2019_2020学年高中物理第二章恒定电流10实验：测定电池的电动势和内阻课后检测新人教版选修3_1.doc

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1、10　实验：测定电池的电动势和内阻记一记实验原理与操作数据处理与分析1．数据处理(1)公式法用两组U和I的数据，代入E＝U＋Ir，解方程组得到E和r的值，为了减小误差，利用U、I的值多求几组E和r的值，算出它们的平均值．(2)图象法以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量值在坐标系中描点作图．如图所示．纵轴截距为电源电动势E，图线斜率的绝对值即电池的内阻r，r＝＝.2．误差分析由于电压表的分流作用，使得：E测

2、是水果电池，它的内阻虽然比较大，但不够稳定，测量-13-前要做好充分的准备，测量尽量迅速．(2)如果使用干电池，则选择内阻大些的、已使用过的电池．(3)在量程合适的前提下，选择内阻大一些的电压表．(4)当路端电压变化不是很明显时，作图象时，纵轴单位可以取得小一些，且纵轴起点可以不从零开始.要点一实验原理和数据处理1.用如图所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源(电动势约3V，内阻约2Ω)，保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干．实验主要步骤：①将滑动

3、变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关．②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I.③以U为纵坐标，I为横坐标，作U－I图线(U、I都用国际单位)．④求出U－I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.回答下列问题：(1)电压表最好选用________；电流表最好选用________．A．电压表(0～3V，内阻约15kΩ)B．电压表(0～3V，内阻约3kΩ)C．电流表(0～200mA，内阻约2Ω)D．电流表(0～30mA，内阻约2Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大．两

4、导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________．A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝________，r＝________，代入数值可得E和r的测量值．解析：(1)本实验误差在于电压表的分流，内阻越大越好，故选A项；电路中能达到的最大电流I＝＝A≈180mA，

5、电流表最好选C项．(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，说明外电路的电阻变大，滑动变阻器的电阻变大，则两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是一条导线接在滑动变阻器金属杆左端或右端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱，选C项．(3)在U－I图象中纵截距等于电源的电动势，则E＝ka；斜率等于内阻与R2的和，故r＝k－R2.答案：(1)A　C　(2)C　(3)ka　k－R22．某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1＝1.0kΩ，电阻R1＝9.0kΩ，为了方便读数和作

6、图，给电池串联一个R0＝3.0Ω的电阻．-13-(1)按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是________导线断开．(2)排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图所示．由I1－I2图象得到电池的电动势E＝__

7、______V，内阻r＝________Ω.解析：(1)用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在a、6′间后有示数，说明电路被接通，即a、b′间有断路故障，再测量a、a′间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到a、a′间，则一定是aa′导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接通，断路故障的范围被确定在b、b′间，即bb′导线断开．(2)将纵轴数值都乘以(R1＋r1)，将I1－I2图象转化成U1－I2图象，并延长图线与纵轴相交，则纵轴截距为1.41V，即电源电动势为

8、1.41V，斜率k＝Ω＝3.5Ω＝R0＋r，可得r＝0.5Ω.答案：(1)aa′　bb′(2)1.41(1.36～1.44均可)　0.5(0.4～0.6均可)要点二实验电路设计和实物连线3.[2019·日照高一检测]某同学为了较精确地测量一节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材：A．待测干电池E(电动势约为1.5V，内阻约为