高中物理教科版 (2019)必修 第三册7 实验:测量电池的电动势和内阻同步练习题

这是一份高中物理教科版 (2019)必修 第三册7 实验:测量电池的电动势和内阻同步练习题，共9页。试卷主要包含了6 A和0~3 A两个量程等内容，欢迎下载使用。
基础巩固
1.(多选)欲测量电池的电动势和内阻,除待测电池、开关和导线外,配合下列哪些仪器,可以达到实验目的( )
A.一只电压表和一个电阻箱
B.一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器
C.一只电流表和一个电阻箱
D.一只电流表和一个滑动变阻器
答案:ABC
解析:B项中,由闭合电路欧姆定律E=U+Ir,改变电阻可得多组U、I值,从而测出E、r,故B正确。A项中,由E=U+UR·r可测得电压和电阻值,也可测出E和r,故A正确。C项中,由E=I·(R+r)可测出电流和电阻值,可测出E和r,故C正确。D项中,用滑动变阻器无法得到电阻值,故D错误。
2.在测量电源电动势和内阻的实验中,某同学根据实验数据,作出了正确的U-I图像,如图所示,其中图线斜率绝对值的物理含义是( )

A.短路电流
B.电源内阻
C.电源电动势
D.全电路电阻
答案:B
解析:由闭合电路欧姆定律E=U+I·r,得U=E-I·r,所以在U-I图线中图线斜率的绝对值表示电源内阻,故B正确。
3.用如图所示电路测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的器材有
A.电压表V:0~3 V和0~15 V两个量程
B.电流表A:0~0.6 A和0~3 A两个量程
C.滑动变阻器R1(最大电阻为20 Ω)
D.滑动变阻器R2(最大电阻为100 Ω)
E.开关S和导线若干
(1)电流表应选用 量程;电压表应选用 量程;滑动变阻器应选 (选填“R1”或“R2”)。
(2)如图所示U-I图上是根据实验测得的7组数据标出的点,请你画出图线,并由图线求出E= V,r= Ω。
答案:(1)0~0.6 A 0~3 V R1 (2)图线如图所示 1.5 0.5
解析:(1)因为电源的电动势接近1.5 V,则电压表应该选择0~3 V量程,电池的内阻一般为几欧,则电流表应该选择0~0.6 A量程;同时为了方便调节,滑动变阻器应该选择阻值较小的,故选R1。
(2)将实验过程中描出的点用直线连接起来,连接时要使尽量多的点在直线上,不在直线上的点尽量分布在直线的两侧。由得到的直线可知,电源电动势为1.5 V,在直线上取一点,代入E=U+Ir,可以求出电源的内阻为0.5 Ω。
4.用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6 V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有:
电流表A1(量程0~30 mA);
电流表A2(量程0~100 mA);
电压表V(量程0~6 V);
滑动变阻器R1(阻值0~5 Ω);
滑动变阻器R2(阻值0~300 Ω);
开关S一个,导线若干条。
某同学的实验过程如下:
Ⅰ.设计如图所示的电路图,正确连接电路。
Ⅱ.将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录。以U为纵轴,I为横轴,得到如图所示的图线。
Ⅲ.断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤,得到另一条U-I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I0,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U0)。
回答下列问题:
(1)电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 。
(2)由图中的图线,得电源内阻r= Ω。
(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx= ,代入数值可得Rx。
(4)若电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围 ,电压表示数变化范围 。(均选填“相同”或“不同”)
答案:(1)A2 R2 (2)25 (3)U0I0-r (4)相同 不同
解析: (1)根据题意,电池内阻和待测电阻阻值均为数十欧,从电路图可以看出,滑动变阻器采用限流接法,故滑动变阻器应选R2;又电池的电动势为6 V,由欧姆定律可知电流表A1量程太小,故电流表选用A2。
(2)由闭合电路欧姆定律可知E=U+Ir,即U=E-Ir,U-I图线的斜率的绝对值表示电池的内阻,从U-I图线可以得出r=25 Ω。
(3)将Rx改接在B、C之间后,由闭合电路欧姆定律有E=U+I(Rx+r),即U=E-I(Rx+r),可知U0I0=Rx+r,则Rx=U0I0-r。
(4)滑动变阻器接入电路的阻值变化相同时,电流表示数变化范围相同,电压表测的是不同电阻两端的电压,所以示数变化范围不同。
能力提升
1.用如图所示的电路,测量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0~0.6 A、0~3 A)
(b)电压表(量程0~3 V、0~15 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 。
答案:(1)0~3 0~0.6 1 0~10 (2)电压表的分流作用
解析:(1)由于电源是一节干电池(1.5 V),所选量程为0~3 V的电压表;估算电流时,考虑到干电池的内阻一般为几欧姆左右,加上保护电阻,最大电流在0.5 A左右,所以选量程为0~0.6 A的电流表;由于电池内阻很小,所以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取值范围小,造成的误差大;滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了,取0~10 Ω能很好地控制电路中的电流和电压,若取0~100 Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。(2)系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的,一般具有倾向性,总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小,造成E测