課時跟蹤訓練（二十一）實驗：電池電動勢和內阻的測量A級—學考達標1．為了測出電源的電動勢和內阻，除待測電源和開關、導線以外，配合下列哪組儀器，不能達到實驗目的()A．一個電流表和一個電阻箱B．一個電壓表、一個電流表和一個滑動變阻器C．一個電壓表和一個電阻箱D．一個電流表和一個滑動變阻器解析：選D根據(jù)E＝I(R＋r)，由電流表測出電流，用電阻箱讀出外電阻的阻值，可以求出E、r，A正確；根據(jù)E＝U＋Ir，由電流表測出電流，由電壓表測出電壓，可以求出E、r，B正確；根據(jù)E＝U＋eq\f(Ur,R)，由電壓表測出電壓，用電阻箱讀出外電阻的阻值，可以求出E、r，C正確；因為滑動變阻器不能讀出電阻的數(shù)值，所以只有一個電流表和一個滑動變阻器，測不出電動勢和內阻，D錯誤。2．[多選]在用如圖所示的電路測量電池電動勢和內阻的實驗中，若有兩只電壓表V1和V2且量程相同，內阻RV1>RV2；兩只電流表A1、A2且量程相同，內阻RA1>RA2，在該實驗中，為了使E、r的測量精確些，選擇的電表可以是()A．V1和A2 B．V2和A2C．V2和A1 D．V1和A1解析：選AD本實驗中電流表相對電池外接，系統(tǒng)誤差是由電壓表分流引起的，E測＝eq\f(RV,RV＋r)·E，r測＝eq\f(RV,RV＋r)·r，要減小誤差，RV應選大的，故電壓表選V1，本實驗中電流表的內阻對結果無影響，故正確選項為A、D。3．用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內電阻的實驗中，所用電流表和電壓表的內電阻分別為0.1Ω和1kΩ，如圖1為所需的器材。(1)請完成實驗電路，注意兩個電表要選用適當量程，并要求變阻器的滑片在左端時其電阻值最大。(2)一位同學記錄的6組數(shù)據(jù)見下表，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖2中畫出U-I圖線，根據(jù)圖線求出電池的電動勢E＝________V，內阻r＝________Ω。I/AU/V(3)上述實驗的測量結果為E測________E真(選填“>”“<”或“＝”)。解析：(1)根據(jù)要求，變阻器的滑動觸頭滑至最左端時，其電阻值最大，電源的內阻是比較小的，為了減小誤差，采用電流表相對電源的外接法，按要求連接實物圖，如圖所示。(2)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標系內描出對應點，然后作圖如圖所示：在U-I圖像中圖線與縱坐標的交點等于電源的電動勢，所以由圖可以讀出電源的電動勢為1.46V，圖像中的斜率大小表示電源的內阻，所以電源的內阻為r＝eq\,0.61)Ω≈0.75Ω。(3)相對于電源來說，電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，使所測電源電動勢小于電動勢真實值，內阻測量值小于真實值，即E測<E真。答案：(1)實物圖見解析(2)U-I圖線見解析1.460.75(3)<4．測定電池的電動勢E及內阻r(E約為6V，r約為1.5Ω)。器材有量程為3V的理想電壓表V，量程為0.6A的電流表A(具有一定內阻)，定值電阻R＝8.5Ω，滑動變阻器R′(0～10Ω)，開關S，導線若干。(1)在圖甲所示的虛線框中畫出實驗電路原理圖，圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標出。(2)在圖乙所示的器件上，用筆畫線代替導線完成實物連接圖。(3)實驗中，當電流表讀數(shù)為I1時，電壓表讀數(shù)為U1；當電流表讀數(shù)為I2時，電壓表讀數(shù)為U2。則可以求出E＝________，r＝________。(用I1、I2、U1、U2及R表示)解析：(1)電路圖如圖甲所示。(2)將實物連接，如圖乙所示。(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝U1＋I1R＋r,E＝U2＋I2R＋r))解得E＝eq\f(I1U2－I2U1,I1－I2)，r＝eq\f(U2－U1,I1－I2)－R。答案：(1)見解析圖甲(2)見解析圖乙(3)eq\f(I1U2－I2U1,I1－I2)eq\f(U2－U1,I1－I2)－R5．某研究性學習小組利用圖甲所示的電路測量某電池的電動勢E和內阻r。由于該電池的內阻r較小，因此在電路中接入了一阻值為2.00Ω的定值電阻R0。(1)按照圖甲所示的電路圖，將圖乙所示的實物連接成實驗電路。(2)閉合開關S，調整電阻箱的阻值，讀出電壓表相應的示數(shù)，并計算出通過電阻箱的電流數(shù)值如表所示，在圖丙所示的坐標紙中作出U-I圖線。R/ΩU/V1.90I/A(3)根據(jù)圖線得到E＝________V，r＝________Ω。解析：(1)根據(jù)電路圖連接實物電路圖如圖所示：(2)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標系內描出對應點，然后作出圖像如圖所示：(3)由圖示電源U-I圖像可知，圖像與電壓軸的交點坐標值為2.0V，則電源電動勢E＝2.0V；圖像斜率的絕對值等于電源內阻與保護電阻阻值之和，則k＝r＋R0＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\,0.25)Ω＝2.4Ω，電源的內阻r＝k－R0＝2.4Ω－2.0Ω＝0.4Ω。答案：(1)實物圖見解析(2)U-IB級—選考提能6.某探究性學習小組利用如圖所示的電路測量電池的電動勢和內阻。其中電流表A1的內阻r1＝1.0kΩ，電阻R1＝9.0kΩ，為了方便讀數(shù)和作圖，給電池串聯(lián)一個R0＝3.0Ω的電阻。(1)按圖示電路進行連接后，發(fā)現(xiàn)aa′、bb′和cc′三條導線中，混進了一條內部斷開的導線。為了確定哪一條導線內部是斷開的，將開關S閉合，用多用電表的電壓擋先測量a、b′間電壓，讀數(shù)不為0，再測量a、a′間電壓，若讀數(shù)不為0，則一定是________導線斷開；若讀數(shù)為0，則一定是________導線斷開。(2)排除故障后，該小組順利完成實驗。通過多次改變滑動變阻器觸頭位置，得到電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù)，作出圖像如圖所示。由I1-I2圖像得到電池的電動勢E＝________V，內阻r＝________Ω。解析：(1)良好的同一根導線上任何兩點都不會存在電勢差，若一根導線兩端有電勢差，則導線斷開。a、b′間的電壓不為零，說明a、a′或b、b′間有一處導線斷開，若a、a′間電壓不為零，說明aa′導線斷開；若a、a′間電壓為零，則一定是bb′導線斷開。(2)法一：將電流表A1和R1串聯(lián)當成電壓表使用，電壓測量值U＝I1(r1＋R1)，根據(jù)閉合電路歐姆定律有I1(r1＋R1)＝E－I2(r＋R0)，整理得I1＝eq\f(E,r1＋R1)－eq\f(r＋R0,r1＋R1)I2，由題圖可知，縱軸截距b×10－3A＝eq\f(E,r1＋R1)，所以電動勢E×10－3×(1×103＋9×103)V＝1.4V，斜率的絕對值表示eq\f(r＋R0,r1＋R1)，即|k|＝eq\,260)＝eq\f(r＋R0,r1＋R1)，解得r≈0.5Ω。法二：在給出的圖像中取兩個點，讀數(shù)分別為I1＝0.12mA、I2＝60mA，I1′＝0.07mA、I2′＝200mA。據(jù)閉合電路歐姆定律知：E＝(I1＋I2)(R0＋r)＋I1(r1＋R1)，將上述兩組數(shù)據(jù)代入可得：電動勢E≈1.4V，內阻r≈0.57Ω。答案：(1)aa′bb′(2)1.4(1.36～1.44均可)0.5(0.4～0.6均可)7．某同學為了測量某電池的電動勢E和內阻r，采用如圖甲所示的電路，其中定值電阻R0＝5.0Ω，電壓表V1內阻約5.5kΩ。實驗中，移動滑動變阻器滑片，測出電壓表V1和V2的多組U1、U2數(shù)據(jù)，記錄的數(shù)據(jù)如下表所示。實驗次數(shù)123456U1/VU2/V(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖乙中畫出U2-U1圖像。(2)根據(jù)(1)中所畫圖線可得出該電源的電動勢E＝________V，內阻r＝________Ω(結果保留兩位小數(shù))。(3)為提高實驗的精度，下列做法可行的是________。A．適當減小R0可使內阻測量值更接近真實值B．適當增大R0可使內阻測量值更接近真實值C．將縱坐標改為U1＋U2可以使電動勢測量值更接近真實值D．將縱坐標改為U1＋U2不能使電動勢測量值更接近真實值解析：(1)先描點，后連線，舍去偏離連線較遠的點，如圖所示。(2)由閉合電路歐姆定律得E＝U1＋U2＋eq\f(U1,R0)r，則U2＝E－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(r,R0)))U1，由U2-U1圖像縱軸截距等于電源電動勢，可得E＝9.00V，由圖像斜率大小k＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(r,