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含解析新人教版选修3_1.doc

-13-10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rr＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔUΔI)))＝eq\f(EI短).2．误差分析由于电压表的分流作用使得：E测<Er测<r即电动势测量值小于真实值内阻测量值小于真实值．3．注意事项(1)如果使用的是水果电池它的内阻虽然比较大但不够稳定测量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＝eq\f(ER1＋R2＋r)＝eq\f(310＋5＋2)A≈180mA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)AC(2)C(3)kak－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为了方便读数和作图给电池串联一个R0＝3.0Ω的电阻．(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＝________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1.41V斜率k＝eq\f(1.41－0.500.26)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