高中物理人教版 (新课标)选修310 实验：测定电池的电动势和内阻习题

课后巩固提升

巩 固 基础

1．用图像法计算电动势和内阻时，先要描点，就是在U－I坐标系中描出与每组I、U值对应的点，以下说法中正确的是(　　)

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．这些点应当基本上在一条直线上，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．画U－I图线时应当使它通过尽量多的描出的点

D．不在U－I图线上的点应当大致均衡地分布在图线两侧

E．个别偏离直线太远的点，应当舍去

答案　BCDE

2．“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图像时，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

3．下图是根据某次实验记录数据画出的U－I图像，下列关于这个图像的说法中正确的是(　　)

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＝，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图像中，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A正确；U－I图像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B、C错误；图线的斜率的绝对值为该电源的内阻，故D正确．

答案　AD

4．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A对，B错；电压表另一端应接电源的正极，即a点，故C对、D错．

答案　AC

5．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＝，因为RV≫r，所以U≈E.

答案　电压　正极　负极　　偏小

6．利用电流表和电压表测电池的电动势和内阻所依据的公式是________，需要测量的物理量有________．

答案　E＝U＋Ir　I、U

提 升 能 力

7．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)

答案　(1)电路图为：

(2)A　C　E

8．为了测定一节干电池的电动势和内阻，在下图给出的两种实验电路图，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(1750 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　甲　A、C、F、G、H

9．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－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＝－r，由此图的斜率为电动势E，纵轴截距大小为内阻r，E＝ V＝2.9 V，r＝0.9 Ω.

答案　2.9　0.9

10．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，只须去掉一根导线，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

11．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

12．(2010·广东)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；断开开关S1

(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＝(R＋R0＋r),1.49＝(20＋5＋r)．

解得r＝0.69 Ω.

由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　②A.20 Ω　C．闭合　③0.69 Ω　④小