2020_2021新教材高中物理第十二章第3节实验：电池电动势和内阻的测量新人教版必修3

1、第3节实验：电池电动势和内阻的测量A组基础达标1. 如图所示.是甲.乙、丙三位同学设il的测量电池的电动势和内电阻的电路.电路中丘、足为已知阻值的电阻.下列说法中正确的是（R.E.r丙3A只有甲同学设讣的电路能测出电池的电动势和内电阻B. 只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻C. 只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻D. 三位同学设汁的电路都能测出电池的电动势和内电阻【答案】D【解析】图甲中可用4£（卄凡）、片以卄足）求得电源的电动势和内电阻，图乙中可用 H+鲁八E=r求得电源的电动势和内电阻，而图丙中可用E=臥 "、E = £+Nr求得电源的

2、电动势和内电阻，故三位同学设讣的电路都能测出电源的电动势和内 电阻，D正确.2. 在“测左电源的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路.乙（1）按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来.（2）在图乙所示的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应宜于（填aA"或“员）端如图所示是根据实验数据作岀的Z图像，由图可知，电源的电动势QV.【解析】电路连接如图.(2) 闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于万端.1 cz 1 A(3) 由图像可知，电源电动势为1.5 V,内阻r=_o厂 Q=1O Q.3. 在测量电源的电动势和内阻的实验中，由

3、于所用电压表(视为理想电压表)的量程较 小，某同学设汁了如图所示的实物电路.(1) 实验时，应先将电阻箱的电阻调到(填“最大值” “最小值”或“任意值”).(2) 改变电阻箱的阻值爪分别测出阻值吊=10Q的泄值电阻两端的电压口下列两组斤的取值方案中，比较合理的方案是(填“1”或“2” ).方案编号电阻箱的阻值艮Q1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0根据实验数据描点，绘出的一斤图像是一条直线.若直线的斜率为在*坐标轴上 的截距为厶则该电源的电动势片,内阻.(用&、b和兄表示)【答案】最大值(2)2击+皿【解析】(1)实验中电阻箱起

4、到改变电路中的总电阻和分压的作用，为了确保仪器的安 全，应先将电阻箱的电阻调到最大值.(2)电压表的量程为3 V,故电阻箱两端的最小电压为6 V,根据串联电路的特点可知，解得 = 20 Q,即电阻箱接入电路的最小阻值为20 0.在实验时，为了减小读数 no K.9 1 误差，所用电表的指针偏转角度一般不小于其量程的丁当电压表示数为IV时，由,得斤=80 Q,即电阻箱接入电路的最大阻值为80 Q,所以选择方案2较合理.（3）根据闭合电路欧姆泄律可得片令（吊+斤+£.变形为£=吉斤+鈴:由题意得 斜率Q点，截距*骨，解得电动势*缶内阻三-弘4. 在测泄一节干电池的电动势和内电阻

5、的实验中，备有下列器材：A. 待测的干电池（电动势约为1. 5 V,内电阻小于1.0 Q）B. 电流表人（疑程03 mA,内阻 = 10 Q）C. 电流表£（呈:程00.6A,内阻屉=0.1 Q）D. 滑动变阻器丘（020 Q, 10 A）E. 滑动变阻器（0-200 Q, 1 A）F. 定值电阻皿（990 Q）G. 开关和导线若干（1）某同学发现上述器材中没有电压表，但给岀了两个电流表，于是他设讣了如图甲所 示的a、b两个参考实验电路，英中合理的是图所示的电路：在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测疑，滑动变阻器应选（填写器材前的字母代号）.©1 M<s>1

6、_1(ai111(a|I|i_/Mi_b甲（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘岀的 H 图线（厶为电流表儿的示数，Z：为电流表扎的示数，且乙的数值远大于厶的数值），但坐标纸不够大，他只画了一部分图线.则由图线可得被测电池的电动势E=V,内阻r=（3）若图线与纵坐标轴的交点等于电动势的大小，则图线的纵坐标应该为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)上述器材中虽然没有电圧表.但给出了两个电流表，电路中电流最大为2；1 R=A=1.5 A,故电流表至

7、少应选择00.6A量程；故应将3 mA电流表免串联一个电 阻，改装成较大星程的电压表使用.电表流A：由于内阻较小，故应采用相对电源来说的外 接法，故a、b两个参考实验电路，苴中合理的是b：因为电源的内阻较小，所以应该采用 最大值较小的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小.滑动变阻器应选D.(2)根据电路结构结合闭合电路欧姆泄律知F=£(島+凡)+S,解得Z： = -y*F y*7-所以图像的纵坐标截距-T7=1- 48X10 '，解得4148 V.图像的斜率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)根据闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir,若图线与纵坐标轴的交点等于电动势的大 小，则图线的纵坐标应该为路端电压，而"=厶(尺+屆)，即图线的纵坐标应该为厶(吊+屆)， 故选A.B组能力提升5. 某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一个2. 5 Q的 保护电阻兄，实验电路如图甲所示.(1) 连好电路后，当该同学闭合开关时，发现电流表示数为0,电压表示数不为0.检查 各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路：他用电压表检查电路，把两表笔分别接a、b 或b、c或d、e时

9、，示数均为0,把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推 断故障是.甲乙(2) 在图乙中按电路原理图及用电压表检查电路时，把两表笔分别接c、d时的实物电路 图(如图所示)以笔画线代替导线连接起来.(3) 排除故障后，该同学顺利完成实验，测左得到下列数据，根据表中数据在下图中画出一2图线，由图线知：电池的电动势为,内阻为.I/A0. 100. 170. 230. 30刃V1. 201.000. 800. 60【答案】仃斤断路（2）如图甲所示如图乙所示141151 V均可0. 50-0. 70 Q均可甲乙【解析】（1）闭合电键，发现电流表示数为0.电压表示数不为0.说明电路中有断路或者短路

10、的地方，把两表笔接6 d时，示数与电压表示数相同，则6 /点通往电源的电路是 通路，即斤断路.（2）对照电路图连线即可，要注意电表的极性：实物图连线如图甲所示.根据描点法作出Z心图像，如图乙所示.图像的纵轴截距表示电源的电动势,A U故£=1.50 V内阻和泄值电阻之和等于图线的斜率，故r+/&=3.0 Q,所以 r=3 Q -2. 5 Q =0. 50 Q6. 为研究某一蓄电池组，某兴趣小组将一块旧的电池组充满电，准备利用下列器材测 量电池组的电动势和内电阻:A. 待测电池组，电动势约为4 V,内阻约几欧姆B. 直流电压表V：、V：（量程均可满足要求，均可视为理想电表）C.

11、 圧值电阻皿（未知）D. 滑动变阻器凡 最大阻值为尼（已知）E. 导线和开关（1）现利用以上器材，设计一个电路如图甲所示，完成对待测电池组的电动势和内阻的 测量.（2）实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻吊，方法是先把滑动变阻器斤调到最大阻值尼，再闭合开关，电压表Vi和V：的读数分别为偏、Lio,则22>=（用从o、U»局表不）（3）实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V；和V：的多组数据0、0 描绘岀图像（横轴为忑），图线斜率绝对值为k,与横轴的截距值为a,则电池组的电动势E= ,内阻$=（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)经测量得到该电池组的电动势为£=4. 0 V内阻r=1.5 Q,现用该电池组与左值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电阻凡=10 Q串联，然后与两个相同的灯泡构成如图乙所示的电路，灯泡的伏安特性曲儿（结果保留2位小数）.线如图丙所示，试用作图法求出每个灯泡的实际功率为.【答案】详 滋 U-1）（4）0. 75（0. 73078都对）【解析】（2）当滑动变阻器接入阻值最大时，此时电路中电流为/=琴，根据欧姆泄律（3）根据闭合电路欧姆左律可知心；=厅一半匕+兄），根据题意可知k=¥，0=£-UAoA：+r),联立解得 E=ka. r=(kl).(4) 怎值电阻凡与电源构成等效电源，题图乙的闭合电路欧姆怎律为Q2(卄氏)Z+乩Z为通过一个灯泡的电流，在灯泡“一/图像坐标系内作出此Z7-Z图像如图所示.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