2020_2021新教材高中物理第十二章第3節(jié)實驗：電池電動勢和內(nèi)阻的測量新人教版必修3

1、第3節(jié)實驗：電池電動勢和內(nèi)阻的測量A組基礎(chǔ)達標1. 如圖所示.是甲.乙、丙三位同學(xué)設(shè)il的測量電池的電動勢和內(nèi)電阻的電路.電路中丘、足為已知阻值的電阻.下列說法中正確的是（R.E.r丙3A只有甲同學(xué)設(shè)訃的電路能測出電池的電動勢和內(nèi)電阻B. 只有乙同學(xué)設(shè)計的電路能測出電池的電動勢和內(nèi)電阻C. 只有丙同學(xué)設(shè)計的電路能測出電池的電動勢和內(nèi)電阻D. 三位同學(xué)設(shè)汁的電路都能測出電池的電動勢和內(nèi)電阻【答案】D【解析】圖甲中可用4£（卄凡）、片以卄足）求得電源的電動勢和內(nèi)電阻，圖乙中可用 H+魯八E=r求得電源的電動勢和內(nèi)電阻，而圖丙中可用E=臥 "、E = £+Nr求得電源的

2、電動勢和內(nèi)電阻，故三位同學(xué)設(shè)訃的電路都能測出電源的電動勢和內(nèi) 電阻，D正確.2. 在“測左電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中，已連接好部分實驗電路.乙（1）按如圖甲所示的實驗電路，把圖乙中剩余的電路連接起來.（2）在圖乙所示的電路中，為避免燒壞電表，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)宜于（填aA"或“員）端如圖所示是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作岀的Z圖像，由圖可知，電源的電動勢QV.【解析】電路連接如圖.(2) 閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路中的阻值應(yīng)該最大，故滑片應(yīng)置于萬端.1 cz 1 A(3) 由圖像可知，電源電動勢為1.5 V,內(nèi)阻r=_o廠 Q=1O Q.3. 在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，由

3、于所用電壓表(視為理想電壓表)的量程較 小，某同學(xué)設(shè)汁了如圖所示的實物電路.(1) 實驗時，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到(填“最大值” “最小值”或“任意值”).(2) 改變電阻箱的阻值爪分別測出阻值吊=10Q的泄值電阻兩端的電壓口下列兩組斤的取值方案中，比較合理的方案是(填“1”或“2” ).方案編號電阻箱的阻值艮Q1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點，繪出的一斤圖像是一條直線.若直線的斜率為在*坐標軸上 的截距為厶則該電源的電動勢片,內(nèi)阻.(用&、b和兄表示)【答案】最大值(2)2擊+皿【解析】(1)實驗中電阻箱起

4、到改變電路中的總電阻和分壓的作用，為了確保儀器的安 全，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到最大值.(2)電壓表的量程為3 V,故電阻箱兩端的最小電壓為6 V,根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知，解得 = 20 Q,即電阻箱接入電路的最小阻值為20 0.在實驗時，為了減小讀數(shù) no K.9 1 誤差，所用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度一般不小于其量程的丁當(dāng)電壓表示數(shù)為IV時，由,得斤=80 Q,即電阻箱接入電路的最大阻值為80 Q,所以選擇方案2較合理.（3）根據(jù)閉合電路歐姆泄律可得片令（吊+斤+£.變形為£=吉斤+鈴:由題意得 斜率Q點，截距*骨，解得電動勢*缶內(nèi)阻三-弘4. 在測泄一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻

5、的實驗中，備有下列器材：A. 待測的干電池（電動勢約為1. 5 V,內(nèi)電阻小于1.0 Q）B. 電流表人（疑程03 mA,內(nèi)阻 = 10 Q）C. 電流表£（呈:程00.6A,內(nèi)阻屜=0.1 Q）D. 滑動變阻器丘（020 Q, 10 A）E. 滑動變阻器（0-200 Q, 1 A）F. 定值電阻皿（990 Q）G. 開關(guān)和導(dǎo)線若干（1）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中沒有電壓表，但給岀了兩個電流表，于是他設(shè)訃了如圖甲所 示的a、b兩個參考實驗電路，英中合理的是圖所示的電路：在該電路中，為了操作方便且能準確地進行測疑，滑動變阻器應(yīng)選（填寫器材前的字母代號）.©1 M<s>1

6、_1(ai111(a|I|i_/Mi_b甲（2）圖乙為該同學(xué)根據(jù)（1）中選出的合理的實驗電路，利用測出的數(shù)據(jù)繪岀的 H 圖線（厶為電流表兒的示數(shù)，Z：為電流表扎的示數(shù)，且乙的數(shù)值遠大于厶的數(shù)值），但坐標紙不夠大，他只畫了一部分圖線.則由圖線可得被測電池的電動勢E=V,內(nèi)阻r=（3）若圖線與縱坐標軸的交點等于電動勢的大小，則圖線的縱坐標應(yīng)該為A. 厶（兄+雄：）B. I、 R°C.厶（兄+凡二）D. £屆【答案】(l)b D (2) 1. 48 0. 84(3)A【解析】(1)上述器材中雖然沒有電圧表.但給出了兩個電流表，電路中電流最大為2；1 R=A=1.5 A,故電流表至

7、少應(yīng)選擇00.6A量程；故應(yīng)將3 mA電流表免串聯(lián)一個電 阻，改裝成較大星程的電壓表使用.電表流A：由于內(nèi)阻較小，故應(yīng)采用相對電源來說的外 接法，故a、b兩個參考實驗電路，苴中合理的是b：因為電源的內(nèi)阻較小，所以應(yīng)該采用 最大值較小的滑動變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測量和誤差的減小.滑動變阻器應(yīng)選D.(2)根據(jù)電路結(jié)構(gòu)結(jié)合閉合電路歐姆泄律知F=£(島+凡)+S,解得Z： = -y*F y*7-所以圖像的縱坐標截距-T7=1- 48X10 '，解得4148 V.圖像的斜率7 Aji "V -Zlo/(ji i" /l3/irj l" /Io1.48-1.

8、10 X10 5 A3 "小=0. 84X10 ,解得 r=0. 84 Q .U. A(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知U=E-Ir,若圖線與縱坐標軸的交點等于電動勢的大 小，則圖線的縱坐標應(yīng)該為路端電壓，而"=厶(尺+屆)，即圖線的縱坐標應(yīng)該為厶(吊+屆)， 故選A.B組能力提升5. 某同學(xué)在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，串聯(lián)了一個2. 5 Q的 保護電阻兄，實驗電路如圖甲所示.(1) 連好電路后，當(dāng)該同學(xué)閉合開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)不為0.檢查 各接線柱均未接錯，接觸良好且未發(fā)生短路：他用電壓表檢查電路，把兩表筆分別接a、b 或b、c或d、e時

9、，示數(shù)均為0,把兩表筆接c、d時，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，由此可推 斷故障是.甲乙(2) 在圖乙中按電路原理圖及用電壓表檢查電路時，把兩表筆分別接c、d時的實物電路 圖(如圖所示)以筆畫線代替導(dǎo)線連接起來.(3) 排除故障后，該同學(xué)順利完成實驗，測左得到下列數(shù)據(jù)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)在下圖中畫出一2圖線，由圖線知：電池的電動勢為,內(nèi)阻為.I/A0. 100. 170. 230. 30刃V1. 201.000. 800. 60【答案】仃斤斷路（2）如圖甲所示如圖乙所示141151 V均可0. 50-0. 70 Q均可甲乙【解析】（1）閉合電鍵，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0.電壓表示數(shù)不為0.說明電路中有斷路或者短路

10、的地方，把兩表筆接6 d時，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，則6 /點通往電源的電路是 通路，即斤斷路.（2）對照電路圖連線即可，要注意電表的極性：實物圖連線如圖甲所示.根據(jù)描點法作出Z心圖像，如圖乙所示.圖像的縱軸截距表示電源的電動勢,A U故£=1.50 V內(nèi)阻和泄值電阻之和等于圖線的斜率，故r+/&=3.0 Q,所以 r=3 Q -2. 5 Q =0. 50 Q6. 為研究某一蓄電池組，某興趣小組將一塊舊的電池組充滿電，準備利用下列器材測 量電池組的電動勢和內(nèi)電阻:A. 待測電池組，電動勢約為4 V,內(nèi)阻約幾歐姆B. 直流電壓表V：、V：（量程均可滿足要求，均可視為理想電表）C.

11、 圧值電阻皿（未知）D. 滑動變阻器凡 最大阻值為尼（已知）E. 導(dǎo)線和開關(guān)（1）現(xiàn)利用以上器材，設(shè)計一個電路如圖甲所示，完成對待測電池組的電動勢和內(nèi)阻的 測量.（2）實驗之前，需要利用該電路圖測出定值電阻吊，方法是先把滑動變阻器斤調(diào)到最大阻值尼，再閉合開關(guān)，電壓表Vi和V：的讀數(shù)分別為偏、Lio,則22>=（用從o、U»局表不）（3）實驗中移動滑動變阻器觸頭，讀出電壓表V；和V：的多組數(shù)據(jù)0、0 描繪岀圖像（橫軸為忑），圖線斜率絕對值為k,與橫軸的截距值為a,則電池組的電動勢E= ,內(nèi)阻$=（用&、a、凡表示）.乙甲1.31»4.01)3 $02 51>

12、;1.50.<>!)00.1 0.2 0.3 0.4 0.S 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0/A丙(4)經(jīng)測量得到該電池組的電動勢為£=4. 0 V內(nèi)阻r=1.5 Q,現(xiàn)用該電池組與左值X2!:n:2:2 口un 口口 ms ntl:nun!l QSBanu:umammumnm nmumiuuumm umumimmiim !：an!：UUU：HUimmiiium imamumi iiuimiiiiin vamimmi rimmiiimi imuinimnmiiimmmauimunmtnaiimimium xn:snn:x:annaaun:nn:u:：!：:

13、7; 穴K mizammnumiunmvimiim：:：luunuxmuunumxui :sn:nn!H!sn：!n!込也丐正叵叵HI匹Mmesi8電阻凡=10 Q串聯(lián)，然后與兩個相同的燈泡構(gòu)成如圖乙所示的電路，燈泡的伏安特性曲兒（結(jié)果保留2位小數(shù)）.線如圖丙所示，試用作圖法求出每個燈泡的實際功率為.【答案】詳 滋 U-1）（4）0. 75（0. 73078都對）【解析】（2）當(dāng)滑動變阻器接入阻值最大時，此時電路中電流為/=琴，根據(jù)歐姆泄律（3）根據(jù)閉合電路歐姆左律可知心；=廳一半匕+兄），根據(jù)題意可知k=¥，0=£-UAoA：+r),聯(lián)立解得 E=ka. r=(kl).(4) 怎值電阻凡與電源構(gòu)成等效電源，題圖乙的閉合電路歐姆怎律為Q2(卄氏)Z+乩Z為通過一個燈泡的電流，在燈泡“一/圖像坐標系內(nèi)作出此Z7-Z圖像如圖所示.nn XX，偉2.50!umnmnsis!nniriBBm!BU ±2 OtBee I0SB BiSIB SOOBt J BOM MtoeMMi：QH8isiniu；8：siiaBBai：BK2 uh h7；：|：HnrTrTBi*nJ ;t HnTHnnlh Hr HIHI：i. 糾出屮卅 jn