2020年高中物理课时训练人教版选修3-1-2.10实验：测定电源的电动势和内阻.docx

课时训练18　试验:测定电池的电动势和内阻
1.如图所示,测量电池电动势和内阻时,若有两个电压表V1、V2量程相同,内阻分别为RV1、RV2、且RV1>RV2,有两个电流表A1、A2量程相同,内阻分别为RA1、RA2,且RA1>RA2,在该测量中,为了使E、r的测量值精确些,选择的电表可以是(　　)

A.V1与A1　　　　　　　　
B.V1与A2
C.V2与A1
D.V2与A2
答案:B
解析:为了减小试验误差,应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表,故B正确。
2.在测定电池的电动势和内阻的试验中,待测电池、开关和导线,协作下列哪组仪器,可以达到试验目的(　　)
A.一只电流表和一个电阻箱
B.一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器
C.一只电压表和一个电阻箱
D.一只电流表和一个滑动变阻器
答案:ABC
解析:接受A选项,原理:E=I1R1+I1r,E=I2R2+I2r联立可求得。接受B选项,原理:E=U1+I1r,E=U2+I2r联立可求得。接受C选项,原理:E=U1+r,E=U2+r联立可求得。而D选项接受的滑动变阻器因不知其阻值,所以无法求得。
3.教学争辩小组利用图甲所示电路,进行电池电动势和内阻的测量。若依据某次试验记录数据画出的UI图象如图乙所示,下列关于这个图象的说法中正确的是(　　)

A.纵轴截距表示待测电池的电动势,即E=3V
B.横轴截距表示短路电流,即I短=0.6A
C.依据r=,计算出待测电池内阻为5Ω
D.依据r=||计算出待测电池内阻为1.0Ω
答案:AD
解析:UI图象纵轴截距为电池电动势E=3V,故A正确;由于纵轴坐标原点不是路端电压的零点,故横轴截距不对应路端电压等于零时的短路电流,即I短≠0.6A,故B错误;依据斜率的物理意义知r=Ω=1Ω,故C错误,D正确。
4.在测定电池电动势和内阻的试验中,为使试验效果明显且不会损坏仪器,应选择下列电源中的(　　)
A.内阻较大的一般干电池
B.内阻较小的一般蓄电池
C.小型沟通发电机
D.小型直流发电机
答案:A
解析:内阻较大的干电池性能稳定,所测得的数据也便于作图处理。
5.在如图所示的UI图象中,直线Ⅰ为某一电池的路端电压与电流的关系图象,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。若该电池直接与电阻R相连组成闭合电路,则由图象可知(　　)

A.电池的电动势为3V,内阻为0.5Ω
B.电阻R的阻值为1Ω
C.电池的输出功率为4W
D.电池的效率为50%
答案:ABC
解析:由图象Ⅰ直接读出电动势为3V,其斜率的确定值|k|==0.5,即内阻为0.5Ω;由图象Ⅱ求得R=1Ω,由闭合电路欧姆定律得知电流I=2A时,输出功率P=I2R=4W;电池的效率η=×100%=66.7%。
6.如图甲所示的电路,不计电表内阻的影响,转变滑动变阻器的滑片位置,测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的两条试验图线如图乙所示,关于这两条试验图线,下列说法正确的是(　　)

A.图线b的延长线肯定过坐标原点O
B.图线a的延长线与纵轴交点的坐标值等于电池的电动势
C.图线a、b交点的横坐标和纵坐标值的乘积等于电池输出功率
D.图线a、b交点的横坐标和纵坐标值的乘积等于电阻R0消耗的电功率
答案:ABCD
解析:电压表V1和V2分别测路端电压和R0两端电压。且U1=E-Ir,U2=IR0。R减小,I增大,U1减小,U2增大。所以,a为U1随I变化的图线,b为U2随I变化的图线。当I=0时,U1=E,U2=0,因此A、B正确。a、b交点的纵坐标是路端电压也是R0两端电压。横坐标为总电流。因此,选项C、D正确。
7.测量“水果电池”的电动势和内阻:将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内,就构成了简洁的“水果电池”,其电动势约为1.5V,可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5 V、额定电流为0.3 A的手电筒上的小灯泡。缘由是流过小灯泡的电流太小了,经试验测得还不足3 mA。现用量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等试验器材尽量精确地测定“水果电池”的电动势和内阻。
(1)若给出的滑动变阻器有两种规格:A(0~30Ω)　B(0~30kΩ)。本试验中应当选用哪种规格的滑动变阻器?答:　　　　。 
(2)在试验中依据电压表的示数U与电流表的示数I的值,经描点、连线得到UI图象,如图所示,依据图中所给数据,则“水果电池”的电动势和内阻分别为E=　　　　V;r=　　　　Ω。 

答案:(1)B　(2)1.5　500
解析:(1)由题设条件知,该“水果电池”的内阻很大,若选滑动变阻器A(0~30Ω),则当滑动变阻器的滑片移动时,电表示数几乎不变,无法进行多次测量,从而影响试验误差。因此本试验中应当选用阻值较大的(0~30kΩ)的滑动变阻器B。
(2)由题图所示可知,直线与纵轴截距即为电动势,所以E=1.5V;直线斜率的确定值即为电池内阻,所以r=||=500Ω。