1、第三节测量电源的电动势和内阻合格考达标练1.(2020天津卷)某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果尽量准确.图1图2电压表(量程03 V,内阻约为3 k)电流表(量程00.6 A,内阻约为1 )滑动变阻器(020 ,额定电流1 A)待测电池组(电动势约为3 V,内阻约为1 )开关、导线若干(1)该小组连接的实物电路如图1所示,经仔细检查,发现电路中有一条导线连接不当,这条导线对应的编号是.(2)改正这条导线的连接后开始实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的端.(选填“a”或“b”)(3)实验中发现调节滑动变阻器时,电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显
2、.为了解决这个问题,在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5 的电阻,之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I,并作出U-I图像,如图2所示.根据图像可知,电池组的电动势为 V,内阻为 .(结果均保留两位有效数字)解析 (1)用伏安法测电源电动势和内阻实验中,电压表应该测量电源的路端电压,而不是测量滑动变阻器两端的电压,故导线5连接错误.(2)闭合开关前应该将滑动变阻器阻值调至最大,故滑片P应置于滑动变阻器的a端.(3)根据闭合电路欧姆定律有E=U+I(r+R),整理可得U=-(r+R)I+E,故U-I图像与纵坐标截距表示电源的电动势,则E=2.9 V;U-I图像斜率大小k=(r+R
3、)=5.80 ,故电源内阻r=0.80 .答案 (1)5(2)a(3)2.90.802.某同学用伏安法测量一节干电池的电动势E和内阻r,所给的器材有:A.电压表V(03 V015 V)B.电流表A(00.6 A03 A)C.滑动变阻器R1(20 1 A)D.滑动变阻器R2(1 000 0.1 A)E.开关S和导线若干(1)实验中电压表应选用的量程为(选填“03 V”或“015 V”);电流表应选用的量程为(选填“00.6 A”或“03 A”);滑动变阻器应选用(选填“R1”或“R2”).(2)电压表的分流影响较小,滑动变阻器采用限流式接法,根据实验要求完成图甲中的实物电路图连线.(3)实验测得
4、的5组数据已在U-I图像中标出,如图乙所示.请你根据数据点位置完成U-I图线,并由图线求出该电池的电动势E= V,内阻r= .(结果保留两位有效数字)解析 (1)一节干电池电动势约为1.5 V,则电压表应选用的量程为03 V;电路的最大电流较小,电流表应选用的量程为00.6 A;为方便实验操作,且外电压明显变化,滑动变阻器应选小电阻,故选R1.(2)连线如图所示.(3)根据坐标系内描出的点作出U-I图像,如图所示.由图示U-I图像可知,电池电动势E=1.5 V电池内阻为r= =0.50 .答案 (1)03 V00.6 AR1(2)见解析图(3)见解析图1.50.50等级考提升练3.测量电池的电
5、动势E及内阻r(E约为6 V,r约为1.5 ).器材有量程为3 V的理想电压表V,量程为0.6 A的电流表A(具有一定内阻),定值电阻R=8.5 ,滑动变阻器R(010 ),开关S,导线若干.(1)在图甲所示的虚线框中画出实验电路原理图(滑动变阻器采用限流式接法),图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出.(2)在图乙所示的器件上,用笔画线代替导线完成实物连接图.(3)实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2.则可以求出E=,r=.(用I1、I2、U1、U2及R表示)解析 (1)实验电路原理图如图甲所示.(2)将实物连接,如图乙所示.(3)根据闭合
6、电路欧姆定律得E=U1+I1(R+r),E=U2+I2(R+r),解得E=,r=-R.答案 (1)见解析图(2)见解析图(3)-R4.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:A.被测干电池一节B.电流表1:量程00.6 A,内阻r=0.3 C.电流表2:量程00.6 A,内阻约为0.1 D.电压表1:量程03 V,内阻未知E.电压表2:量程015 V,内阻未知F.滑动变阻器1:010 ,2 AG.滑动变阻器2:0100 ,1 AH.开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差,在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电
7、动势和内阻.(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母):电流表选择,电压表选择,滑动变阻器选择.(2)实验电路图应选择图中的(选填“甲”或“乙”);丙(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图像,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势E= V,内电阻r= .解析 (1)为了准确测量,选择已知内阻的电流表B;干电池的电动势约为1.5 V,故为了读数准确,电压表应选择D;滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化,减小误差,故选F.(2)电流表与电池串联,将电流表内阻等效为电源内阻,故电路图选择甲.(3)由U-I图像可知,电源的电动势E=1.5 V;内阻r=-RA=0
8、.7 .答案 (1)BDF(2)甲(3)1.50.75.(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1.5 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
9、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”
10、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,故只有选项B正确.(2)先根据表格数据把各点位置在图中找出,然后采用拟合的方法用直线连接各点得到如图甲所示的图像,注意要把图像延长至坐标轴,便于求截距和斜率.图甲改进实验时,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,将定值内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,实物图连接如图乙所示.图乙答案 (1)B(2)如图所示.R1如图所示.8
