教科版高中物理必修第三册课后习题 第二章 7.实验 测量电池的电动势和内阻.docVIP

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7.实验:测量电池的电动势和内阻

课后训练巩固提升

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

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:0~3V和0~15V两个量程

B.电流表A:0~0.6A和0~3A两个量程

C.滑动变阻器R1(最大电阻为20Ω)

D.滑动变阻器R2(最大电阻为100Ω)

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)0~0.6A0~3VR1(2)图线如图所示1.50.5

解析:(1)因为电源的电动势接近1.5V,则电压表应该选择0~3V量程,电池的内阻一般为几欧,则电流表应该选择0~0.6A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1.5V,在直线上取一点,代入E=U+Ir,可以求出电源的内阻为0.5Ω。

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6V,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0~30mA);

电流表A2(量程0~100mA);

电压表V(量程0~6V);

滑动变阻器R1(阻值0~5Ω);

滑动变阻器R2(阻值0~300Ω);

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)A2R2(2)25(3)U0

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6V,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=25Ω。

(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

(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0~0.6A、0~3A)

(b)电压表(量程0~3V、0~15V)

(c)定值电阻(阻值1Ω、额定功率5W)

(d)定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W)

(e)滑动变