12.3 实验：电池电动势和内阻的测量（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中必修第三册物理（人教版2019）

12.3　实验：电池电动势和内阻的测量 [见学生用书P66] 某同学将橙子做成“水果电池”，用电压表测其两极电压时，电压表示数接近1 V，所以他想用多个同样的“水果电池”串联起来给手机充电。想一想这种方案可行吗？ 【答案】 电源内阻太大，回路电流很小，远小于手机充电的工作电流，水果电池几乎不对外输出电能。 1. 在测定电池电动势和内阻的实验中，为了使实验效果明显且不损坏仪器，下列可供选择的电源最好的是(　A　) A．内阻较大的普通干电池 B．内阻较小的普通蓄电池 C．小型交流发电机 D．小型直流发电机 2．(多选)在测定电池电动势和内阻的实验中，除电池、导线、开关外，进行实验时还需选择的一组材料可以是(　ACD　) A．电压表、电流表和滑动变阻器 B．电压表和滑动变阻器 C．电流表和电阻箱 D．电压表和电阻箱 3．下列给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是(　C　) A．测出两组I、U的数据，代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E、r B．测出多组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值 C．测出多组I、U的数据，画出U－I图像，再根据图像求出E、r D．测出多组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内阻r 【解析】 测出多组I、U的数据，画出U－I图像可消除某次测量不准造成的偶然误差，且方法直观、简便，C正确。 4．某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，所给的其他器材有： A．电压表V(0～3 V，0～15 V) B．电流表A(0～0.6 A，0～3 A) C．变阻器R1(20 Ω，1 A) D．变阻器R2(1 000 Ω，0.1 A) E．开关S和导线若干 (1)实验中电压表应选用的量程为__0～3__V__(选填“0～3 V”“0～15 V”)；电流表应选用的量程为__0～0.6__A__(选填“0～0.6 A”“0～3 A”)；变阻器应选用__R1__。 (2)根据实验要求连接实物电路图。 第4题图甲 (3)实验测得的6组数据已在U－I图像中标出，如图所示，请你根据数据点位置完成U－I图像，并由图像求出该电池的电动势E＝__1.5__V，电阻r＝__0.5__Ω。 第4题图乙 【答案】 (2)如答图所示 (3)完成后的图像如答图所示 5．某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20 Ω，连接电路的实物图如图所示。 第5题图 (1)(多选)该学生接线错误是(　ACD　) A．滑动变阻器不起变阻作用 B．电流表量程选用不当 C．电压表量程选用不当 D．电压表接线不妥 (2)请在虚线框中画出这个实验的正确电路图。 【答案】 如答图所示 【解析】 要使滑动变阻器起变阻的作用，则必须使接入电路的两根导线中有一条接在下面的接线柱上，另一条接在上面的金属杆的一端，图中滑动变阻器起不到变阻的作用；电流表和电压表接入电路时，选择好恰当的量程后，要特别注意“＋”“－”接线柱的接线是否正确，不然的话，极易损坏电表，图中电压表的“＋”“－”接线柱的接线出现错误；干电池的电动势为1.5 V，电压表量程选用不适当，且电压表不能直接并联到电源两端，因为开关断开后，电压表仍有示数。 6．在测定电源的电动势和内阻的实验中，备有下列器材： A．待测的干电池一节 B．电流表A1(量程0～3 mA，内阻Rg1＝10 Ω) C．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻Rg2＝0.1 Ω) D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，1.0 A) E．电阻箱R0(0～9 999.9 Ω) F．开关和导线若干 第6题图 (1)某同学发现上述器材中没有电压表，他想将其中的一个电流表和电阻箱改装成一个电压表，其量程为0～3 V，并设计了图甲所示的a、b两个参考实验电路(虚线框内为改装电压表的电路)，其中合理的是__b__(选填“a”“b”)电路，此时R0的阻值应取__990.0__Ω。 (2)图乙为该同学根据合理电路所绘出的I1－I2图像(I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数)，根据该图像可得被测干电池的电动势E＝__1.48(1.46～1.49均正确)__V，内阻r＝__0.84(0.82～0.87均正确)__Ω。 【解析】 (1)实验提供的器材中虽然没有电压表，但给出了已知内阻的两个电流表，电路中电流最小约为I＝＝75 mA，应选择0～0.6 A量程的电流表A2，应将电流表A1串联电阻箱改装成较大量程的电压表使用，即合理的是b；要改装成量程为0～3 V的电压表，由欧姆定律有U＝Ig1(Rg1＋R0)，解得R0＝990.0 Ω。(2)延长题图乙中图像，可得图像与纵轴的交点的纵坐标为