2018-2019學年高中物理課堂同步系列一每日一題測定電池的電動勢和內阻含解析新人教版選修3-1

#/12測定電池的電動勢和內阻高考頻度：★★★★☆ 難易程度：★★★☆☆某實驗小組想通過實驗測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻，實驗室提供的實驗器材如下：待測干電池（電動勢約為，內阻約為Q）直流電流表（量程.內阻約Q）1直流電流表（量程，內阻約1）2TOC\o"1-5"\h\z電壓表（量程 2內阻約為 1）1電壓表（量程 6內阻約為 1）2滑動變阻器（最大電阻1，額定電流 ）1滑動變阻器（最大電阻 1,額定電流）2電阻箱（最大電阻 1，額定電流）3開關、導線若干（1）若用伏安法測電源的電動勢和內阻,要求測量有盡可能高的精確度且便于調節(jié),應選擇的電流表是 ,電_壓_表_是 ,_滑_動_變_阻器是 。 （2）請將圖甲中實物連接成實驗電路。昌目（3）若用伏安法測電源電動勢和內阻時,電流表現(xiàn)了故障,不能使用,實驗小組如想方便且能較準確地進行測量,需將實驗進行改進,只需去掉電流表,將上述器材中的 換成 即_可_。__（4）請在圖甲所示的方框中畫出改進后的實驗電路圖。甲乙

甲乙（5）實驗小組在改進后的實驗中得到了多組路端電壓和外電阻的數據，對所得數據進行處TOC\o"1-5"\h\z理后，在坐標紙上作出了如圖乙所示圖線。由圖線得出：干電池的電動勢 ，內阻 Q_（結果保留兩位有效數字）【參考答案】（） （）電路連接如圖所示（） （）如1 1 1 13圖2所示 （5）1.7 2.5【試題解析】11）由于電源電動勢為L5V,因此電壓表達V]即可；而回路的赴流不會太大，因妃電流表選Ai,根據電也表而電流表可迭出滑劫變阻器為五1：（2）流量源電勁等布用電晅的舞蚤電路更答美國1：13）將漫動變阻弱改為電紅箱，即歸一安也法:沈電港電動券知內電阻：C4）電路如見答竟明2：C5）根ER [ V] ]據閉合老路歐姆定律仃=^—.整理得一=——■■-+—.困家與縱釉的裁距為之勁勢的便數，而與橫軸的1十氏 L-ERE施距的絕對值等于向電晅隹數即可求得之勁勢在網宣包，代入皴據品程芯=LTV,T5Qo【名師點睛】測量、的幾種方法與電路圖主要儀器原理電路圖電壓表、電流表、滑動變阻器￡=%+1/&T2電流表、電阻箱豆二A舄十I/日~4風+%「L3電壓表、電阻箱E二班十金R/*【知識補給】測定電源電動勢和內阻的其他方法

電源的電動勢和內阻測量方法一般為伏安法，另外還有以下幾種方法：.安阻法：用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖甲所示，測量原理為：（）,（），由此可求出和，此種方法使測得的電動勢無偏差，但內阻偏大。甲 乙甲 乙．伏阻法：用一個電壓表和電阻箱測量，電路如圖乙所示，測量原理為：-r由此R可萊出f孤E,此種療法瀏得的電動勢茄W阻藥偏小=.祖要:法：用一只電度表粗選電勁勢，宜展將電壓表堞在電源兩相，所洗使近似認為是老瓊電勁勢，此時ER?gR\喝需滿足五箝＞院Ki-+Ji.雙伏法：用兩個電代表可混得電源的巨勁勢，苴菖■如理所示=魂量療法為：新開H,洗得Vi、VwW天皴5 5分別為5、5,史時，E=仄+5+石，五%?為『的向也：再閉合S,Vi的手皴為訝，史時F=5'—廣心& &解蘇桂組可求得￡布院q；某同學到實驗室做“測電源電動勢和內阻”的實驗時，發(fā)現(xiàn)實驗臺上有以下器材:待測電源（電動勢約為一個阻值未知的電阻待測電源（電動勢約為一個阻值未知的電阻0電壓表（內阻很大，有內阻約為Q）兩個量程）兩塊電流表（內阻約為Q，量程）滑動變阻器（Q， ）

滑動變阻器B(0200Q,02)A開關一個，導線若干該同學想在完成學生實驗“測電源電動勢和內阻”的同時測出定值電阻0的阻值，設計了如圖所示的電路。實驗時他用J2、如圖所示的電路。實驗時他用J2、分別表示電表1、/A的讀數。在將滑動變阻器的滑片移動到不同位置時，記錄了1、2、的一系列值。其后他在兩張坐標紙上各作了一個圖線來處理實驗數據，并計算了電源電動勢、內阻以及定值電阻圖線來處理實驗數據，并計算了電源電動勢、內阻以及定值電阻0的阻值。根據題中所給信息解答下列問題：根據題中所給信息解答下列問題：（1）在電壓表接入電路時應選擇的量程是 ，滑動變阻器應選擇 （填器1材代號“A”或“B”）；（2）在坐標紙上作圖線時,用來計算電源電動勢和內阻的圖線的橫坐標軸、縱坐標軸分別應該用、 表示；用來計算定值電阻0的圖線的橫坐標軸、縱坐標軸分別應該用 _ 表示。（填“j2、”或由它們組成的算式）（）若實驗中的所有操作和數據處理無錯誤，實驗中測得的定值電阻0的值 （選填“大于”、“小于”或“等于"）其真實值。（2018?湖北省黃岡市黃岡中學高三適應性考試）在學習了“測量干電池的電動勢和內阻”的實驗之后,同學們發(fā)現(xiàn)有多種測定干電池的電動勢和內阻的方法。（1）除待測干電池、導線、開關外,下面給出的四組器材中,能夠通過測量多組數據得出干電池的電動勢和內阻的是 。 一塊電流表，一塊電壓表和一個滑動變阻器一塊電流表和一個變阻箱C一塊電流表，一塊電壓表和一個定值電阻D一塊電壓表和一個滑動變阻器()某興趣小組在實驗室選出一些器材，用如圖所示的電路來測量定值電阻的阻值，同時測定干電池的電動勢和內阻。其操作步驟如下：①將開關撥向，閉合開關，調節(jié)電阻箱為適當阻值，讀出電壓表的示數；21 0 1②再將開關撥向，保持電阻箱的阻值不變，調節(jié)電阻箱的阻值，使得電壓表的示數仍為，記下此時電阻箱的阻值為，則；繼續(xù)調節(jié)電阻箱為適當阻值，讀1 1x 2出電壓表的示數2③根據前面的測量可得到干電池的電動勢 , (用、、、、1201表示)；由于電壓表內阻不夠大，導致電動勢測量值比真實值 (選填“偏大”、“偏小”、“不變”)，內阻測量值比真實值、、、、、(、選、填、“、偏大”、“偏小”、“不變”)。粉電池的內阻很小，不便于直接測量。某探究小組的同學將一只 5的保護電阻與電池串聯(lián)后再用電流表和電壓表測電池的電動勢和內阻，實驗電路如圖1所示。(1)按電路原理圖把實物電路補畫完整；(2)實驗中測定出了下列數據：請根據數據在圖中坐標圖上畫出-圖象。連線時，有一組數據是棄之不用的，原因是（）由-圖象得出電池的電動勢為，內阻為—Q。（2018?河北省衡水中學高三二十?？荚嚕?）（2018?河北省衡水中學高三二十?？荚嚕?）某研究性學習小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內阻，實驗原理如圖所示，其中，虛線框內為用靈電流計改裝的電流表，為標準電壓表，為待測電池組，為開關，為滑動變阻器，為是標稱值為4門的定值電阻。①已知靈敏電流計的滿偏電流4=100四、內阻％=2.0kC,若要改裝后的電流表滿偏電流為mA,應并聯(lián)一只__（保留2位有效數字）的定值電阻舄。②某次實驗的數據如表所示：該小組借鑒“研究勻變速直線運動”實驗中計算加速度的方法（逐差法）計算出電池組的內阻尸= _（保留位有效數字）潴里次數[23金56B電壓表度數5.26SJ65.041.94蟲品4.714.594.46改裝標讀數!/mA204060朋100120140160③該小組在前面實驗的基礎上，為探究電路中各元器件的實際阻值對測量結果的影響，用一已知電動勢和內阻的標準電池組通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn)：電動勢的測量值與已知值幾乎相同,但內阻的測量值總是偏大,若測量過程無誤,則內阻測量值總是偏大的原因是__（填選項前的字母）．電壓表內阻的影響B(tài)滑動變阻器的最大阻值偏小舄的實際阻值比計算值偏小D為的實際阻值比標稱值偏大（）某同學測量一個額定電壓為 ，額定電流約為S5A的小燈泡的伏安特性曲線，選用下列實驗器材進行實驗，電路圖如下圖所示：旦圖1A電源E電動勢為3.0V，內阻不計；B電壓表V量程為0-3V，內阻約為電流表量程為0~0—6A，內阻約為0.1C；滑動變阻器器舄：最大阻值為5G，數額定電流為3.0A；滑動變阻器器舄：最大阻值為100G，額定電流為L25A：開關，導線若干；若滑動變阻器端與滑片之間的電阻為x滑動變阻器的最大阻值為尺F，若在該實驗中分別接入滑動變阻器，調整小燈泡兩端的電壓，則在額定電壓范圍內， 隨;變化的圖象可能正確的是 。 始用下列器材組裝成一個電路，既能測量出電池組的電動勢和內阻，又能同時描繪小燈泡的伏安特性曲線。A電壓表（量程、內阻很大）1B電壓表（量程、內阻很大）2電流表（量程、內阻很?。┗瑒幼冏杵鳎ㄗ畲笞柚礠、額定電流）.小燈泡（2、 ）F電池組（電動勢、內阻）G開關一只，導線若干實驗時，調節(jié)滑動變阻器的阻值，多次測量后發(fā)現(xiàn)：若電壓表1的示數增大，則電壓表2的示數減小。（1）請將設計的實驗電路圖在虛線方框中補充完整 。 （2）每一次操作后，同時記錄電流表、電壓表1和電壓表2的示數，組成兩個坐標點（1,

1）、（1、2）,標到-坐標中，經過多次測量，最后描繪出兩條圖線，如圖所示，則電池組的電動勢 、內阻 Q。（結果保留兩位有效數字）（）在-坐標中兩條圖線在點相交，此時滑動變阻器連入電路的阻值應為Q。；二（2018?廣東省七校聯(lián)合體高三第三次聯(lián)考）某物理研究小組嘗試利用一個電流計準確地測量一節(jié)干電池的電動勢和內阻。已知干電池的電動勢約為1 ,內阻幾歐姆，可利用的儀器有：、電流計（量程=0，內阻未知）gg電阻箱（0Q）C定值電阻箱°（0=0）D開關、．導線若干回答下列問題：（1）該小組首先設計如圖甲所示的電路圖。閉合開關，將電阻的阻值調到1 00時，電流計恰好滿偏；將電阻的阻值調到 0時，電流計指針指在如圖乙所示位置，則電TOC\o"1-5"\h\z流計的讀數為。由以上數據可得到干電池電動勢= 。(2)該小組發(fā)現(xiàn)圖甲所示電路無法測量電源的內阻，原因是 。_于是他們又設計了一個電路測量干電池的內阻，如圖丙所示。()閉合開關，改變電阻箱的阻值，讀出對應的電流計的讀數，然后在圖丁的｝-￡坐標系中描出相應的點，并根據所描點的規(guī)律作出;一皆的圖線。()結合兩個實驗電路圖的數據，可求出電流計電阻= 0,干電池內阻= 0。g【參考答案】卷() () - ()大于()待測電動勢，電壓表的量程應選擇，有利于讀數減小誤差，滑動變阻器調節(jié)范圍較大且便于操作，應選擇 0的滑動變阻器A()計算電源電動勢和內阻的圖線應為路端電壓與干路電流的關系圖線，縱坐標的截距代表的是電源的電動勢，直線的斜率代表的是電源的內阻的大小。計算定值電阻舄的圖線應為號兩端的電壓與電流的關系圖線，直線的斜率代表的定值電阻M；()M兩端的電壓(5-了》沒有誤差，電流表示數比的實際電流偏小，故段的測量值偏大。

簡⑴AErR55國一&)a&(%-%) ……2 萬國―5國 仃出1—■耳⑴根據閉合電路歐姆定律應有三種不同的表達氫E=U+Ir^E=U+~r^n.E=IR+Ir,可見只要分別讀出兩組數招花能能出電勁秀知向陽的值，所以可以藝.卷實⑥的方法有AB,CT只能瀏出一組數程無法硝定電動勢而內電阻；而口自無法大堂由陽，所以無法出出電動勞而內電阻，AB正碗：C2）②兩種情況下，電阻輜月的限值逢用，并且電壓錄的示費加同，所以電阻躺3的值等于為；，放&=&：③根據閉合回路歐姆定律可得：總=5吟&+）‘,豆=%+■?&+”，聯(lián)立解得），電流-舄；若電壓表內阻不夠大，則電阻箱和內阻），電流分壓比實際的大，求出來的電動勢偏小，內阻〃=今'-舄（其中偏大，則內阻偏小。（）連線見解析（）圖線見解析數據存在嚴重錯誤（）（對照電路圖連線即可，要注意電表的極性，實物圖連線如圖甲所示。乙（對照電路圖連線即可，要注意電表的極性，實物圖連線如圖甲所示。乙（）根據描點法作出-圖象，如圖乙所示，有一組數據是棄之不用的，原因是數據存在嚴重錯誤（答誤差大不得分）（）-圖象的縱軸截距表示電源的電動勢，故 內阻和定值電阻之和等于圖線的斜率，故0△△Q,所以Q- 5 5o簪（）① ② 6 （）

?? 1 1良WOxlO^x2xlO3()①根據電流表的改裝原理，舄=*1二門01門門3"G^l.OC。②借鑒“研七一, U,乙—1UUx1U究勻變速直線運行”實驗中計算加速度的方法(逐差法)，采用1與5；2與6；3與7；與8；兩兩組合，由)得，AA()，故尸二，一品，采用與時，4Al與8；兩兩組合，由)得，AA()，故尸二，一品，采用與時，4Al-采用采用與時，己=一%;采用與時，口=4Al采用與時，。=與等舄；則-舄，代入數據解得:16AZ,-*+月+a/烏+4+4+4)-1跖+4+5+4)-舄，代入數據解得:16AZ51.66C。③如果考虐電注表的內阻，羽逑魄部分理當于巨潺，玄重:程的電阻延當于電源封的內阻與取再賽后再與之注國阻并聯(lián)的限值，即瀏程的電阻值偏小，故A維誤；漫動變阻鶉的膽值不會影博『的洗蚤姑果，故E格俁：電表改裝時，R1的實除限值比計算值偏?。嚎蓪靛⑦^表頭的電流偏小，電流表讀數偏小，故內也演:蚤值總量偏大，故C正璃；結合電路圖，由閉合電路歐修定律E=B7卬b心知，用的實容阻值比稱標值便大，可導致內阻覆貴值總蚤偏大，故D正然「⑵設變也器的全電也為心變也罵主要電也為用，根據或殍定理可親上變阻弱的輸出電注應為？7=三-五1設變也患兩艘魄亞語惠為J則他住益度的電也為國=，，所以：&=宜口=三無,由于員二＜2?三，且處越小時并越接近，所即變阻器的輸出電壓仃出父連?，考慮電阻絲是圓形不是直線，所圖象一定不能是線性關系，排除、選項，再根據上面分析可知，當變阻器的全電阻越小時線性越好，變阻器的輸出電壓越大，所以可能符合實際的圖象應是B故選。構()電路圖如圖所示構()電路圖如圖所示(3.)(2)(1)