2.10实验：测定电池的电动势和内阻-2021-2022学年高二物理课后强化作业（人教版选修3-1）

2.10 实验：测定电池的电动势和内阻 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．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 【答案】A 【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．(多选)在测定电池的电动势和内电阻的实验中，除电池外，采用下列哪组器材可以进行实验(　　) A．电压表、电流表和滑动变阻器 B．电压表和滑动变阻器 C．电流表和电阻箱 D．电压表和电阻箱 【答案】ACD 【解析】 由闭合电路欧姆定律的公式：E＝U＋Ir＝I(R＋r)＝U＋r 可得出测量E，r的几种基本方法： ①改变R，测量两组U、I值，联立解得； ②已知不同的R值，分别测出电流I，联立解得； ③已知不同的R值，分别测出电压U，联立解得。 3．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，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出电池内阻r 【答案】C 【解析】 A中只测量两组数据求出E、r，偶然误差较大；B中计算E、r平均值虽然能减小误差，但太繁琐；D中分别求出I，U的平均值再求解的方法是错误的，用电压表直接接在电池两端测电动势的方法误差也较大。 4．在“测定电池的电动势和内阻”的实验中， (1)在图（乙）中完成本实验中的实物图连接。 (2)在图(甲)的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑动触头应置于 (选填“A”或“B”)端。 (3)图(丙)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)电路图如图所示　(2)A　(3)1.5　1 【解析】 （1） (2)由图(甲)所示电路可知，闭合开关前滑动变阻器的滑动触头应置于A端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。 (3)由图(丙)所示图象可知，电源电动势E=1.5 V，电源内阻。 5．在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中备有如下器材： A.干电池1节 B.滑动变阻器(0～20 Ω) C.滑动变阻器(0～1 kΩ) D.电压表(0～3 V，内阻约为20 kΩ) E.电流表(0～0.6 A，内阻RA=0.2 Ω) F.电流表(0～3 A，内阻约为0.01 Ω) G.开关、导线若干 (1)为了减小实验误差和方便操作，选择如图(甲)所示实验电路进行实验，其中滑动变阻器应选　　　　，电流表应选　　　　。(只填器材前的序号) (2)某同学根据实验测得的电压表的读数U和电流表的读数I，画出的UI图象如图(乙)所示，由图象可得电池的电动势为　　　　 V，内电阻为　　　　 Ω。(留到小数点后一位) (3)若考虑到电压表的分流和电流表的分压作用，则(2)中测得的数值和真实值相比，测得的电动势　　　　，内电阻　　　　(均选填“偏小”“不变”或“偏大”)；利用题中所给电表的参数对(2)中的测量值进行修正，则修正后的电池的电动势为　　　V，内电阻为　　Ω.  【答案】(1)B　E　(2)1.5　1.0 (3)不变　偏大　1.5　0.8 【解析】 (1)由于本实验中通过电源的电流不能太大，由题图(乙)可知，最大电流不超过0.6 A，所以电流表应选E；1节干电池的内阻较小，所以滑动变阻器应选B. (2)根据U=E-Ir=-rI+E，可知U-I图象纵轴截距即为电动势，图象斜率绝对值即为内阻r， 所以E=1.5 V，。 (3)电流表的示数即是干路电流，但由于电流表的分压作用，路端电压实际上是电流表两端电压与电压表示数之和；现对所测绘的U-I图象进行修正，当I=0时电流表两端电压为0，电压表示数就是路端电压，此时U的值准确；当I≠0时，电压表示数小于路端电压，对应的U的真实值比测量值稍大，修正图象如图所示，则可知测得的电动势不变，内电阻偏大。所测得的内电阻为电池内阻与电流表内阻之和， 故修正后的电池的电动势为1.5 V，内电阻为1.0 Ω-0.2 Ω=0.8 Ω。 6．在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中.备有下列器材: A.待测干电池(电动势约为1.5 V，内阻小于1.00 Ω) B.电流表G(满偏电流Ig=3 mA，内阻Rg=10 Ω) C.电流表A(0～0.6 A，内阻0.1 Ω) D.滑动变阻器R1(0～20 Ω，10 A) E.滑动变阻器R2(