实值小 解析:由题图可得,电压表测路端电压,但由于电压表的分流作用,使电流表的测量值小于真实值;实验误差是由于电压表的分流造成的;当外电路短路时,电压表不分流,故短路电流相同;而测量的电流值要小于真实值;故作出测量值和真实值的图象如图所示, 由题图可知,伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法,由于电压表分流作用,电流表测量值偏小,当外电路短路时,电流测量值等于真实值,电源的U-I图象如图所示,由图象可知,电动势测量值小于真实值,电源内阻测量值小于真实值,故B、D正确,A、C错误. 8.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0.6 A,内阻约0.1 Ω;电压表的量程为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( AB ) 解析:A.待测电阻丝的电阻与电流表内阻相当,远小于电压表内阻,该待测电阻属于小电阻,电流表应用外接法,故A正确;B.电压表测量的是电源两端的电压,电流表应测量通过电源的电流,测的数据偏小,误差形成的原因是电压表的分流作用.在该实验中,电压表内阻非常大,分流很不明显,误差较小,故B正确;C.描绘小灯泡(额定电压为2.5 V)的伏安特性曲线,电流电压要从0测起,滑动变阻器应该用分压式,不能用限流式,故C错误;D.半偏法测量电流表的内阻,最终支路电阻即为电流表的内阻,所以支路的电阻不能用滑动变阻器,应该用电阻箱,故D错误.故选AB. 三、非选择题(共35分) 9.(17分)某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内电阻,使用的器材还包括定值电阻(R0=5 Ω)一个,开关两个,导线若干,实验原理图如图1所示. (1)在图2的实物图中,已正确连接了部分电路,请完成余下电路的连接. (2)请完成下列主要实验步骤: ①检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱,示数如图3所示,读得电阻值是__20_Ω__; ②将开关S1闭合,开关S2断开,电压表的示数是1.49 V; ③将开关S2__闭合__,电压表的示数是1.16 V;断开开关S1. (3)使用测得的数据,计算出干电池的内阻是__0.69_Ω__(计算结果保留两位有效数字). 答案:(1)如图所示 解析:(2)由题图读得电阻箱阻值为R=20 Ω; 将S1闭合S2断开, 电压表示数为电源电动势E=1.49 V, 将S2再闭合, 电压表示数为R两端电压. 将电压表视为理想电表, 则干路电流I== A=0.058 A (3)因为I=, 所以r=-R0-R=(-5-20) Ω≈0.69 Ω. 10.(18分)听说水果也能做电池,某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电池,他们猜想水果电池内阻可能较大,从而设计了一个如图1所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内电阻,实验中他们多次改变电阻箱的电阻值,记录下电阻箱的阻值及相应的电流计示数,并算出电流的倒数,将数据填在如下的表格中. 外电阻R(Ω) 电流I(mA) 电流倒数(mA-1) 9 000 0.050 2 19.92 8 000 0.052 8 18.93 6 000 0.059 4 16.84 5 000 0.063 3 15.80 4 000 0.068 0 14.71 (1)利用图象法处理数据可以减小实验误差.在讨论作图方案时,甲同学认为应作R-I图,而乙同学认为应该作R-图,你认为哪个同学的想法更科学?__乙__(选填“甲”或“乙”). (2)按照(1)中你选择的方案,在图2中作出图象. (3)利用你作出的图象,可求出该柠檬电池的电动势为__0.97__V,内阻为__1.05×104__Ω. (4)完成实验后,该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因是:__电源内阻过大__. 解析:(1)根据闭合电路欧姆定律,有E=IR+Ir,得到R=E·-r,故电阻R与成线性关系,图象是直线,形象、直观、便于计算.故选乙. (2)描出各个点后用一条直线连接各个点,如图所示. (3)由(1)得,纵轴截距表示电池的内电阻,斜率的绝对值表示电动势,则有电池的电动势E== V≈0.97 V,内阻为r=10.5×103 Ω=1.05×104 Ω. (4)实际电池的内电阻都较小,如干电池、铅蓄电池都不到1 Ω,水果电池电源内阻过大,无实际使用价值.查看更多