第十二章 3 实验：电池电动势和内阻的测量-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册作业与测评word（人教版2019）

3．实验：电池电动势和内阻的测量 典型考点一　实验原理 1．(多选)为测量电池的电动势和内阻，待测电池、开关、导线配合下列仪器可达到实验目的的是(　　) A．一只电流表和一只电阻箱 B．一只电压表和一只电阻箱 C．一只电流表和一个滑动变阻器 D．一只电压表和一个滑动变阻器 答案　AB 解析　由E＝IR＋Ir知，用一只电流表测电流，用电阻箱改变外电阻并可读出阻值，只要获得两组I、R数据即可求得E、r，用滑动变阻器无法确定接入电路的外电阻阻值，A能达到实验目的，C不能；由E＝U＋r知，用一只电压表和一只电阻箱只要获得两组U、R值即可求出E、r，B能达到实验目的；若用一只电压表和一个滑动变阻器，因滑动变阻器接入电路的阻值无法确定，所以D不能达到实验目的。 典型考点二　电路连接、数据处理 2．在“测量电池的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路。 (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置于________端(填“A”或“B”)。 (3)图丙是根据实验数据作出的U－I图像，由图可知，电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω，短路电流I短＝________ A。 答案　(1)如图所示　(2)B　(3)1.5　1　1.5 解析　(1)由原理图可知滑动变阻器为限流接法，电压表并联在滑动变阻器和电流表两端，电源为一节干电池，所以电压表选3 V量程，由原理图连接实物图如答案图所示。 (2)为保证实验安全，闭合开关前，滑动变阻器应接入最大阻值，故滑片应移到B端。 (3)由U－I图可知，电源的电动势E＝1.5 V；当路端电压为1.0 V时，电流为0.5 A，由闭合电路欧姆定律可知：r＝＝ Ω＝1 Ω；短路电流I短＝＝1.5 A。 典型考点三　仪器选择、误差分析 3．(多选)用如图所示电路测电源的电动势和内阻，下列关于误差的说法正确的是(　　) A．由于电流表的分压作用，使内阻的测量值小于真实值 B．由于电压表的分流作用，使内阻的测量值小于真实值 C．测出的电动势等于真实值 D．测出的电动势比真实值小 答案　BD 解析　由题图可得，电压表测路端电压，但由于电压表的分流作用，使电流的测量值小于真实值；当外电路短路时，电压表不分流，故短路电流等于真实值；电压表示数越大，电压表分流越大，故作出测量值和真实值的图像如图所示。由图像可知，电源电动势的测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值，故B、D正确，A、C错误。 4．用电流表和电压表测量电池的电动势和内阻的实验中，供选用的器材有： A．电流表(量程0～0.6 A，RA＝1 Ω) B．电流表(量程0～5 A，RA＝0.6 Ω) C．电压表(量程0～3 V，RV约为5 kΩ) D．电压表(量程0～15 V，RV约为10 kΩ) E．滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流1.5 A) F．滑动变阻器(0～2 kΩ，额定电流0.2 A) G．待测电源(一节一号干电池)、开关、导线若干 (1)实验中电流表应选用________，电压表选用________，滑动变阻器选用________。(用字母代号填写) (2)实验中应该选用________(填“甲”或“乙”)图电路，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案　(1)A　C　E (2)乙　知道电流表内阻准确值，可以用于定量计算得到电源内阻和电动势的精确值，该方法没有系统误差 解析　(1)若电流过大，电源内阻会有较大的变化，因此电流表应选0～0.6 A量程，待测电源为一节一号干电池，其电动势约为1.5 V，故电压表应选0～3 V量程，为便于调节，滑动变阻器应选0～10 Ω规格。 (2)由于题目中知道电流表内阻准确值，可以用于定量计算，而电压表内阻只知道大概值，采用乙图时可以将电流表的内阻代入进行精确计算，从而得到电池内阻和电动势的精确值，该方法没有系统误差。 [名师点拨]　 1．选择仪器时注意掌握的原则 (1)安全性原则，即一定要保证仪器的安全，对电表来讲不超量程，对滑动变阻器来讲不能超其额定电流。 (2)精确性原则，即要保证测量时读数精确，对电表来讲在不超量程的前提下，尽量选用小量程的，对欧姆表来讲尽量让指针指在中值刻度附近。 (3)方便性原则，此原则主要针对滑动变阻器来讲，在滑动变阻器控制电路时，电路的电压、电流的变化范围要尽可能大，以便获取多组测量值。 2．本题中应用图乙电路实验时，可