新課標(biāo)2024-2025學(xué)年高中物理第二章恒定電流課時(shí)作業(yè)18含解析新人教版選修3-1

PAGE10-課時(shí)作業(yè)(十八)一、選擇題(3、5、8為多項(xiàng)選擇題，其余為單項(xiàng)選擇題)1．下面給出多種用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是()A．測出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組E＝U1＋I(xiàn)1r和E＝U2＋I(xiàn)2r中，即可求出E和rB．多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組E、r，最終分別求出其平均值C．測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出U-I圖象，再依據(jù)圖象求出E、rD．多測出幾組I、U數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出開路時(shí)的路端電壓即為電動勢E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)阻r解析選項(xiàng)A中可以依據(jù)兩組測量數(shù)據(jù)算出一組E、r值，但不能減小偶然誤差；選項(xiàng)B中可行，但不符合題目中“直觀、簡便”的要求；選項(xiàng)D的做法是錯(cuò)誤的．故符合要求的是C項(xiàng)．答案C設(shè)置目的考查測定電池的電動勢和內(nèi)阻的數(shù)據(jù)處理方法2．如圖所示是依據(jù)某次試驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫出的U-I圖象．下面關(guān)于這個(gè)圖象的各種說法正確的是()A．電源電動勢為3V B．短路電流為0.6AC．電池內(nèi)阻為5Ω D．電池內(nèi)阻無法確定解析由閉合電路歐姆定律可知U＝E－Ir，當(dāng)I＝0時(shí)，U＝E＝3.0V，r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝1Ω，短路時(shí)U＝0，則I短＝eq\f(E,r)＝3.0A.答案A設(shè)置目的考查測電源電動勢和內(nèi)阻時(shí)，用U-I圖象處理數(shù)據(jù)的方法3.某愛好小組探討三個(gè)電池的電動勢和內(nèi)阻，畫出電池的U-I圖象如圖所示，其中甲和丙兩圖線平行．下列推斷正確的是()A．甲電池的電動勢比乙電池的大B．乙電池的電動勢和內(nèi)阻都比丙電池的大C．甲和丙兩電池的內(nèi)阻相等D．甲電池的內(nèi)阻最大，丙電池的內(nèi)阻最小解析電池的U-I圖線的縱軸截距表示電池的電動勢，斜率的肯定值表示內(nèi)阻，可以推斷選項(xiàng)B、C正確．答案BC4．在測量電池的電動勢和內(nèi)阻的試驗(yàn)中，待測電池、電鍵和導(dǎo)線，協(xié)作下列儀器，不能達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A．一個(gè)電流表和一個(gè)電阻箱B．一個(gè)電壓表和一個(gè)電阻箱C．一個(gè)電流表、一個(gè)電壓表和一個(gè)滑動變阻器D．一個(gè)電流表和一個(gè)滑動變阻器解析在測電源電動勢和內(nèi)阻時(shí)須要知道被測電阻阻值、電流、電壓中的隨意兩個(gè)物理量，因?yàn)榛瑒幼冏杵鞑荒茏x出詳細(xì)阻值，因此不能算出路端電壓．答案D設(shè)置目的考查測電源電動勢和內(nèi)阻的基本思路5．用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)阻的試驗(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電源，以使電壓表讀數(shù)變更明顯B．應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表C．移動滑動變阻器的滑片時(shí)，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)，滑動變阻器的阻值不能太大．假如這樣電流較小，電流表讀數(shù)誤差較大，故應(yīng)選B、D兩項(xiàng)．答案BD設(shè)置目的考查測電池的電動勢和內(nèi)阻試驗(yàn)中的留意事項(xiàng)6．在測量電源電動勢和內(nèi)阻的試驗(yàn)中，電源的電動勢約為6V，內(nèi)阻約為0.5Ω，電流表的內(nèi)阻為0.5Ω，電壓表的內(nèi)阻為6kΩ.為了減小試驗(yàn)誤差，應(yīng)當(dāng)采納的電路是圖中的()解析電流表的內(nèi)阻與電源的內(nèi)阻差不多，采納電流表外接法(B項(xiàng)圖)測的事實(shí)上是電源內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻之和，誤差較大，故選A項(xiàng)．D項(xiàng)圖錯(cuò)誤，C項(xiàng)圖無法測出．答案A設(shè)置目的考查測定電池電動勢和內(nèi)阻時(shí)的電路設(shè)計(jì)7.如圖所示，測量電池電動勢和內(nèi)阻時(shí)，若有兩個(gè)電壓表V1、V2量程相同，內(nèi)阻分別為RV1、RV2、且RV1>RV2，有兩個(gè)電流表A1、A2量程相同，內(nèi)阻分別為RA1、RA2，且RA1>RA2，在該測量中，為了使E、r的測量值精確些，選擇的電表可以是()A．V1與A1 B．V1與A2C．V2與A1 D．V2與A2解析為了減小試驗(yàn)誤差，應(yīng)選用內(nèi)阻較大的電壓表和內(nèi)阻較小的電流表，故B項(xiàng)正確．答案B設(shè)置目的考查測定電池的電動勢和內(nèi)阻試驗(yàn)中為了減小誤差如何選擇器材8．用如圖所示的電路來測量電池的電動勢和內(nèi)阻，依據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了如圖所示的U-I圖象，由圖可知()A．電池電動勢的測量值是1.40VB．電池內(nèi)阻的測量值是3.50ΩC．外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為0.40AD．電壓表的示數(shù)為1.20V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.20A解析由閉合電路歐姆定律U＝E－Ir知:當(dāng)I＝0時(shí)，U＝E，U-I圖線斜率的肯定值表示電源的內(nèi)阻，則r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(1.40－1.00,0.40－0)Ω＝1Ω.U軸的電壓刻度不是從零起先的，U-I圖線的橫軸截距不再表示U＝0時(shí)的短路電流,而是表示路端電壓為1.00V時(shí)的干路電流是0.40A,因?yàn)閨eq\f(ΔU,ΔI)|＝r＝常數(shù),從圖中易知eq\f(1.40－1.20,I′)＝eq\f(1.40－1.00,0.40),所以I′＝0.20A,故選項(xiàng)A、D正確.答案AD設(shè)置目的考查測量電池的電動勢和內(nèi)阻試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理二、非選擇題9.某同學(xué)要測量一節(jié)舊電池的電動勢和內(nèi)阻，試驗(yàn)器材僅有一個(gè)電流表、一個(gè)電阻箱、一個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干，該同學(xué)按如圖所示電路進(jìn)行試驗(yàn)，測得的數(shù)據(jù)如下表所示．試驗(yàn)次數(shù)12345R(Ω)4.010.016.022.028.0I(A)1.000.500.340.250.201/I(A－1)1.02.02.94.05.0(1)若利用圖象確定電池的電動勢和內(nèi)阻，則應(yīng)作________(填“R-I”或“R-eq\f(1,I)”)圖象；(2)利用測得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖中畫出適當(dāng)?shù)膱D象；(3)由圖象可知，該電池的電動勢E＝____________V，內(nèi)阻r＝________Ω；(4)利用該試驗(yàn)電路測出的電動勢E測和內(nèi)阻r測與真實(shí)值E真和r真相比，理論上E測_______E真，r測________r真(填“>”“<”或“＝”)．解析(1)依據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝IR＋I(xiàn)r，得R＝eq\f(E,I)－r，由于R與eq\f(1,I)成線性關(guān)系，應(yīng)作R-eq\f(1,I)圖象．(2)依據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖，如圖所示．(3)由R＝E·eq\f(1,I)－r知，圖象的縱軸截距為電源內(nèi)阻的負(fù)值，則r＝2.0Ω，圖象的斜率為電源的電動勢，E＝6.0V.(4)由于電流表?的分壓，“IR”并不是電源的路端電壓，若將電流表?與電源等效為一個(gè)新電源，R＝E·eq\f(1,I)－(r＋RA)，因此，E測＝E真，r測＝r＋RA>r真．答案(1)R-eq\f(1,I)(2)見解析圖(3)6.0(5.8～6.2)2.0(1.8～2.2)(4)＝>10.某探討性學(xué)習(xí)小組采納如圖所示的電路測量某干電池的電動勢E和內(nèi)阻r，R為電阻箱，V為志向電壓表，其量程略大于電池的電動勢．試驗(yàn)中通過多次變更電阻箱的阻值R，從電壓表上讀出相應(yīng)的示數(shù)U，該小組同學(xué)發(fā)覺U與R不成線性關(guān)系，于是求出了相應(yīng)的電阻與電壓的倒數(shù)如下表所示．序號1234567eq\f(1,R)(Ω－1)0.10.40.51.02.02.55.0eq\f(1,U)(V－1)0.360.440.430.600.871.001.58回答下列問題：(1)依據(jù)表中的數(shù)據(jù)和試驗(yàn)原理，你認(rèn)為第________(填序號)組數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的，緣由是________________________________________________________________________．(2)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，請?jiān)谒o的坐標(biāo)系中繪出eq\f(1,U)-eq\f(1,R)關(guān)系圖線．(3)由圖線可知，該干電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．解析(1)依據(jù)E＝U＋eq\f(U,R)r，得eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，知eq\f(1,R)變大，eq\f(1,U)就變大，故第3組數(shù)據(jù)錯(cuò)誤．(2)依據(jù)給定的各組eq\f(1,R)、eq\f(1,U)值在坐標(biāo)系中描出位置，然后依據(jù)這些位置作出eq\f(1,U)-eq\f(1,R)圖線，如圖所示．(3)依據(jù)eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)知，縱軸截距是電動勢的倒數(shù)，斜率是eq\f(r,E)，有eq\f(1,E)＝0.35，eq\f(r,E)＝eq\f(1.58－0.35,5.0－0)，得E≈2.9V，r≈0.71Ω.答案(1)3隨著電阻的減小路端電壓應(yīng)漸漸減?。?2)見解析圖(3)2.90.7111．某個(gè)試驗(yàn)小組認(rèn)為用一只已知內(nèi)阻的電流表和電阻箱，采納如圖甲所示的電路測電源電動勢與內(nèi)阻，比常規(guī)的伏安法更精確．若電流表內(nèi)阻阻值為RA，則測量的方法與步驟是：(1)將電阻箱阻值R調(diào)到最大，閉合S后視察電流表示數(shù)，然后再調(diào)整電阻箱，使電流表的示數(shù)指到某兩個(gè)恰當(dāng)?shù)闹?，登記此時(shí)電阻箱的阻值R1、R2及對應(yīng)的電流I1、I2；(2)依據(jù)以上的數(shù)據(jù)及閉合電路歐姆定律，建立方程組，即可求出電源的電動勢E與內(nèi)阻r.該方程組的表達(dá)式是：________、________．該試驗(yàn)小組現(xiàn)在手頭只有一個(gè)電流表，只知其內(nèi)阻很小，卻不知詳細(xì)阻值．為了測出該電流表的內(nèi)阻，她們找來了如圖乙所示兩節(jié)干電池等試驗(yàn)器材．請你用筆畫線將圖中的實(shí)物連接成能測出電流表內(nèi)阻的電路．留意滑動變阻器串聯(lián)接入電路起限流作用，開關(guān)閉合前其阻值應(yīng)________．解析依據(jù)題圖示電路，利用閉合電路歐姆定律可得：E＝I1(R1＋RA＋r)、E＝I2(R2＋RA＋r)；兩節(jié)干電池的電動勢大約為3V，電流表應(yīng)選0.6A量程，在連接電路時(shí)，本著先串后并的原則進(jìn)行．答案(2)E＝I1(R1＋RA＋r)E＝I2(R2＋RA＋r)連線如圖調(diào)至最大12．采納如圖1所示的電路“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”．(1)除了選用圖2中的部分器材外，________(填選項(xiàng))．A．還須要電壓表 B．還須要電流表C．還須要學(xué)生電源 D．不再須要任何器材(2)測量所得數(shù)據(jù)如下：物理量測量次數(shù)123456R/Ω1.21.00.80.60.40.2I/A0.600.700.800.891.001.20U/V0.900.780.740.670.620.43用作圖法求得電池的內(nèi)阻r＝________．(3)依據(jù)第5組所測得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻RA＝________．解析(1)比照電路圖，會發(fā)覺缺少電壓表；(2)依據(jù)閉合電路歐姆定律，有E＝U＋I(xiàn)r，變形得到：U＝－rI＋E，作出U-I圖，如圖所示．斜率的肯定值表示內(nèi)電阻，故r＝eq\f(|ΔU|,|ΔI|)＝eq\f(1.35－0.4,1.25)Ω＝0.76Ω.(3)依據(jù)部分電路歐姆定律，有U＝IRA＋I(xiàn)R，故RA＝eq\f(U,I)－R＝eq\f(0.62,1.00)Ω－0.4Ω＝0.22Ω.答案(1)A(2)見解析圖0.76Ω(3)0.22Ω設(shè)置目的考查測電池的電動勢和內(nèi)阻的原理和用圖象進(jìn)行數(shù)據(jù)處理13．利用如圖甲所示電路，可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻，所用的試驗(yàn)器材有：待測電源，電阻箱R(最大阻值999.9Ω)，電阻R0(阻值為3.0Ω)，電阻R1(阻值為3.0Ω)，電流表A(量程為200mA，內(nèi)阻為RA＝6.0Ω)，開關(guān)S.試驗(yàn)步驟如下：①將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S；②多次調(diào)整電阻箱，登記電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R；③以eq\f(1,I)為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，作eq\f(1,I)-R圖線(用直線擬合)；④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b.回答下列問題：(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻，則eq\f(1,I)與R的關(guān)系式為________．(2)試驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R＝3.0Ω時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表．答：①________，②________．R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077I－1/A－16.998.00②10.011.011.913.0(3)在圖丙的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖，依據(jù)圖線求得斜率k＝________A－1·Ω－1，截距b＝________A－1.(4)依據(jù)圖線求得電源電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.解析(1)依據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝(eq\f(IRA,R1)＋I(xiàn))(R＋R0＋r)＋I(xiàn)RA.代入數(shù)據(jù)，化簡得eq\f(1,I)＝eq\f(RA＋R1,ER1)R＋eq\f(1,E)[eq\f(RA＋R1,R1)(R0＋r)＋RA]．(2)電流表每小格表示4mA，因此電流表讀數(shù)是0.110A，倒數(shù)是9.09A－1.(3)依據(jù)坐標(biāo)紙上給出的點(diǎn)，畫出一條直線，得出斜率k＝1.0A－1·Ω－1，截距b＝6.0A－1.(4)斜率k＝eq\f(RA＋R1,ER1)，因此E＝3.0V，截距b＝eq\f(1,E)[RA＋eq\f(RA＋R1,R1)(r＋R0)]，因此r＝eq\f(bE,3)－5＝1.0Ω.答案(1)eq\f(1,I)＝eq\f(RA＋R1,ER1)R＋eq\f(1,E)[RA＋eq\f(RA＋R1,R1)(r＋R0)](2)0.1109.09(3)1.0(或在0.96～1.04)之間，6.0(或在5.9～6.1之間)(4)3.0(或在2.7～3.3之間)，1.0(或在0.6～1.4之間)考點(diǎn)定位測量電源電動勢和內(nèi)阻試驗(yàn)探究方法技巧電動勢和內(nèi)阻的測量關(guān)鍵是理解原理，從原理動身即閉合電路的歐姆定律，得出圖象的函數(shù)關(guān)系，利用圖象求解電動勢和內(nèi)阻．14．有一節(jié)干電池，電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為1.0Ω.某試驗(yàn)小組為了比較精確的測量其電動勢和內(nèi)阻，在試驗(yàn)室找到了如下器材：A．電流表?(量程0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω)B．電流表?(量程2.0mA，內(nèi)阻Rg＝10Ω)C．定值電阻R1＝990ΩD．定值電阻R2＝9990ΩE．滑動變阻器R3(0～20Ω，額定電流2A)F．滑動變阻器R4(0～1000Ω，額定電流0.5A)G．開關(guān)S和導(dǎo)線若干．(1)因缺少電壓表，該組同學(xué)打算利用電流表?與定值電阻串聯(lián)改裝成電壓表，為較好地滿意測量須要，定值電阻應(yīng)選擇________(填C或D)；為操作便利，滑動變阻器應(yīng)選擇________(填E或F)．(2)該小組依據(jù)試驗(yàn)原理圖連接線路、測量數(shù)據(jù)、并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)連線，得到相應(yīng)的圖線如圖，其中I1為電流表?的示數(shù)，I2為電流表?的示數(shù)，則該電源的電動勢E＝______