新课标版物理选修31：第二章恒定电流双基限时练10

双基限时练(十八) 实验：测定电池的电动势和内电阻 1．“测定电源的电动势和内阻”的实验中，下列注意事项中错误的是( ) A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显 B．应选用内阻较小的电压表和电流表 C．移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载 D．根据实验记录的数据作U-I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧 解析 该实验电流表的内阻对实验没有影响，电压表的内阻对实验有影响，电压表的内阻越大，实验的误差越小，故应选内阻较大的电压表． 答案 B 2．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( )

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＝EI短，计算出待测电源内阻为5 Ω

D．根据r＝ΔUΔI，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． 答案 AD 3．如图在测定电池的电动势和内电阻实验的实物连接图中，电流表和电压表的正接线都尚未连接，为了做这个实验，应该把( )

A．电流表正接线柱与c点相连 B．电流表正接线柱与b点相连 C．电压表的正接线柱与a点相连 D．电压表的正接线柱与c点相连 解析

测量电池电动势和内阻的实验电路如图所示．所以电流表的正极接线柱应与滑动变阻器的c或d连接，故选项A对，选项B错；电压表另一端应接电源的正极，即a点，故选项C对，选项D错． 答案 AC 4．若只需要粗测一节干电池的电动势E，则可以用______表进行直接测定，在操作时应将表的正接线柱与干电池的________相连接，将表的负接线柱与干电池的__________相连接．进行上述测定的理论依据是U＝________.用这种方法测得的电动势的值总是比电动势的真实值要________． 解析 粗测电源电动势，可直接把电压表接到电池的两端，将电压表的正接线柱接到干电池的正极，将电压表的负接线柱与干电池的负极相连

接．测定电源电动势的理论根据是闭合电路欧姆定律：U＝IR＝ERVRV＋r，因为RV≫r，所以U≈E. 答案 电压 正极 负极 ERVRV＋r 偏小 5．用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验，供选用的器材有( ) A．电流表(量程0～0.6 A，RA＝1 Ω) B．电流表(量程0～5 A，RA＝0.6 Ω) C．电压表(量程0～3 V，RV＝5 kΩ) D．电压表(量程0～15 V，RV＝10 kΩ) E．滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流1.5 A) F．滑动变阻器(0～2 kΩ，额定电流0.2A) G．待测电源(一节一号干电池)开关、导线若干 (1)画出能使本实验测量精确程度高的实验电路图； (2)电路中电流表应选用________，电压表选用______，滑动变阻器选用________．(用字母代号填写) 解析 待测电源为一节干电池，电动势约为1.5 V，故电压表应选取电压表C，滑动变阻器应选取总阻值较小的滑动变阻器E，电流表选取量程较小的A. 电路图如图所示． 答案 (1)见解析 (2)A C E 6．为了测定一节干电池的电动势和内阻，下图给出两种实验电路图，由于一般电池的内阻较小(比电压表的内阻小得多，与电流表的内阻相差不多)．所以为使测量结果比较准确，应选用__________图所示的电路．

若实验台上备有下列实验器材： A．电流表(0～0.6 A) B．电流表(0～3 A) C．电压表(0～3 V) D．电压表(0～15 V) E．滑动变阻器(1 750 Ω，0.3 A) F．滑动变阻器(10 Ω，2 A) G．开关 H．导线 应该选用的器材是________________．(填字母代号) 解析 通过电池的电流不能太大(1 A以下)，故选A，由电源电动势可以知道选C；滑动变阻器E电流太小，电阻太大，使用不方便，故选F. 答案 ① A、C、F、G、H 7．某研究性学习小组利用如图①所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图②所示的R-1I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E＝________V，r＝________Ω.

解析 由闭合电路的欧姆定律E＝I(R＋r)，得R＝EI－r，由此图的斜率为电动势E，纵轴截距大小为内阻r，E＝2－－0.91.0 V＝2.9 V，r＝0.9 Ω. 答案 2.9 0.9 8．在用伏安法测定电池的电动势和内阻的实验中，下图是某一同学的实物连线图．他连线有一处错误，只需去掉一根导线，就可改正此错，这根导线的编号是______________________________． 解析 把题中的实物连线图改画成相应的电路图如右图所示，由于有了一条导线③，使电流表测量出的不是总电流了，所以应该去掉的导线编号是③. 答案 ③

9．用如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有： (a)电流表(量程0.6 A、3 A)； (b)电压表(量程3 V、15 V)； (c)定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W)； (d)定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W)； (e)滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A)； (f)滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)． 那么 (1)要正确完成实验，电压表的量程应选择________V，电流表的量程应选择______A；R0应选择______Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器． (2)引起该实验系统误差的主要原因是________________． 解析 一节干电池的电动势约为1.5 V，故电压表的量程应选用3 V，若选用10 Ω的定值电阻，电路中的最大电流约0.15 A，对电流表而言，选用0.6 A量程，指针偏转角度也较小，测量误差较大，故应选用1 Ω的定值电阻，电流表选0.6 A量程，滑动变阻器选用0～10 Ω额定电流2 A．本实验的系统误差来源于电压表分流造成的误差． 答案 (1)3 0.6 1 0～10 (2)电压表分流 10．某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，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. (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： A．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________ B．将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V C．将开关S2________，电压表的示数是1.16 V (3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留两位有效数字)． (4)由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________(填“大”或“小”)． 解析 由图意可知电阻箱的读数为20 Ω，将S1闭合，S2断开，电压表测量的为电源电动势，E＝1.49 V.

当闭合开关S2后，由闭合电路欧姆定律，得E＝UR(R＋R0＋r),1.49＝1.1620

(20＋5＋r)．解得r＝0.69 Ω. 由于电压表不是理想电压表，所测得的电压1.49 V，比电源电动势小． 答案 (1)如图

(2)A.20 Ω C．闭合 (3)0.69 Ω (4)小 11．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(量程为0～0.6 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，设计图甲中器件的连接方式，并用笔画线把它们连接起来．

(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

图乙所示．处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数1I；再绘制

R-1I坐标图，如图丙所示．图中已标注了1I，R的几个与测量对应的坐标点．请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上．

(3)在图丙中把描绘出的坐标点连成图线． (4)根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω. 解析 (1)如图所示． (2)当R＝2.6 Ω时，由图乙知I＝0.50 A，1I＝2 A－1，点(2,2.6)如图乙所示．

(3)如图乙所示可见是一条倾斜的直线，连线时注意：①不能连成折线，②为减小误差，个别偏离太远的点要舍去．

(4)由闭合电路的欧姆定律E＝I(R＋r)，得R＝EI－r，故图象中的斜率k表示电源的电动势E的大小，纵轴截距的绝对值表示内阻r，由乙图象可知E＝k＝6.0－04.22－0.23 V≈1.5 V，(1.46～1.54范围内均正确)r≈0.3 Ω(0.25～0.35均正确)． 答案 (1)(2)(3)见解析 (4)1.5(1.45～1.54) 0.3(0.25～0.35)