专题13 测量电池电动势和内阻-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理必修第三册(教科版2019)

专题 测量电池电动势和内阻 。限时 40分钟 1.(2024·江苏镇江期初)某同学准备测量两 ②将S,掷向2，调节变阻器的阻值，记 节干电池的电动势和内阻，他选用了如图1 录多组电流表示数1和电压表对应的示 所示的实验电路进行测量 数U,然后利用数据作出图3的U-1图 像，图中a、b已知，则测量得到的电动 势E= ,内阻r= (用 测得量和已知量表示) 2.(2024·陕西菁师联盟一模)有一只用旧了 图1 的手机电池，这只旧电池电动势E≤3.6V, 内电阻>32，实验小组要测量这只电池的 0 电动势和内电阻，电路实物部分连线如图，其 中电压表量程为3V,内阻R、=9602,定值 图3 图4 电阻R。=402,电阻箱最大电阻为999.92. (1)某次测量，电压表的表盘如图4所示， (1)请把电路实物部分连线补充完整. 则读数为 V. (2)由于电表存在内阻，会导致测量结果有 一定的系统误差.对于图1方案，下列有 关系统误差分析的说法中，正确 的是 电源 A.电压表分流导致电源电动势测量值 (2)根据完整的实物连线图在虚线框内画 偏大 出电路图. B.电压表分流导致电源内阻测量值 (3)若要电压表两端电压不超电压表量程， 偏小 电阻箱电阻最小值为 2 C.电流表分压导致电源电动势测量值 (4)实验过程中，调节电阻箱的旋钮，电压 偏小 表的示数U会随着电阻箱接入电路的 D.电流表分压导致电源内阻测量值 偏大 电阻R的变化而变化，则7 (3)为了消除电表内阻带来的影响，该同学 (用R、E、r以及相应数字表示)，记录下 设计了改进实验如图2所示，其中定值 实验过程中得到的R,U多组数据 电阻R,阻值已知，进行以下实验步骤： (5)利用(4)得到的R、U多组数据，作出如 ①闭合S,将S2掷向1，调节滑动变阻 图所示的图像，经测量这条直线斜率为 器R,使电流表和电压表有较大偏转，记 1 下示数1。、U。,则电流表的内阻 128 V·1,纵轴截距为0.33V1,则 R4= 这只手机旧电池的电动势E= V, 进阶突破·专项练1⑤ 内阻r= 2(分数或三位有效4.(2024·河北沧州质检)实验室提供了以下 数字) 器材，某物理兴趣小组的同学选用其中的器 材，测量一节新干电池的电动势和内阻 A.毫安表A(量程1.5mA,内阻为R= 1842): R 3.在测定一组干电池的电动势和内阻的实验 B.电压表V(量程15V,内阻约为20k2); 中，备有下列器材： C.定值电阻R(R,=10002): A.待测的干电池 D.定值电阻R2(R2=2.02): B.电流传感器1 E.电阻箱R(0~9999.92); C.电流传感器2 F.开关、导线若干 D.滑动变阻器R(0-20D,2A) (1)甲同学想选择电压表完成此实验，乙同 E.定值电阻R(20002) 学认为不能选择电压表，理由是 F.开关和导线若干 1.5 I/inA (2)经过讨论，该物理兴趣小组的同学选择 电流传 1.4 感器2 用3 了其中的部分器材进行实验，原理图如 数据采匊 集器 地流传 机1.2 图甲所示，他们接入定值电阻R2,既要 感器1 1.0 保护电路安全，又要保证电流表示数变 00.1020304051/A 化明显，定值电阻R,应接在电路中的 某同学发现上述器材中虽然没有电压传感 (填“A”或“B”)处 器，但给出了两个电流传感器，于是他设计 A 了如图甲所示的电路来完成实验， 800 (1)在实验操作过程中，该同学将滑动变阻 器的滑片P向右滑动，则电流传感器1 -0.4 的示数将 (填“变大”或“变 (3)该兴趣小组的同学调节电阻箱，记录一 小”) 系列电阻值和电流值，作出了电流/和 (2)图乙为该同学利用测出的实验数据绘 电阻R的关系如图乙所示，不考虑毫安 出的1，-1，图线(1，为电流传感器1的示 表A所在支路分流的影响，根据图乙， 数，，为电流传感器2的示数，且1，的数 可求得干电池的电动势E= V, 值远远大于1的数值)，则由图线可得 内阻r= 2.(保留小数点后 被测电池的电动势E= V,内阻 两位)》 r= 2(结果取两位有效数字) (3)若将图线的纵坐标改为 (用 (4)采用此电路测得的干电池的电动势 “I”“I2”“R”“R”等符号表示)，则图 真实值，干电池的内阻 线与纵坐标的交点的物理含义即为电动 真实值.（均填“大于”“等于” 势的大小 或“小于”) 16黑白题物理|必修第三册·JKC,当电源内外电阳相等时电源输出功率最大，此时电路总电阻 38.40 为2，电路中电流人=号5A 3 设当电压表达到其量程时，电阻箱与电源内阻总和为x,有 8.4 最大输出功率P.==75W, 36-3,解得x=7.680: 可知电源输出功率先增大后减小，最大功率为75W,枚B错误， C正确： 因为r>30,电阻箱电阻最小值Rm=7.680-30=4.68, 因为电阻箱读数只有一位小数.因此Rm=4.7. Ro+R D.电阻箱所消耗的功率P最大时，电源效率)+R+,×100%: (4)并联电阻RR+R Ry Ro 70%,故D正确.故选CD. Us_U2 =R. 由闭合回路的欧姆定律可得E=U+ 1 -U ·Rt 5.D解析：AC.由部分电路欧姆定律可知 万1 13-1 R,AC错误：B.由闭合电路的做姆定律可知 :3(R+4r) 4(R+3,B错误； 君(）术人器解用亡证R) R lz R 几.供电效率分别为3泥R+3a产4花R44所以>aD正 确故选D, 专题十三 测量电池电动势和内阻 0V=3.33Vr=3.840 解得B= 1.1)1.502)D(3)08,2a方 3.(1)变小(2)3.02.0(3)1，R0 解析：(1)电压表量程为3V.读数为1.50V. 解析：(1)滑动变阳器在电路中起到调节电流的作用，滑片P向右滑 (2)图1方案测出的内阻等于电源内阻与电流表内阻之和，故电流 动时R值减小，电流传感器2的示数变大，电流传感器1的示数 表分压导致电源内阳测量值偏大.故选D 变小 《3)①电流表的内阻R,=。 （2)由闭合电路威姆定律可得：1，风=E-(+),变形得：山R E ②根据闭合电路脉姆定律E=U+I《R。+R,r). 装理得：-（么r。 图可海 ×103=-1×103,解得：r=2.02.由图可知： 。得 a Vo b=1.50mA,解得：E=3,0V. 则E=,bl0 61 (3)若图像纵坐标改为路端电压，即，R,则图像与纵坐标的交点为 2.(1)如图所示 电源的电动势 4.(1)电压表量程太大，违反了精确性原则(2)A(3)L.480.50 (4)小于小于 解析：(1)给出的电压表量程太大，远大于一节干电池的电动势，若 采用此电压表，指针偏转角度太小，读数不准确。 (2)将定值电阻R,接在A处，不仅可以保护电路，还可以使电流表 示数变化明显。 (R,+R,)(R2+r) (2)如图所示 (3)根据闭合电路的欧姆定律可得E=(R,+R,)+ R 变式可得R,+R),(RR)(Rr)1 E E ,可得干电池电动势 E=1.48V.千电池内阻r=050且 (4)题中电路的误差分析与下面的原理图甲等效，根据测得的实验 数据和真实数据之间的差别分别画出两种情况下对应的-1图线如 图乙所示，可知测得的电动势和内阻的测量值均小于真实值 (347(④4R()(533 解析：(1)根据题意可知电压表应并联在定值电阻R,两端，如答案 E, 真实清河 图所示 测堂情识 (2)根据实物连线画出电路图，如答案图所示. RyR0960×40 0 (3)电压表内电阻R,与，的并联电为，R+R。90+400 必修第三册·JK黑白题64