3.實驗:電池電動勢和內阻的測量課后篇鞏固提升合格考達標練1.現要測量某電源的電動勢和內阻。可利用的器材有:電流表A,電壓表V,阻值未知的定值電阻R1、R2、R3、R4、R5,開關S,一端連有金屬夾P的導線1,其他導線若干。某同學設計的測量電路如圖所示。(1)測量時,改變金屬夾P所夾的位置,使R1、R2、R3、R4、R5依次串入電路,記錄對應的電壓表的示數U和電流表的示數I,數據如下表所示。根據表中數據,在圖中的坐標紙上將所缺數據點補充完整,并畫出UI圖線。I/mA1921521107030U/V2.512.592.682.762.84(2)根據UI圖線求出電源的電動勢E=V,內阻r=Ω。(內阻保留兩位有效數字)

答案(1)圖見解析(2)2.902.0解析(1)在圖中的坐標紙上將所缺數據點補充完整,畫出UI圖線如圖所示:(2)由電源UI圖像與縱軸的交點可以知道電源電動勢E=2.90V;電源內阻:r=ΔUΔI=2.2.一同學用圖甲電路測量電源的電動勢和內阻。所用的實驗器材有:待測電源(電動勢約為3V,內阻約為7Ω),保護電阻R1(阻值為10Ω),滑動變阻器R(阻值范圍為0~20Ω),電流表,電壓表,開關S,導線若干。他的主要實驗步驟如下:①按圖甲連接電路;②將滑動變阻器接入電路的阻值調到最大,閉合開關;③逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值,記下電壓表的示數U和相應電流表的示數I;④以U為縱坐標、I為橫坐標,作UI圖像。甲乙(1)測量電源的電動勢和內阻,電壓表應選用;電流表應選用。(均選填選項標號)

A.電壓表(0~15V,內阻約為15kΩ)B.電壓表(0~3V,內阻約為3kΩ)C.電流表(0~300mA,內阻約為2Ω)D.電流表(0~30mA,內阻約為20Ω)(2)用該電路測量出多組數據,作出圖乙所示的UI圖像,則待測電源電動勢E=V、內阻r=Ω。(結果均保留兩位有效數字)

答案(1)BC(2)3.07.2解析(1)由于待測電源的電動勢約為3V,故電壓表應該選擇B,由于電路中的最大電流約176mA,故電流表應該選擇C。(2)由閉合電路歐姆定律可得U=EIr,故該圖像與縱軸的交點為電源電動勢,故電動勢為3.0V;該圖像斜率的絕對值表示電源內阻,故電源內阻為7.2Ω。3.物理興趣小組的同學在測兩節干電池串聯時的電動勢和內阻時所用器材如下:A.兩節干電池串聯:電動勢約為3V,內阻約為1Ω;B.電壓表V:量程0~3V,內阻為幾千歐;C.電流表A:量程0~100mA,內阻為4.5Ω;D.標準電阻R0:0.5Ω;E.滑動變阻器R:0~20Ω;F.開關、導線若干。(1)該小組同學設計了如下圖甲所示的電路圖,請依據電路圖用筆畫線在圖乙中將實物圖連接完整。甲乙丙(2)實驗中,該小組閉合開關,調節滑動變阻器,多次測量得出多組電壓表示數U和電流表示數I,通過描點畫出電源的UI圖像如圖丙所示,則該電源的電動勢E=V、內阻r=Ω。(結果均保留兩位小數)

(3)由于電表內阻的影響,該電源的電動勢測量值真實值,內電阻的測量值真實值。(以上兩空均選填“大于”“等于”或“小于”)

答案(1)見解析(2)2.95(2.93~2.97)0.95(0.93~0.97)(3)小于小于解析(1)根據電路圖,實物連接如圖所示:(2)根據閉合電路歐姆定律E=U+I+IRgR整理得U=E(R電源的UI圖像在U軸上的截距為電動勢,由圖可得E=2.95V;由UI圖像的斜率得(R0解得r=0.95Ω;(3)如果考慮電表內阻的影響,根據閉合電路歐姆定律E=U+I+IRgR整理得U=RVRV設電源的UI圖像在U軸上的截距為a真實的電動勢E'=RV+所以電源的電動勢測量值小于真實值;設電源的UI圖像在U軸上的斜率為k,內阻的測量值為r=R真實的內阻r'=R所以電源的內阻測量值小于真實值。等級考提升練4.(2021江蘇蘇州高二期中)用實驗測一電池的內阻r和一待測電阻的阻值Rx。已知電池的電動勢約6V,電池內阻和待測電阻阻值都為數十歐。可選用的實驗器材有:電流表A1(量程0~30mA);電流表A2(量程0~100mA);電壓表V(量程0~6V);滑動變阻器R1(阻值0~5Ω);滑動變阻器R2(阻值0~300Ω);開關S一個,導線若干條。某同學的實驗過程如下:①設計如圖所示的電路圖,正確連接電路。②將R的阻值調到最大,閉合開關,逐次調小R的阻值,測出多組U和I的值,并記錄。以U為縱軸,I為橫軸,得到UI圖線。③斷開開關,將Rx改接在B、C之間,A與B直接相連,其他部分保持不變。重復②中的步驟,得到另一條UI圖線,圖線與橫軸I的交點坐標為(I0,0),與縱軸U的交點坐標為(0,U0)。回答下列問題:(1)電流表應選用,滑動變阻器應選用。

(2)用I0、U0和r表示待測電阻的表達式Rx=,代入數值可得Rx。

(3)若電表為理想電表,Rx接在B、C之間與接在A、B之間,滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調到某同一位置,兩種情況相比,電流表示數變化范圍,電壓表示數變化范圍。(均選填“相同”或“不同”)

答案(1)A2R2(2)U0I0r(3)解析(1)由電路圖可以看出,滑動變阻器采用限流式接法,故滑動變阻器應選R2;根據題意,電池內阻和待測電阻阻值均為數十歐,又知電池的電動勢約為6V,由歐姆定律可知電路電流為數十毫安,電流表A1量程太小,故電流表選用A2。(2)將Rx改接在B、C之間后,由閉合電路歐姆定律有E=U+I(Rx+r),即U=EI(Rx+r),可知U0I0=Rx+r,則Rx=(3)滑動變阻器接入電路的阻值變化相同時,電流表示數變化范圍相同,電壓表測的是不同電阻兩端的電壓,所以示數變化范圍不同。5.在測定一節干電池的電動勢和內電阻的實驗中,備有下列器材:A.干電池E(電動勢約為1.5V,內電阻約為1.0Ω)B.電壓表V(0~15V,內阻約為10kΩ)C.電流表A(0~0.6A,內阻約為0.1Ω)D.靈敏電流計G(滿偏電流Ig=3mA,內阻Rg=10Ω)E.滑動變阻器R1(0~10Ω,最大電流約為10A)F.滑動變阻器R2(0~100Ω,最大電流約為1A)G.定值電阻R3=990ΩH.開關、導線若干(1)為了方便且能較準確地進行測量,其中應選用的滑動變阻器是(選填“R1”或“R2”)。

(2)請在方框內畫出合適的實驗電路圖,并在圖中標上所選用器材的符號。(3)如圖所示為某一同學根據他設計的實驗,繪出的I1I2圖線(I1為電流表G的示數,I2為電流表A的示數),由圖線可求得被測電池的電動勢E=V,內電阻r=Ω。(結果均保留兩位小數)

答案(1)R1(2)見解析圖(3)1.480.82(0.81~0.85)解析(1)滑動變阻器起調節電路作用,若總電阻太大,則調節時電阻變化過大,故應選取小一點的電阻,約為內阻的十倍即可,故選R1;(2)電路直接采用串聯即可,15V電壓表量程過大,可以用靈敏電流計與定值電阻串聯,充當電壓表使用,并聯在電源兩端,電路圖如圖所示;(3)靈敏電流計與定值電阻R3串聯后的量程為U=Ig(R3+Rg)=3V,由題圖可知縱軸截距為1.48mA,則對應的電壓值為1.48V,即電源的電動勢E=1.48V,內阻r=1.48-1.070.56.將一銅片和一鋅片分別插入一個蘋果內就構成了簡單的“水果電池”,其電動勢約為1.5V,內阻約幾百歐姆。為了測定水果電池的電動勢和內阻,提供的實驗器材有:水果電池、電流表A(量程0~3mA,內阻約為0.5Ω)、電壓表V(量程0~1.5V,內阻約為3kΩ)、滑動變阻器R1(阻值0~3kΩ,額定電流為1A)、開關、導線若干。(1)應選圖(選填“a”或“b”)電路圖實驗。

(2)根據實驗記錄的數據,經描點、連線得到水果電池的路端電壓隨電流變化的