實驗:測定電池的電動勢和內阻訓練題(帶答案)

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高二 來源: 高中學習網



1.在“測定電電動勢和內阻”的實驗中,某同學根據實驗數據,作出了正確的U-I圖象,如圖2-10-11所示,其中圖線斜率絕對值的物理含義是(  )

圖2-10-11

A.短路電流
B.電內阻
C.電電動勢
D.全電路電阻
解析:選B.由閉合電路公式E=I(R+r)=U+Ir得U=E-Ir,所以在U-I圖象中圖線斜率表示電內阻.故正確答案為B.
2.用伏安法測電池的電動勢和內阻的實驗中,下列說法中錯誤的是(  )
A.應選用舊的干電池作為被測電,以使電壓表讀數變化明顯
B.應選用內阻較小的電壓表和電流表
C.移動滑動變阻器的滑片時,不能使滑動變阻器短路造成電流表過載
D.使滑動變阻器阻值盡量大一些,測量誤差才小
解析:選BD.選用電表時應選用內阻較大的電壓表和內阻較小的電流表;同時,滑動變阻器的阻值不能太大.如果這樣電流較小,電流表讀數誤差較大,故應選B、D.
3.(2011年朝陽區(qū)高二檢測)如圖2-10-12所示,是甲、乙、丙三位同學設計的測量電電動勢和內電阻的電路.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.只有甲同學設計的電路能測出電的電動勢和內電阻
B.只有乙同學設計的電路能測出電的電動勢和內電阻
C.只有丙同學設計的電路能測出電的電動勢和內電阻
D.三位同學設計的電路都能測出電的電動勢和內電阻
解析:選D.圖甲中可用E=I1(r+R1)、E=I2(r+R2)求得電的電動勢和內電阻,圖乙中可用E=U1+U1R1r、E=U2+U2R2•r求得電的電動勢和內電阻,而圖丙中可用E=U1+I1r、E=U2+I2r求得電的電動勢和內電阻,故三位同學設計的電路都能測出電的電動勢和內電阻,故D正確.
4.(2011年濱州市高二檢測)某研究性學習小組利用如圖2-10-13所示電路測量某電池的電動勢E和內電阻r.由于該電池的內電阻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)按照實物連線圖在虛線框內畫出實驗電路圖:

圖2-10-13
(2)閉合開關S,調整電阻箱的阻值,讀出電壓表相應的示數U,并計算出通過電阻箱的電流數值I,為了比較準確地得出實驗結論,在坐標紙中畫出了如圖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圖象可知電的電動勢E=2.0 V,當電的外電壓為U=1.3 V時,電中的電流為I=0.28 A
由E=U+Ir′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.現有一特殊電池,它的電動勢E約為9 V,內阻r約為40 Ω,已知該電池允許輸出的最大電流為50 A.為了測定這個電池的電動勢和內阻,某同學利用如圖2-10-15甲所示的電路進行實驗,圖中電流表的內阻RA已經測出,阻值為5 Ω,R為電阻箱,阻值范圍0~999.9 Ω,R0為定值電阻,對電路起保護作用.

圖2-10-15
(1)實驗室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格:
A.10 Ω     B.50 Ω
C.150 Ω D.500 Ω
本實驗選用哪一種規(guī)格的定值電阻最好________.
(2)該同學接入符合要求的R0后,閉合開關S,調整電阻箱的阻值,讀取電流表的示數,記錄多組數據,作出了圖2-10-15乙所示的圖線,則根據該同學作出的圖線可求得該電池的電動勢E=________V,內阻r=________Ω.
解析:(1)回路中的最小電阻R總=EI=950×10-3 Ω=180 Ω,R0為保護電阻,當R=0時,電電流也不會超出50 A,則R0=R總-r-RA=135 Ω,C最合適,A、B太小起不到保護作用,D太大,會使電路中的電流測量范圍太小.
(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)用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內阻的實驗中,被測電是兩節(jié)干電池串聯的電池組.可供選擇的實驗器材如下:
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.滑動變阻器,0~1000 Ω,0.1 A
E.滑動變阻器,0~20 Ω,2 A
F.電鍵一個,導線若干
(1)為了盡量得到較好效果,電流表應選__________,量程應選________,電壓表量程應選________,滑動變阻器應選________.
(2)如圖2-10-16有甲、乙兩個可供選擇的電路,應選________電路進行實驗.實驗中誤差是由于________表的讀數比實驗值偏________.

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,故電流表應該選A,其量程應該選0~0.6 A.兩節(jié)干電池串聯后的電動勢為3.0 V,故電壓表量程應該選0~3 V.滑動變阻器的最大阻值只需要比電池組的內阻大幾倍即可,故選擇E.
(2)應該選乙電路,電流表的內阻和滑動變阻器的阻值相差不大,其分壓作用不可忽略,而電壓表的內阻相對滑動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.實驗中電壓表的示數是路端電壓,電流表的示數比干路中的電流略小,所以實驗中的誤差是由于電流表的讀數比實際值偏小所造成的.
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甲是利用兩個電流表A1和A2測量干電池電動勢E和內阻r的電路原理圖.圖中S為開關,R為滑動變阻器,固定電阻R1和A1內阻之和為10000 Ω(比r和滑動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各實物圖之間畫出連線.
(2)在閉合開關S前,將滑動變阻器的滑動端c移動至______(填“a端”、“中央”或“b端”).
(3)閉合開關S,移動滑動變阻器的滑動端c至某一位置,讀出電流表A1和A2的示數I1和I2,多次改變滑動端c的位置,得到的數據為
I1(A)0.1200.1250.1300.1350.1400.145
I2(A)48040032023214068
在圖2-10-18所示的坐標紙上以I1為縱坐標、I2為橫坐標畫出所對應的I1-I2曲線.

圖2-10-18
(4)利用所得曲線求得電的電動勢E=________ V,內阻r=________ Ω.(保留兩位小數)
(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)接通開關前應使滑動變阻器接入電路時阻值最大,故應使移動端c移動至b端.

(4)由圖乙知縱軸截距為0.149 A,
故電動勢E=10000×0.149×10-3 V=1.49 V.
由閉合電路歐姆定律可得內阻r=E-I1×104I1+I2
=0.60 Ω.
(5)短路電流I=Er=2.5 A.
答案:見解析





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