第12章 第3节 实验：电池电动势和内阻的测量 (随堂达标训练Word)-【优化指导】2020-2021学年新教材高中物理必修第三册(人教版)

第十二章　第3节 1．测量电源的电动势E及内阻r(E≤3 V，r约为1.5 Ω)．器材：量程为3 V的理想电压表，量程为0.6 A的电流表(具有一定的内阻)，滑动变阻器R，开关S，导线若干． (1)画出实验电路原理图，图中各元件须用题目中所给出的符号或字母标出． (2)根据电路图将图中的仪器连成实验电路图． (3)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表的读数为I2时，电压表的读数为U2，则可以求出E＝____________，r＝____________(用I1、I2、U1、U2表示)． 解析　(1)设计实验电路原理图如图所示． (2)如图所示． (3)由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir可知，只要能测出两组路端电压和电流即可，由E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r，可得E＝．，r＝ 答案　见解析 2．在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中： (1)移动滑动变阻器的滑片应特别注意防止________． (2)现备有以下器材： A．干电池1个 B．滑动变阻器(0～50 Ω) C．滑动变阻器(0～1 750 Ω) D．电压表(0～3 V) E．电压表(0～15 V) F．电流表(0～0.6 A) G．电流表(0～3 A) 其中滑动变阻器应选________，电流表应选__________，电压表应选________． 解析　在使用滑动变阻器时容易因滑动过快而将滑片滑出，与金属接触，从而造成短路．因为待测电源的电动势约为1.5 V，所以电压表选用0～3 V的量程；干电池的允许电流一般在0.5 A，所以电流表应选用0～0.6 A的量程；滑动变阻器一般采用限流接法，为了方便调节，要选阻值稍小的滑动变阻器．注意开关闭合前，要使滑动变阻器接入电路的阻值尽量大些，保护电流表以防烧毁． 答案　(1)短路　(2)B　F　D 3．(1)实验室用电压表、电流表测定电源的电动势和内阻的实验中，选择的电路图是________． (2)某同学将电压表和电流表测得的数值逐一描绘在坐标纸上，再根据这些点画出了图线a，如图所示，根据该图线得到电源的电动势的大小是________ V；内阻是________ Ω(结果保留两位小数)． 解析　(1)根据闭合电路欧姆定律，可知E＝Ir＋U，如果利用该原理测量电源的电动势和内阻，则需要电压表测量路端电压，电流表测量干路电流，由于电流表存在内阻，只能采用内接法，故选项D正确． (2)U－I图像的纵截距表示电源的电动势，故E＝1.45 V，图线的斜率表示内阻，所以有r＝ Ω≈0.93 Ω．＝ 答案　(1)D　(2)1.45　0.93 4．小明刚从超市购买了一节干电池，于是他想测定该干电池的电动势和内阻，小明做实验中，备有下列器材： A．干电池(电动势约为1.5 V，内阻小于0.5 Ω) B．电流表G(满偏电流1.5 mA，内阻为10 Ω) C．电流表A(0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω) D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，10 A) E．滑动变阻器R2(0～100 Ω，1 A) F．定值电阻R3(阻值0.5 Ω) G．定值电阻R4(阻值990 Ω) H．开关、导线若干 (1)为方便且能较准确地进行测量，应选用滑动变阻器________(填写序号)； (2)小明按照自己设计的实验方案，画图处理数据，由于新电池的内阻很小，图像的斜率较小，给数据的处理带来了很大的障碍．请利用本题提供的器材帮助小明改进实验方案，要求测量误差尽可能地小，在下面所给方框内画出改进后的电路图； (3)某同学根据他设计的实验测出了6组I1(电流表G的示数)和I2(电流表A的示数)，请在所给坐标纸上使用适当的数据，作出I1和I2的关系图线； 序号 1 2 3 4 5 6 I1/mA 1.40 1.36 1.35 1.28 1.20 1.07 I2/A 0.10 0.15 0.23 0.25 0.35 0.50 (4)根据图线可得，被测电池的电动势为________ V，内阻为________ Ω． 解析　(1)为方便实验操作，滑动变阻器的阻值不能太大，选择D比较合适． (2)由于没有电压表，给定的电流表G可与定值电阻R4串联作电压表使用；图像的斜率的绝对值等于电源的内阻，由于新电池的内阻很小，图像斜率较小，给数据的处理带来了很大的障碍，所以电源串联一个电阻作等效内阻，实验电路如图甲所示． 甲 (3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出I1－ I2图像如图乙所示． 乙 (4)由闭合电路欧姆定律可知I1(R4＋RG)＝E－I2(r＋R3)，变形I1＝I2(r＋R3)，由图可知，图像与纵坐标的交点为1.48 mA，解得E＝1.48 V；由图像可知r＝0.32 Ω．E－ 答案　(1)D　(