测定电源的电动势和内阻练习题

测定电源的电动势和内阻练习题【基础达标】1．在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A．干电池E(电动势约为1.5 V、内电阻大约为1.0 Ω)B．电压表V(0～15 V)C．电流表A(0～0.6 A、内阻0.1 Ω)D．电流表G(满偏电流3 mA、内阻R g＝10 Ω)E．滑动变阻器R1(0～10 Ω、10 A)F．滑动变阻器R2(0～100 Ω、1 A)G．定值电阻R3＝990 ΩH．开关、导线若干(1)为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是________(填写“R1”或“R2”)；(2)请在线框内画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号；(3)如图所示为某一同学根据他设计的实验，绘出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，由图线可求得被测电池的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω.【答案】(1)R1(2)电路图如图所示(3)1.47(1.46～1.48均对)0.83(0.81～0.85均对)【解析】从实验操作方便和安全角度出发，滑动变阻器选小阻值，大额定电流的R1；所给器材中电压表量程过大，不能选用，需要把电流表G与R3串联，被测量电源的内阻很小，电流表相对电源用外接法；图象与纵轴的截距为1.47 mA，为断路时通过G的电流．断路电流乘以(R3＋R g)等于1.47 V，为电源电动势；图线的斜率为电源内阻r＝0.83 Ω.2．某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时，发现里面除了一节1.5 V 的干电池外，还有一个方形的层叠电池．为了测定层叠电池的电动势和内阻，实验室中提供了如下器材：A．电流表A1(满偏电流10 mA，内阻10 Ω)B．电流表A2(0～0.6 A～3 A，内阻未知)C．滑动变阻器R0(0～100 Ω，1.0 A)D．定值电阻R(阻值990 Ω)E．开关S与导线若干(1)该同学根据现有的实验器材，设计了如图所示的电路．请你按照电路图在图中完成实物连线．(2)该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据，绘出如图所示的I1－I2图线(I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数)，则由图线可以得到被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(保留两位有效数字)【答案】(1)实物连接如下图所示(2)9.010【解析】由闭合电路的欧姆定律可得：E＝(I1×10－3＋I2)r＋I1(10＋990)×10－3，E＝I1×10－3r＋I2r＋I1，其表达式中的I1×10－3 r非常小，表达式可近似处理为以下形式：I1＝E－I2r，参照图24结合数学知识不难得出图象纵轴的截距大小为电源电动势，其斜率的绝对值表示内阻，延长图象与纵轴相交，得电动势E＝9.0 V；由图象可求得内阻为3．两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R0以及电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1 的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，并根据数据分别描绘了如图（b）所示的两条U-I直线，回答下列问题：（1）该同学首先用多用电表粗略测量电源的电压，电表指针和选择开关分别如图所示，则该电表读数为_____V；（2）根据甲乙两同学描绘的直线，可知甲同学是根据电压表____（填“V1”或“V2”）和电流表A的数据描绘的图线，可以测得_____（填写物理量符号R0或E 和r），计算结果为_____；（3）甲、乙图线的交点表示滑动变阻器滑动触头恰好位于_____（填：最左端、最右端或中间）。

【答案】（1）1.50 （2）V1 E和r 电源电动势E=1.5V和电源内阻r=1.0Ω（3）最左端（每空2分）【解析】测量电压量程为2.5V，每小格读数为0.05V，电压读数为1.50V。

甲同学描绘电源的路端电压与电流关系，电压为V1示数，根据图线可以求电源的电动势和内阻，图线与纵轴截距大小为电动势，数值为1.50V，图线斜率大小为电源内阻，大小为1.0Ω。

甲乙图线的焦点表示两电压表读数相同，则滑动变阻器阻值为零，滑片应位于左端。

【能力提升】1．在“DIS测电源的电动势和内阻”的实验中（1）将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电建及若干导线连接成电路如图（a）所示。

图中未接导线的A端应接在_____点（选填：“B”、“C”、“D”或“E”）。

（2）实验得到的U-I关系如图（b）中的直线Ⅰ所示，则电池组的电动势为______V，内电阻阻值为____。

（3）.为了测量定值电阻的阻值，应在图（a）中将“A”端重新连接到_____点（选填：“B”、“C”、“D”或“E”），所得到的U-I关系如图（b）中的直线Ⅱ所示，则定值电阻阻值为_______。

【答案】（1）C（2）2.8，2 （3）D，3【解析】（1）分析图（a），共有两个传感器其中一个已经串联在电路，说明为电流传感器，那么没有连接完整的就是电压传感器，测量路端电压，并联在电路中，所以a 端接入C接线柱。

（2）根据串并联电路路端电压和电流电动势关系可得，u=E-Ir,u-I图像与纵轴的柱。

截距即电动势，所以E=2.8v，斜率即内阻即。

（3）由于电压传感器左端已经接入电源负极，所以电压传感器右端接入C则电压表等于路端电压，无法测量定值电阻，又无法测量定值电阻电压，所以改而滑动变阻器电压，接入D接线柱。

此时，电压表示数u=E-I(r+R),u-I 图像斜率即，可得定值电阻阻值2．用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组（电动势约为4.5V，内电阻约为1Ω）的电动势和内电阻，除了待测电池组，电建，导线外，还有下列器材供选用；A．电流表：量程0.6A，内电阻约为1ΩB．电流表：量程3A，内电阻约为0.2ΩC．电压表：量程3V，内电阻约为30kΩD．电压表：量程6V，内电阻约为60kΩE．滑动变阻器：0-1000Ω，额定电流0.5AF．滑动变阻器：0-20Ω，额定电流2A①为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_______,电压表选用_______，滑动变阻器选用_______（均填仪器的字母代号）②右图为正确选择仪器后，连好的部分电路，为了使测量误差尽量小，还需要在电路中用导线将_______和_______相连、_______和_______相连、_______和_______相连（均填仪器上接线柱的字母代号）③实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验，实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U；用图像法处理采集到数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以_______为纵坐标，以_______为横坐标【答案】①ADF②ad cg fh③或U R（横纵坐标互换亦可）【解析】①按仪器选择顺序，先选电表，电池电动势为4.5V，故电压表选择6V量程的D；电路的最大电源不超过0.45A，故电流表选择0.6A量程的A即可；因要求测量结果尽量准确，为方便调节，变阻器选择20Ω的F即可；②为减小误差，电流表应采用内接法，同时注意电表的正、负接线柱，故可知导线应连接ad、fh、cg；③换用电阻箱后，根据闭合电路欧姆定律有，变形后得到，故图像坐标可以为（横纵坐标互换亦可）3．现要测量某电源的电动势和内阻。

可利用的器材有：电流表，内阻为1.00Ω；电压表V；阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5；开关S；一端连有鳄鱼夹P的导线1，其他导线若干。

某同学设计的测量电路如图（a）所示。

（1）按图（a）在实物图（b）中画出连线，并标出导线1和其P端。

（2）测量时，改变鳄鱼夹P所夹的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路，记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I。

数据如下表所示。

根据表中数据，在图（c）中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出U-I图线。

（3）根据U-I图线求出电源的电动势E＝_____V，内阻r＝______Ω。

【答案】（1）略，见解；（2）略，见解析；（3）2.90（2.89～2.91之间均可），1.02（0.93～1.13之间均可）【解析】（1）根据题图（a）所示，按照电流流向，其实物连线如下图所示。

（2）显然，坐标图中缺少了第3、5组数据对应的点，补上点后，按照描点作图的原则，作出其U-I图线如下图所示。

（3）改变鳄鱼夹P所夹的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路，相对于将滑动变阻器采用限流式接法接入电路，改变滑片位置，因此，将电流表和电源看作等效电源，电压表的读数即为路端电压，根据闭合电路欧姆定律有：U＝E－I （r＋R A），所以U-I图象的纵截距即表示了电源的电动势，有：E＝2.90V（2.89～2.91V之间均可），图线斜率的绝对值即表示了电源的内阻与电流表内阻之和，有：（0.93～1.13Ω之间均可）【终极闯关】1．【2015•安徽•21II】某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材，一个满偏电流为100μA，内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱（0~999.9Ω）和若干导线；（1）由于表头量程偏小，该同学首先需要将表头改装成量程为50mA的电流表，则应将表头与电阻箱__________（填“串联”或者“并联”），并将电阻箱阻值调为________Ω。

（2）接着该同学用改装的电流表对电池的电动势和内阻进行测量，实验电路图如图1所示，通过改变电阻R测相应的电流I，并且作相关计算后一并记录如下表①根据表中的数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画出图线②根据图线可得电池的电动势E是________V，内阻r是_________Ω。

【答案】（1）并联 5.0 （2）①如图所示②1.53 2.0【解析】（1）把小量程的电流表改装成大量程的电流表需并联小电阻，由并联的的特点，电压相等(I-I g)R=I g R g，得R=5.0Ω。

（2）如图所示，由E=IR+I(r+R A)得IR=E-I(r+R A)，纵截距为电源的电动势E。

，R A=5.0Ω，得r=2.0Ω。

2．【2015•江苏•10】小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻（1）图中电流表的示数为__________A（2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出U-I图线由图线求得：电动势E=_________V，内阻r=_____________Ω。

（3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_____________。