1、12.3实验:电池电动势和内阻的测量课后训练提升1.(多选)下图是两个闭合电路中两个电源的U-I图线,下列说法正确的是()A.电动势E1=E2,内阻r1r2C.电动势E1=E2,发生短路时的电流I1I2D.当两电源的工作电流变化相同时,电源2的路端电压变化较大答案：ACD解析：U-I图像中与U轴的交点表示电源的电动势,斜率表示内阻,电动势E1=E2,内阻r1r2,选项A正确,B错误;U-I图像与I轴的交点表示短路电流,故发生短路时的电流I1I2,选项C正确;根据U=E-Ir可知,U=-rI,内阻r1r2,故当电源的工作电流变化相同时,电源2的路端电压变化较大,选项D正确。2.某实验小组利用如图
2、甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻。甲乙(1)实验中,滑动变阻器应选用。A.滑动变阻器(阻值范围010 )B.滑动变阻器(阻值范围0100 )(2)如图甲所示,他们根据实验数据绘制出U-I图像,干电池的电动势E= V,内阻r= 。(结果保留2位有效数字)(3)该实验小组还制作了一个水果电池。他们先将一电压表(量程3 V、内阻2 000 )与水果电池的两极相连,电压表的读数为0.70 V;再将一数字电压表(内阻约为100 M)与水果电池的两极相连,读数为0.91 V。由以上数据,可估算出该水果电池的内阻r= 。答案：(1)A(2)1.40.91(3)600解析：(1)(2)根据U-I图像得
3、出干电池的电动势E=1.4 V,干电池的内阻r=UI=1.4-0.90.55 =0.91 ;由图像得出最大电流为0.55 A,电路最小电阻约为R=EImax=2.6 ,为方便实验操作,滑动变阻器应选A。(3)该实验小组还制作了一个水果电池,他们先将一电压表(量程3 V、内阻2 000 )与水果电池的两极相连,电压表的读数为0.70 V;根据闭合电路欧姆定律可得0.70 V=Er+2 0002 000 ;再将一数字电压表(内阻约为100 M)与水果电池的两极相连,读数为0.91 V,根据闭合电路欧姆定律可得0.91 V=Er+100 000 000100 000 000 ,联立解得r=600 。
4、3.图甲为一位同学测量某一电源的电动势和内阻的电路图。甲(1)该同学先用一直流电压表粗测电源的电动势,已知所接的电压表量程为015 V,其示数如图乙所示,则电压表的读数为 V。(2)根据图甲所示电路图实验,在某次实验时毫安表的示数如图丙所示,其读数为 mA。(3)若在操作过程中同时读取电流与电阻箱阻值的读数,当电阻箱为R1=150 时,电流表读数为I1=50 mA;当电阻箱为R2=200 时,电流表读数为I2=40 mA,则电源的电动势E= V,内阻r= 。(结果保留2位有效数字)乙丙答案：(1)9.5(2)68(3)1050解析：(1)所接的电压表量程为015 V,则电压表的分度值为0.5
5、V;其示数如图乙所示,则电压表的读数为9.5 V。(2)所接毫安表量程为0100 mA,则毫安表的分度值为2 mA;毫安表的示数如图丙所示,其读数为68 mA。(3)据闭合电路欧姆定律可得:E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)联立解得:E=I1I2R2-I1I2R1I1-I2=0.050.04(200-150)0.05-0.04 V=10 Vr=I2R2-I1R1I1-I2=0.04200-0.051500.05-0.04 =50 。4.(2020山东卷)实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对测量电源的电动势和内阻的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有:干电池一节(电动势约1
6、.5 V,内阻小于1 );电压表V(量程3 V,内阻约3 k);电流表A(量程0.6 A,内阻约1 );滑动变阻器R(最大阻值为20 );定值电阻R1(阻值2 );定值电阻R2(阻值5 );开关一个,导线若干。(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在U-I坐标纸上描点,如图乙所示,结果发现电压表示数的变化范围比较小,出现该现象的主要原因是 。(单选,填正确答案标号)甲乙A.电压表分流B.干电池内阻较小C.滑动变阻器最大阻值较小D.电流表内阻较小(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题,该小组利用实
7、验室提供的器材改进了实验方案,重新测量得到的数据如下表所示。序号1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52请根据实验数据,回答以下问题:如图丙所示的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点,请在坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像。丙根据实验数据可知,所选的定值电阻为(选填“R1”或“R2”)。用笔画线代替导线,请按照改进后的方案,将下面的实物图连接成完整电路。丁答案：(1)B(2)如图所示。R1如图所示。解析：(1)根据闭合电路欧姆定律有E=U+Ir,整理可得U=-rI+E,故U-I图像斜率的绝对值表示电源内阻大小,由图乙可知电压表示数变化小即U-I图像斜率小,原因是干电池内阻太小,故选项B正确。(2)先根据表格数据把各点位置在图中找出,然后用直线连接各点得到U-I图像,注意要把图像延长至坐标轴,便于求截距和斜率。改进实验时,为了使电压表示数变化明显,需要把一个定值电阻与电源串联,将定值电阻看成等效电源的内阻一同测量,由作出的U-I图像可得斜率约为2.6 ,故实验中与电源串联的电阻只能为R1。结合解析可知,实物图连接如图所示。
