實(shí)驗(yàn):測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻訓(xùn)練題(帶答案)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


1.在“測(cè)定電電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出了正確的U-I圖象,如圖2-10-11所示,其中圖線斜率絕對(duì)值的物理含義是(  )

圖2-10-11

A.短路電流
B.電內(nèi)阻
C.電電動(dòng)勢(shì)
D.全電路電阻
解析:選B.由閉合電路公式E=I(R+r)=U+I(xiàn)r得U=E-Ir,所以在U-I圖象中圖線斜率表示電內(nèi)阻.故正確答案為B.
2.用伏安法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,下列說法中錯(cuò)誤的是(  )
A.應(yīng)選用舊的干電池作為被測(cè)電,以使電壓表讀數(shù)變化明顯
B.應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表
C.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí),不能使滑動(dòng)變阻器短路造成電流表過載
D.使滑動(dòng)變阻器阻值盡量大一些,測(cè)量誤差才小
解析:選BD.選用電表時(shí)應(yīng)選用內(nèi)阻較大的電壓表和內(nèi)阻較小的電流表;同時(shí),滑動(dòng)變阻器的阻值不能太大.如果這樣電流較小,電流表讀數(shù)誤差較大,故應(yīng)選B、D.
3.(2011年朝陽(yáng)區(qū)高二檢測(cè))如圖2-10-12所示,是甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路.電路中R1、R2為已知阻值的電阻.下列說法中正確的是(  )

圖2-10-12
A.只有甲同學(xué)設(shè)計(jì)的電路能測(cè)出電的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻
B.只有乙同學(xué)設(shè)計(jì)的電路能測(cè)出電的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻
C.只有丙同學(xué)設(shè)計(jì)的電路能測(cè)出電的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻
D.三位同學(xué)設(shè)計(jì)的電路都能測(cè)出電的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻
解析:選D.圖甲中可用E=I1(r+R1)、E=I2(r+R2)求得電的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,圖乙中可用E=U1+U1R1r、E=U2+U2R2•r求得電的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,而圖丙中可用E=U1+I(xiàn)1r、E=U2+I(xiàn)2r求得電的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,故三位同學(xué)設(shè)計(jì)的電路都能測(cè)出電的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,故D正確.
4.(2011年濱州市高二檢測(cè))某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖2-10-13所示電路測(cè)量某電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r.由于該電池的內(nèi)電阻r較小,因此在電路中接入了一阻值為2.00 Ω的定值電阻R0.
(1)按照實(shí)物連線圖在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖:

圖2-10-13
(2)閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱的阻值,讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)U,并計(jì)算出通過電阻箱的電流數(shù)值I,為了比較準(zhǔn)確地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,在坐標(biāo)紙中畫出了如圖2-10-14所示的U-I圖象,由圖象可得:E=________V,r=________Ω.

圖2-10-14
解析:

(1)電路如圖所示.
(2)由U-I圖象可知電的電動(dòng)勢(shì)E=2.0 V,當(dāng)電的外電壓為U=1.3 V時(shí),電中的電流為I=0.28 A
由E=U+I(xiàn)r′得
r′=E-UI=2.00-1.300.28 Ω=2.5 Ω
又r′=r+R0,∴r=r′-R0=2.5 Ω-2 Ω=0.5 Ω.
答案:(1)見解析 (2)2.0 0.5
5.現(xiàn)有一特殊電池,它的電動(dòng)勢(shì)E約為9 V,內(nèi)阻r約為40 Ω,已知該電池允許輸出的最大電流為50 A.為了測(cè)定這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,某同學(xué)利用如圖2-10-15甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),圖中電流表的內(nèi)阻RA已經(jīng)測(cè)出,阻值為5 Ω,R為電阻箱,阻值范圍0~999.9 Ω,R0為定值電阻,對(duì)電路起保護(hù)作用.

圖2-10-15
(1)實(shí)驗(yàn)室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格:
A.10 Ω     B.50 Ω
C.150 Ω D.500 Ω
本實(shí)驗(yàn)選用哪一種規(guī)格的定值電阻最好________.
(2)該同學(xué)接入符合要求的R0后,閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱的阻值,讀取電流表的示數(shù),記錄多組數(shù)據(jù),作出了圖2-10-15乙所示的圖線,則根據(jù)該同學(xué)作出的圖線可求得該電池的電動(dòng)勢(shì)E=________V,內(nèi)阻r=________Ω.
解析:(1)回路中的最小電阻R總=EI=950×10-3 Ω=180 Ω,R0為保護(hù)電阻,當(dāng)R=0時(shí),電電流也不會(huì)超出50 A,則R0=R總-r-RA=135 Ω,C最合適,A、B太小起不到保護(hù)作用,D太大,會(huì)使電路中的電流測(cè)量范圍太。
(2)由閉合電路歐姆定律有E=I(r+R0+RA+R)
得1I=r+R0+RA+RE=r+RAE+1E(R+R0)=r+5E+1E(R+R0),圖線的斜率為1E,由圖線知斜率k=45-54×102=1E得E=10 V,圖線與縱軸截距為r+5E=5,解得r=45 Ω.
答案:(1)C (2)10 45
6.(2011年周口高二檢測(cè))用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,被測(cè)電是兩節(jié)干電池串聯(lián)的電池組.可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材如下:
A.電流表,量程0~0.6 A,0~3 A
B.毫安表,量程0~100 μA,0~100 A
C.電壓表,量程0~3 V,0~15 V
D.滑動(dòng)變阻器,0~1000 Ω,0.1 A
E.滑動(dòng)變阻器,0~20 Ω,2 A
F.電鍵一個(gè),導(dǎo)線若干
(1)為了盡量得到較好效果,電流表應(yīng)選__________,量程應(yīng)選________,電壓表量程應(yīng)選________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________.
(2)如圖2-10-16有甲、乙兩個(gè)可供選擇的電路,應(yīng)選________電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)中誤差是由于________表的讀數(shù)比實(shí)驗(yàn)值偏________.

圖2-10-16
解析:(1)一般干電池允許通過的最大電流為0.5 A,故電流表應(yīng)該選A,其量程應(yīng)該選0~0.6 A.兩節(jié)干電池串聯(lián)后的電動(dòng)勢(shì)為3.0 V,故電壓表量程應(yīng)該選0~3 V.滑動(dòng)變阻器的最大阻值只需要比電池組的內(nèi)阻大幾倍即可,故選擇E.
(2)應(yīng)該選乙電路,電流表的內(nèi)阻和滑動(dòng)變阻器的阻值相差不大,其分壓作用不可忽略,而電壓表的內(nèi)阻相對(duì)滑動(dòng)變阻器的阻值講大很多,其分流作用可以忽略,故選擇乙電路.實(shí)驗(yàn)中電壓表的示數(shù)是路端電壓,電流表的示數(shù)比干路中的電流略小,所以實(shí)驗(yàn)中的誤差是由于電流表的讀數(shù)比實(shí)際值偏小所造成的.
答案:(1)A 0~0.6 A 0~3 V E (2)乙 電流 小
7.(2009年高考海南卷)圖2-10-17甲是利用兩個(gè)電流表A1和A2測(cè)量干電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的電路原理圖.圖中S為開關(guān),R為滑動(dòng)變阻器,固定電阻R1和A1內(nèi)阻之和為10000 Ω(比r和滑動(dòng)變阻器的總電阻都大得多),A2為理想電流表.
(1)按電路原理圖在圖乙虛線框內(nèi)各實(shí)物圖之間畫出連線.
(2)在閉合開關(guān)S前,將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端c移動(dòng)至______(填“a端”、“中央”或“b端”).
(3)閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端c至某一位置,讀出電流表A1和A2的示數(shù)I1和I2,多次改變滑動(dòng)端c的位置,得到的數(shù)據(jù)為
I1(A)0.1200.1250.1300.1350.1400.145
I2(A)48040032023214068
在圖2-10-18所示的坐標(biāo)紙上以I1為縱坐標(biāo)、I2為橫坐標(biāo)畫出所對(duì)應(yīng)的I1-I2曲線.

圖2-10-18
(4)利用所得曲線求得電的電動(dòng)勢(shì)E=________ V,內(nèi)阻r=________ Ω.(保留兩位小數(shù))
(5)該電路中電輸出的短路電流I=________ A.
解析:(1)連線如圖甲所示 (2)接通開關(guān)前應(yīng)使滑動(dòng)變阻器接入電路時(shí)阻值最大,故應(yīng)使移動(dòng)端c移動(dòng)至b端.

(4)由圖乙知縱軸截距為0.149 A,
故電動(dòng)勢(shì)E=10000×0.149×10-3 V=1.49 V.
由閉合電路歐姆定律可得內(nèi)阻r=E-I1×104I1+I(xiàn)2
=0.60 Ω.
(5)短路電流I=Er=2.5 A.
答案:見解析




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