2024-2025学年新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律3实验：电池电动势和内阻的测量课堂达标含解析新人教版必修3

PAGE4-试验：电池电动势和内阻的测量1.(多选)用如图所示的电路测量电池电动势和内阻时,若有两只电压表V1、V2量程相同,内阻分别为RV1、RV2,且RV1>RV2;两只电流表A1、A2量程相同,内阻分别为RA1、RA2,且RA1>RA2,在试验中,为了使E、r的测量值更精确一些,选择的电表可以是 ()A.V1与A1 B.V1与A2C.V2与A1 D.V2与A2【解析】选A、B。本试验的系统误差主要来源于电压表分流对电路的影响,电压表内阻越大,电流表所测电流越接近于干路中的电流的真实值,所测电池的内阻也越接近电池内阻的真实值,故电压表选用内阻大的好,而电流表内阻对本试验无影响,因为电流表内阻与R是串联,不需知道R与RA的值,故电流表选用哪一个都可以。故选A、B。2.某同学利用志向电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻,运用的器材还包括定值电阻(R0=5Ω)一个,开关两个,导线若干,试验原理图如图(a)。(1)在图(b)的实物图中,已正确连接了部分电路,请完成余下电路的连接。(2)请完成下列主要试验步骤:①检查并调整电压表指针指零;调整电阻箱,示数如图(c)所示,读得电阻值是________;

②将开关S1闭合,开关S2断开,电压表的示数是1.49V。③将开关S2________,电压表的示数是1.16V;断开开关S1。

(3)运用测得的数据,计算出干电池的电动势是________,内阻是________。(计算结果保留两位小数)

【解析】(1)连线如图所示:(2)由题图(c)读得电阻箱阻值为R=20Ω;将S1闭合,S2断开,电压表示数为电源电动势E=1.49V;将S2闭合,电压表示数为电阻箱R两端电压。(3)电压表为志向电表,则干路电流I==A=0.058A。因为I=,所以r=-R0-R=(-5-20)Ω≈0.69Ω。答案:(1)见解析(2)①20Ω③闭合(3)1.49V0.69Ω3.某探讨性学习小组利用图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。依据试验数据绘出如图乙所示的R-图线,其中R为电阻箱读数,I为电流表读数,由此可以得到:E=______V,r=________Ω。

【解析】由E=I(R+r)得,R=-r,则R-图像的斜率即为电池组电动势的大小,即E=3V,图像纵轴截距的肯定值为电池组的内阻,r=1Ω。答案:314.在“测定电池的电动势和内阻”的试验中,试验室备有下列器材供选用:A.干电池(电动势E约为1.5V,内阻r约为1.0Ω);B.电流表G(满偏电流为2.0mA,内阻Rg=10Ω);C.电流表A(量程0～0.6A,内阻约为0.5D.滑动变阻器R(0～20Ω,10E.定值电阻R0(阻值为990Ω);F.开关和导线若干。两组同学分别采纳了不同试验方案进行试验。(1)一组同学设计的试验电路如图甲所示,并利用以上器材正确连接好电路,进行了试验测量。依据他们的试验设计,完成下列问题:闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,记录电流表G的示数I1和电流表A的示数I2;多次变更滑片P的位置,得到多组数据。在坐标纸上建立I1-I2坐标系,并标出与测量数据对应的坐标点。请依据图乙所标的5个坐标点在图中描绘I1-I2图线。利用所画图线求得电源的电动势E=V,电源的内阻r=Ω。(结果均保留两位小数)

(2)另一组同学采纳滑动变阻器和一个多用电表来测定电池的电动势和内阻。试验原理如图丙所示。当变阻器为某一阻值时,用多用电表的直流电压挡测出变阻器两端的电压U,再卸去变阻器一个接线柱的导线,把多用电表串联在电路中,用直流电流挡测出通过变阻器的电流I。随后变更变阻器的电阻,重复上述操作,获得多组U、I数据,并计算得出试验结果。这个试验方案在测量原理上的主要缺点是

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【解析】(1)路端电压U=I1(10Ω+990Ω),干路电流I=I1+I2≈I2,依据路端电压U=E-I2r,得I1(10Ω+990Ω)=E-I2r,所以I1-I2图线为一条倾斜的直线,如图所示。E=1.48mA×(10Ω+990Ω)=1.48V,r=Ω≈0.56Ω(2)试验设计先测出