2016-2017学年高二物理人教版选修3-1

2016-2017学年高二物理人教版选修3-1

密★启用前 选修3-1 第二章恒定电流 ‎10.实验：测定电池的电动势和内阻 第Ⅰ部分选择题 一、选择题：本题共8小题。将正确答案填写在题干后面的括号里。‎ ‎1．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(　　)‎ 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 ‎2．在用如图所示的电路测量电池电动势和内阻的实验中，若有两只电压表V1和V2量程相同，内阻RV1>RV2；两只电流表A1、A2量程相同，内阻RA1>RA2，在该实验中，为了使E、r的测量精确些，选择的电表可以是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A．V1和A2 B．V2和A2‎ C．V2和A1 D．V1和A1‎ ‎3．用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，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．使滑动变阻器阻值尽量大一些，测量误差才小 ‎4．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。关于该学生接线的说法正确的是(　　)‎ 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 ‎5．用图象法求电动势和内阻时，需要描点，就是在U-I坐标系中描出与每组I、U值对应的点，以下说法正确的是(　　)‎ A．这些点应当准确地分布在一条直线上，即U-I图线应通过每个点 B．这些点应当基本在一条直线上，由于偶然误差不能避免，所以U-I图线不可能通过每一个点 C．在画U-I图线时应当使它通过尽可能多的描出的点 D．个别偏离直线太远的点，应当舍去 ‎6．若将两个电源的UI图象画在同一直角坐标系上，如图所示，由图象可得(　　)‎ A．电动势E1＝E2，内阻r1＜r2‎ B．电动势E1＝E2，内阻r1＞r2‎ C．发生相同的电流变化，电源1的路端电压变化较大 D．发生相同的电流变化，电源2的路端电压变化较大 ‎7．如图是根据某次测定电源的电动势和内阻的实验记录的数据作出的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＝3.0 V B．横轴截距表示短路电流，即I0＝0.6 A C．根据r＝，计算出待测电源内阻为0.2 Ω D．根据r＝，计算出待测电源内阻为5 Ω ‎8．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(　　)‎ A．E＝E0，r＝r0 B．E＞E0，r＜r0‎ C．E＝E0，r＞r0 D．E＞E0，r＞r0‎ 第Ⅱ部分非选择题 二、非选择题：本题4个小题。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎9．如图所示是测量两节干电池组成的串联电池组的电动势和内电阻的实验所用器材，用实线将它们连成实验电路。‎ ‎10.某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig＝0.6 A，内阻rg＝0.1 Ω)和若干导线。‎ ‎.(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图1(1)中器件的连接方式，画线把它们连接起来。‎ 图1‎ 图2‎ ‎(2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录。当电阻箱的阻值R＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如图1 (2)所示。处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数；再制作R-坐标图，如图2所示，图中已标注出了(R，)的几个与测量对应的坐标点。请你将与图1(2)实验数据对应的坐标点也标注在图2上。‎ ‎(3)在图2上把描绘出的坐标点连成图线。‎ ‎(4)根据图2描绘出的图线可得出这个电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。‎ ‎11．给你一个电压表、一个电阻箱、开关及导线等器材：‎ ‎(1)在虚线框内画出根据闭合电路欧姆定律测定一节旧的干电池的电动势和内阻的实验电路图。‎ ‎(2)在实验过程中，将电阻箱拨到45 Ω时，电压表读数为0.90 V ‎；若将电阻箱拨到如图甲所示的位置时，电压表读数如图乙表盘所示。根据以上数据，可以算出该节电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。‎ ‎12．如图甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和A1内阻之和为10000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，A2为理想电流表。‎ ‎(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线。‎ ‎(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动头c移动至________(填“a端”“中央”或“b端”)。‎ ‎(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动头c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2。多次改变滑动头c的位置，得到的数据为：‎ I1/mA ‎0.120‎ ‎0.125‎ ‎0.130‎ ‎0.135‎ ‎0.140‎ ‎0.145‎ I2/mA ‎480‎ ‎400‎ ‎320‎ ‎232‎ ‎140‎ ‎68‎ 在如图所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1-I2曲线。‎ ‎(4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(保留两位小数)‎ ‎(5)该电路中电源输出的短路电流Im＝________A。‎ 选修3-1 第二章恒定电流 ‎10.实验：测定电池的电动势和内 参考答案及解析 一、选择题 ‎【答案】‎ ‎1.D ‎【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，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。‎ ‎【答案】‎ ‎2.AD ‎【解析】本题实验中电压表与电源并联，测量的结果应是二者并联后的电动势和内阻，为减少电压表的影响，应选内阻大的电压表。外电路中电流表与电阻串联，实验中不要求知道电阻的阻值，将电流表和电阻合二为一即可，电流表测的就是它们的真实电流，因此对电流表内阻要求不太严格，故选AD。‎ ‎【答案】‎ ‎3.BD ‎【解析】伏安法测电池的电动势和内阻实验中，应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表，滑动变阻器阻值不能太大，如果太大不便于调节，故BD符合题意。‎ ‎【答案】‎ ‎4.ABD ‎【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说法正确；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，图中只接入一个接线柱，所以B说法正确；图中电源由两节干电池充当，电动势是3.0V，所以电压表量程应选用0～3 V，图中连接是正确的，所以C说法 错误；图中把电压表直接和电池并联，正负接线柱接反了，且开关不能控制通过电压表的电流，所以电压表的接线不妥，D说法正确。‎ ‎【答案】‎ ‎5.BCD ‎【解析】用图象法求电动势和内阻时，从理论上看U-I图线严格地说应该是一条直线，但由于偶然误差存在，这些点不可能在一条直线上，只能近似在一条直线上。因此画U-I图线时这样处理：使直线尽可能多地通过所描的点，不在直线上的点大致均匀分布在左右两侧，若某个点离直线较远，说明测量时发生较大误差，这样的点应舍去。综上所述，选项B、C、D正确。‎ ‎【答案】‎ ‎6.AD ‎【解析】U-I图象中，纵截距代表电源电动势、直线斜率代表电源内阻，所以A对，B错。由图象可看出，当ΔI相同时，电源2的U变化大，C错、D对。‎ ‎【答案】‎ ‎7.ABD ‎【解析】图象与纵轴的交点为电池的电动势E＝3.0 V，由于纵坐标从零开始，故横轴截距是短路电流，内阻r＝＝Ω＝5Ω。故选ABD。‎ ‎【答案】‎ ‎8.C ‎【解析】当不考虑电流表内阻RA的影响时，由闭合电路欧姆定律，得E＝I1R1＋I1r，E ‎＝I2R2＋I2r。解得E＝，r＝。‎ 当考虑RA影响时，由闭合电路欧姆定律，得E0＝I1(R1＋RA＋r0)，E0＝I2(R2＋RA＋R0)。解得：E0＝，r0＝－RA。比较两组结果知：E0＝E，r0＜r。故选C。‎ 二、非选择题 ‎【答案】‎ ‎9.‎ 如图 ‎【解析】首先画出实验电路图如图所示。依据电路图连接实物图如答案图所示。因为待测电源电动势约为3 V，所以电压表选用0～3 V的量程；干电池的允许电流一般在0.5 A左右，所以电流表应选用0～0.6 A的量程；还有一点就是注意开关闭合前，要使变阻器接入电路的阻值尽量大些，保护电流表，以防烧坏。‎ ‎【答案】‎ ‎10.‎ ‎(1)见图1所示　(2)(3)见图2所示　‎ 图1‎ 图2‎ ‎(4)1.50(1.46～1.54)　0.3(0.25～0.35)‎ ‎【解析】(1)由欧姆定律E＝I(R＋r)知，只要知道两组外电阻和电流值，就可以求出电源电动势和内阻。因此，直接将可变电阻和电流表串联在电路中就行。(2)由电表可读出此时电流为0.50 A，则坐标为(2，2.6)，再在坐标纸上描出该点。(3)剔出明显有误差的点，将其他点用平滑的曲线连接起来，得到一条直线。(4)将欧姆定律的表达式E＝I(R＋r)变形得R＝－r－rA，由此式可知，外电阻和电流的倒数呈线性关系。将图中的直线延长，与纵坐标轴的交点为－r－rA＝－0.4，则电阻r＝0.3 Ω，直线的斜率为k＝E＝＝1.50(V)。‎ ‎【答案】‎ ‎11.‎ ‎(1)电路图如图所示 ‎(2)1.28　19‎ ‎【解析】(1)电路图如图所示 ‎（2）由E＝0.9＋r，E＝1＋r，得E＝1.28 V，r＝19 Ω。‎ ‎【答案】‎ ‎12.‎ ‎(1)如图所示 ‎ (2)b端　(3)如图所示 ‎(4)1.49 　0.60　(5)2.5‎ ‎【解析】(1)电路图连线如图 ‎(2)闭合开关S前，为保护电路，应使连入电路的滑动变阻器阻值最大，故滑动头c置于b端。‎ ‎(3)连线如图 ‎(4)电路中A1与R1串联等效于电压表，纵轴截距为0.149 mA，对应电压值U＝0.149×10－3×104 V＝1.49 V 故电动势E＝1.49 V，内阻r＝＝＝0.60 Ω ‎(5)短路电流Im＝＝ A＝2.5 A。‎