【物理】2020届一轮复习人教版实验：测定电池的电动势和内阻课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版实验：测定电池的电动势和内阻课时作业

‎2020届一轮复习人教版 实验：测定电池的电动势和内阻 课时作业 一、选择题 ‎1．下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，又直观、简便的是(　　)‎ A．测出两组I、U的数据，代入方程组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、r，最后分别求出其平均值 C．测出多组I、U的数据，画出UI图象，再根据图象求出E、r D．多测几组I、U的数据，分别求出I和U的平均值 解析：图象法可以减小偶然误差，并且能直观简便的得出最终结果，故在测电动势和内电阻时常常用图象法分析，C选项正确．‎ 答案：C ‎2．(2016·北京卷)某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合．为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是(　　)‎ A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器 B．一个伏特表和多个定值电阻 C．一个安培表和一个电阻箱 D．两个安培表和一个滑动变阻器 解析：A选项中，安培表测电流，伏特表测路端电压，滑动变阻器改变电路的阻值从而获得多组数据，可以测出电池的电动势和内阻，A选项符合题意；B选项中，伏特表测路端电压，电流通过路端电压和定值电阻比值求得，改变定值电阻的个数改变路端电压，可以测出电动势和内阻，B选项符合题意；C选项中，安培表测电流，路端电压通过电流和定值电阻求得，通过改变定值电阻的个数改变电路的电流，可以测出电动势和内阻，C选项符合题意；滑动变阻器阻值未知，不能测出路端电压，D选项不符合题意．‎ 答案：D 二、非选择题 ‎3．某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：‎ A．被测干电池一节 ‎ B．电流表1：量程0～0.6 A，内阻rA＝0.3 Ω C．电流表2：量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω D．电压表1：量程0～3 V，内阻未知 E．电压表2：量程0～15 V，内阻未知 F．滑动变阻器1：0～10 Ω，2 A G．滑动变阻器2：0～100 Ω，1 A H．开关、导线若干 伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．‎ ‎(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母)：电流表选择________，电压表选择________，滑动变阻器选择________．‎ ‎(2)实验电路图应选择下图中的________(选填“甲”或“乙”)．‎ 解析：(1)一节干电池的电动势为1.5 V，故选择电压表D，电流表内阻已知，可以减少误差，故选择电流表B，电池内阻较小，选择滑动变阻器F.‎ ‎(2)电流表内阻已知，将电流表内阻等效为电源内阻，选择电路图甲．‎ 答案：(1)B　D　F　(2)甲 ‎4．现用以下器材测量电池的电动势和内电阻．‎ A．被测电池(电动势在10 V～15 V之间)‎ B．电阻箱(0～20 Ω)‎ C．滑动变阻器(最大阻值20 Ω)‎ D．定值电阻R0(阻值5 Ω)‎ E．电流表A1(量程0.6 A)‎ F．电流表A2(量程3 A)‎ G．电键 H．导线若干 实验中只用到了包括电池和定值电阻R0在内的六种实验器材，并利用实验数据做出了通过电源的电流I的倒数和外电路电阻R(R0除外)的关系图线，即R图线，如图1所示．则：‎ ‎(1)实验时电阻箱和滑动变阻器二者中应选择________．‎ ‎(2)在图2虚线框内画出实验原理图．‎ ‎(3)根据图线求出电池的电动势为_________V，内阻为_________Ω.‎ ‎(4)说出实验中产生误差的原因(说出两条即可)：‎ ‎________________________________________________________________________；‎ ‎________________________________________________________________________.‎ 解析：(1)电学实验的原理是根据欧姆定律利用伏安法测电阻，即用电压表测未知电阻两端的电压，用电流表测量通过未知电阻的电流，根据欧姆定律I＝，求出电阻R＝；本题中只有电流表两个，内阻未知的情况下，不能改装成电压表，相当于电压未知，这就需要知道电流和电阻值，即利用电流表和电阻箱测量电阻，所以实验时选择电阻箱．‎ ‎(2)根据题干信息和提供的实验器材选择测量电源电动势与内阻实验所需器材；分析图线可知，电流值最大可达到2 A，则选择量程为3 A的电流表A2，定值电阻串联在电路中起到保护电路的作用，作出实验电路图：‎ ‎(3)根据电路图，列闭合电路欧姆定律得，E＝I(R＋R0＋r)，解得＝＋，图线的斜率为，纵轴截距为，代入数据得，电源电动势E＝12 V，电源内阻 r＝1 Ω.‎ ‎(4)根据实验电路分析误差，电流表的内阻会对实验结果产生系统误差，考虑电流表内阻r0的情况下，E＝I(R＋R0 ＋r＋r0 )，解得＝＋，电源电动势不受影响，电源内阻变大；电表读数时会产生偶然误差；作图时会产生偶然误差．‎ 答案：(1)电阻箱　‎ ‎(2)‎ ‎(3)12　1　(4)电流表的内阻分压产生的系统误差　电流表读数时产生的偶然误差 ‎5．(2018·郑州一中模拟)某同学用如图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻，改变滑动变阻器的阻值，测得多组电压表的读数U和电流表的读数I，画出UI图象如图乙所示．‎ ‎(1)若把电压表和电流表均当作理想电表来处理，则电源电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.‎ ‎(2)若电流表内阻RA不能忽略，则(1)中测得的电源内阻________(选填“大于”或“小于”)真实值．‎ ‎(3)为了测得电源内阻的真实值，这位同学采用了如图丙所示的电路测量出了RA，实验操作步骤如下：‎ ‎①按图丙连接好电路，断开S1、S2，将R调到最大．‎ ‎②合上S1，调节R使电流表满偏．‎ ‎③保持R不变，闭合S2，调节电阻箱使电流表半偏．‎ ‎④断开S1，读出R′的阻值为0.3 Ω.‎ ‎⑤实验中R远大于R′，则可认为电流表内阻RA＝________Ω.‎ ‎⑥电源内阻的值为________Ω.‎ 解析：(1)电源的UI图象与纵轴的交点的纵坐标值是电源电动势，E＝1.5 V，图象斜率的绝对值是电源内阻r＝1.0 Ω.‎ ‎(2)电流表内阻不能忽略，把电流表看作内阻的一部分，电源内阻的测量值等于电源内阻与电流表内阻之和，电阻测量值大于真实值．‎ ‎(3)⑤实验中R远大于R′，则可认为电流表内阻RA＝0.3 Ω.‎ ‎⑥电源内阻的值为0.7 Ω.‎ 答案：(1)1.5　1.0　(2)大于　(3)⑤ 0.3　⑥ 0.7‎ ‎6．用如图1所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：‎ 待测电源(电动势约3 V，内阻约2 Ω)，‎ 保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω)，‎ 滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干．‎ 实验主要步骤：‎ ‎①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；‎ ‎②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；‎ ‎③在图2中，以U为纵坐标，I为横坐标，做UI图线(U、I都用国际单位)；‎ ‎④求出UI图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)电压表最好选用________；电流表最好选用________.‎ A．电压表(0～3 V，内阻约15 kΩ)‎ B．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)‎ C．电流表(0～200 mA，内阻约2 Ω)‎ D．电流表(0～30 mA，内阻约2 Ω)‎ ‎(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是 ‎________.‎ A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱 B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱 C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱 D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱 ‎(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝________，r＝________代入数值可得E和r的测量值．‎ 解析：(1)分析电路可知，电压表内阻越大，分流越小，误差也越小，应选内阻较大的电压表A；流过电流表的最大电流Im＝＝300 mA，故选择电流表C.‎ ‎(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，说明滑动变阻器接入电路的阻值变大，即一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱，C选项正确．‎ ‎(3)根据闭合电路欧姆定律可知，U＝E－I(r＋R2)，图象的斜率k＝r＋R2，内阻r＝k－R2，横轴截距a＝，联立解得E＝ka.‎ 答案：(1)A　C　(2)C　(3)ka　k－R2‎