第12章 电能 能量守恒定律 章末复习方案（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册（人教版）

素能提升一　电源的电动势和内阻的测量 1．(2020·山东)实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究．实验室提供的器材有： 干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω)； 电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)； 电流表A(量程0.6 A，内阻约1 Ω)； 滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)； 定值电阻R1(阻值2 Ω)； 定值电阻R2(阻值5 Ω)； 开关一个，导线若干． (1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U－I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是________.(单选，填正确答案标号) A．电压表分流 B．干电池内阻较小 C．滑动变阻器最大阻值较小 D．电流表内阻较小 (2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如表所示. 序号 1 2 3 4 5 6 7 I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40 U/V 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52 请根据实验数据，回答下列问题： ①坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U－I图像． ②根据实验数据可知，所选的定值电阻为________(选填“R1”或“R2”)． ③用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路． 解析 (1)电压表测量的是路端电压，由闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，电压表示数变化范围比较小，主要原因是干电池内阻较小或滑动变阻器最大阻值较大(相比干电池内阻而言较大)，选项B正确． (2)①如图甲所示；②根据①作出的U－I图像，由闭合电路欧姆定律有U＝E－I(r＋R)，则斜率k表示r＋R，根据图像可求出斜率的绝对值约为2.6 Ω，可知选的定值电阻为R1；③实物图连线如图乙所示． 答案　(1)B　(2)①见解析图甲　②R1　③见解析图乙 2．(2020·浙江)某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻． (1)在相应的方框中画出图乙的电路图． (2)某次测量时电流表和电压表的示数如图丙所示，则电流I＝________A，电压U＝________V. (3)实验得到如图丁所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是图__________(选填“甲”或“乙”)． (4)该电池的电动势E＝________V(保留三位有效数字)，内阻r＝________Ω(保留两位有效数字)． 解析 (1)由实物连线可以看出题图乙电流表采用的是内接法，滑动变阻器是限流接法． (2)电流表选用的是0～0.6 A量程，所以电流表读数为0.40 A，电压表选用的是0～3 V量程，所以电压表读数为1.30 V. (3)题图甲采用的是电流表的外接法，所以造成电源内阻的测量结果偏大，导致直线斜率的绝对值更大，由此判断题图丁中直线Ⅱ对应的电路是题图甲，直线Ⅰ对应电路是题图乙． (4)由于干电池的内阻比较小，所以采用题图乙电路测量的误差比较小，将题图丁直线Ⅰ延长，如图所示，找到图线与纵轴的交点，此交点的纵坐标为电源的电动势，所以干电池的电动势E＝1.52 V，图线的斜率表示电源的内阻，所以干电池的内阻r＝ Ω≈0.53 Ω. 答案　(1)如图所示 (2)0.4　1.3　(3)乙　(4)1.52　0.53 3．(2020·天津)某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确． 电压表(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ)； 电流表(量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω)； 滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流1 A)； 待测电池组(电动势约为3 V，内阻约为1 Ω)； 开关、导线若干． (1)该小组连接的实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________. (2)改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________(选填“a”或“b”)端． (3)实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显，为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5 Ω的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U－I图像，如图乙所示．根据图像可知，电池组的电动势为______V，内阻为______Ω.(结果均保留两位有效数字) 解析 (1)由于待测电池阻内阻较小，对滑动变阻器来说电流表应该内接，因此导线5连接不当． (2)