高二物理新人教版選修3-1學(xué)業(yè)分層測評第2章10測定電池的電動勢和內(nèi)阻【含解析】

學(xué)業(yè)分層測評(十八)(建議用時：45分鐘)1．(多項選擇)某學(xué)生用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內(nèi)阻時，所用滑動變阻器的阻值范圍為0～20Ω，連接電路的實物圖如圖2-10-12所示．關(guān)于該學(xué)生接線的說法正確的是( )圖2-10-12A．滑動變阻器不起變阻作用B．電流表接線有誤C．電壓表量程采用不妥D．電壓表接線不妥【剖析】在實物連線圖中，滑動變阻器的兩個固定端接入電路了，沒有接滑動頭，所以搬動變阻器滑動時，不會改變接入電路的電阻大小，變阻器不起變阻作用，A正確；電流表只贊同電流從電表的正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出，圖中電流表的正、負(fù)接線柱接對了，因此B錯誤；圖中電源由一節(jié)干電池充當(dāng)，電動勢是1.5V，因此電壓表量程應(yīng)采用0～3V，圖中連接是正確的，因此C錯誤；圖中把電壓表直接和電池并聯(lián)，這樣即使將開關(guān)斷開，電壓表仍有示數(shù)，即開關(guān)不能夠控制經(jīng)過電壓表的電流，且電流從負(fù)接線柱流入，從正接線柱流出，因此電壓表的接線不妥，D正確．【答案】AD2．某興趣小組研究用不同樣方法測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，他們提出的實驗方案中有以下四種器材組合．為使實驗結(jié)果盡可能正確，最不能取的一組器材是( )A．一個安培表、一個伏特表和一個滑動變阻器B．一個伏特表和多個定值電阻C．一個安培表和一個電阻箱D．兩個安培表和一個滑動變阻器U【剖析】

由E＝U＋I(xiàn)r

、E＝IR＋I(xiàn)r

、E＝U＋Rr

知，要測量

E和

r，需要測出多組

U、I或I、R或

U、R值，選項

A、B、C均可滿足測量需要，選項

D中

R無法測出，最不能?。敬鸢浮?/p>

D3( )

2-10-13

U-I說法中正確的選項是( )圖2-10-13A．縱軸截距表示待測電源的電動勢，即E＝3.0VB．橫軸截距表示短路電流，即I短＝0.6AC．依照r＝E/I短，計算出待測電源內(nèi)阻為5ΩD．依照r＝|UI|，計算出待測電源內(nèi)阻為1Ω【剖析】在-圖象中，圖線與U軸的交點表示電源電動勢，由圖可知＝3.0V，AUIE正確；此圖的縱坐標(biāo)其實不是從零開始，故B、C錯誤；在-圖象中斜率U表示電源內(nèi)阻r，UII故D正確．【答案】AD4．某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖2-10-14甲所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r.根1據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖乙所示的R－I圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此能夠獲取E＝______V，r＝________Ω.圖

2-10-14E

1

1【剖析】

由閉合電路歐姆定律

E＝I(R＋r)，得

R＝I－r＝E·I－r，因此

R-I圖象的斜率值

R1

即為電源電動勢，而縱截距的絕對值為內(nèi)阻

r.由圖象可得

r＝1

Ω，在圖象I上取點計算斜率可得E＝3V.【答案】315．用如圖2-10-15所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻．實驗器材：待測電源(電動勢約3V，內(nèi)阻約2Ω)，保護(hù)電阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑動變阻器R，電流表A，電壓表V，開關(guān)S，導(dǎo)線若干．實驗主要步驟：(ⅰ)將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)；(ⅱ)逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I；(ⅲ)以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作U-I圖線(U、I都用國際單位)；(ⅳ)求出U-I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a.圖2-10-15回答以下問題：電壓表最好采用________；電流表最好采用________．A．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約15kΩ)B．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)C．電流表(0～200mA，內(nèi)阻約2Ω)D．電流表(0～30mA，內(nèi)阻約2Ω)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大．兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是________．A．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱B．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱C．一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱D．一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱(3)采用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式，E＝________，r＝________，代入數(shù)值可得E和r的測量值.【剖析】(1)由于待測電源的電動勢為3V，故電壓表應(yīng)選0～3V量程，而該電路中電壓表分流越小，實驗誤差越小，應(yīng)選大內(nèi)阻的電壓表，故電壓表選A.回路中電流的最大值I＝E≈158mA，故電流表選C.max＋r1＋2＋A當(dāng)電壓表示數(shù)變大時，說明外電路電阻變大，即滑片從左向右滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻變大，關(guān)于A、B兩選項，在滑片搬動的過程中回路電阻不變，選項C中滑片向右搬動時回路電阻變大，選項D中，滑片向右搬動時回路電阻變小，應(yīng)選項C正確．(3)依照閉合電路歐姆定律，得＝＋(2＋)，即＝－(2＋)，因此k＝2＋，EUIRrUEIRrRr因此r＝k－R，橫截距為U＝0時，I＝a，即0＝E－ak，因此E＝ak.2【答案】(1)AC(2)C(3)akk－R26．小明利用如圖2-10-16所示的實驗裝置測量一干電池的電動勢和內(nèi)阻．圖2-10-16圖中電流表的示數(shù)為________A.調(diào)治滑動變阻器，電壓表和電流表的示數(shù)記錄以下：U/V1.451.361.271.161.06I/A0.120.200.280.360.44請依照表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上作出U-I圖線．圖2-10-17由圖線求得：電動勢E＝________V；內(nèi)阻r＝______________Ω.實驗時，小明進(jìn)行了多次測量，開銷了較長時間，測量時期素來保持電路閉合．其實，從實驗誤差考慮，這樣的操作不妥，由于_________________．【剖析】

(1)電流表采用量程為

0～0.6A

，分度值為

0.02A

，則其讀數(shù)為

0.44A.(2)坐標(biāo)系選擇合適的標(biāo)度，依照表中數(shù)據(jù)描點作出的

U-I

圖線以下列圖．圖線與縱軸交點為“1.61V”，故E＝1.61V，由圖線的斜率U＝1.24知，電池內(nèi)阻I為1.24Ω.注意此處不要用圖象與縱軸交點值除以與橫軸交點值．長時間保持電路閉合，電池會發(fā)熱，電池內(nèi)阻會發(fā)生變化，干電池長時間放電，也會引起電動勢變化，以致實驗誤差增大．【答案】(1)0.44(2)-圖線見解析1.61(1.59～1.63都算對)1.24(1.22～UI1.26都算對)(3)干電池長時間使用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化，以致實驗誤差增大7．在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有以下器材：A．待測的干電池(電動勢約為1.5V，內(nèi)電阻小于1.0Ω)B．電流表A1(量程0～3mA，內(nèi)阻Rg1＝10Ω)C．電流表A2(量程0～0.6A，內(nèi)阻Rg2＝0.1Ω)D．滑動變阻器R1(0～20Ω，10A)E．滑動變阻器R2(0～200Ω，1A)F．定值電阻R0(990Ω)G．開關(guān)和導(dǎo)線若干甲乙圖2-10-18某同學(xué)設(shè)計了如圖2-10-18甲所示的(a)、(b)兩個實驗電路，其中合理的是________圖；在該電路中，為了操作方便且能正確地進(jìn)行測量，滑動變阻器應(yīng)選________(填寫器材名稱前的字母序號)，這是由于若選中另一個變阻器，________________________________________________________________________(2)圖乙為該同學(xué)依照(1)中選出的合理的實驗電路，利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I1—I2圖線(I為電流表A的示數(shù)，I為電流表A的示數(shù))，為了簡化計算，該同學(xué)認(rèn)為I1遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于I，11222則由圖線可得電動勢E＝____________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)【剖析】(1)上述器材中誠然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，將電流表G串通一個電阻，能夠改裝成較大量程的電壓表．a(chǎn)、b兩個參如實驗電路，其中合理的是b，由于電源的內(nèi)阻較小，因此應(yīng)該采用較小最大值的滑動變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測量和誤差的減小，滑動變阻器應(yīng)選

D.(2)依照歐姆定律和串通的知識得，電源兩端電壓

U＝I1(990＋10)＝1000I1，