第12章 专题探究9 特殊方法测量电池电动势和内阻&12.4 能源与可持续发展-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理必修第三册(人教版2019)

专题探究9 特殊方法测量电池电动势和内阳 黑题 专题强化练 限时:45min 题型1 伏阻法 线如图丙所示,图线的纵轴截距为a.斜率 1.(2023·湖北七校联盟期中)某物理实验小组 为k.则一块电芯的电动势E= 看到某品牌发布一款新能源汽车,其中汽车电 r二 池采用的是刀片电池技术,整块电池铭牌如图 (4)利用图乙所示电路测得的电动势E和内 甲所示.已知该车内的整块电池是由15块刀 阻r与真实值E和r相比,E 片电池串联而成,其中一块刀片电池由8块电 E,测 (均填“大于”“等于”或 芯串联而成,现将一块刀片电池拆解出来,测 “小于”)r直: 量其中一块电芯的电动势E和内阻r.现有如 2.(2022·湖南长郡中学二模节选)某实验小组 下器材:一个电阻箱、一个电压表、开关和若干 利用电压传感器(相当于理想电压表)和电阳 导线、一块电芯、坐标纸和刻度尺,电路图如图 箱研究电池组电动势和内阻及负载功率问 乙所示. 题,已知定值电阻R.=1.00.实验电路图如图 xx汽车有限公司 制造 甲所示,改变电阻箱接入电路的阻值,获得多 整车型号 xXx6470S16HEV2 系坐人数5 制造年月 2021年03月 发动机排量1498mL.发动机型号xxx4720A 发动机最大净功率 78kW 驱动电机型号 TZ220XYE 纸上描出的P-R图像如图乙所示,发现当R= 驱动电机峰值功率 145kW 动力电池系统额定电压384V 1.50时,电阻箱的功率P达到最大值1.5W. 动力电池系统额定容量 47.7Ah 最大允许总质量 2165kg 定值电阻R。的作用是 甲 ,可求出电池组电动势E,= V.内阻r,三 0.(结果均保 留两位有效数字) P/W ##4压传感器## 15- 乙 丙 R/ (1)根据汽车电池铭牌,一块电芯所带电量为 , C. 题型2 安阻法 (2)为了更加精确地测量,图乙中电压表量程 应该接 3.(2023·湖南岳阳一模)甲、乙、丙三位同学协 (填“5”或“15”)V (3)某物理实验小组按图乙连接电路,闭合开 作测定某电池的电动势和内阻.他们设计的电 路原理图如图1.其中R为电阻箱,电流表A 关,多次调节电阻箱,记录下阻值R和电压 ,图 的内阻为R,=5.0O.他们改变R的阻值,记下 表的相应读数V/,利用测量数据,作 U R 多组R和电流表示数/ 第十二章 黑白题083 } 图 。 根据这一原理,某同学设计如图乙所示电路。 050 100 150 /mA 图2 测量某电源C的电动势为E.其中A为工作电 : 源,B为电动势恒定的标准电源,其电动势为 20 ..-...... E.R 、R.为变阻箱,R. 为滑动变阻器.G为灵 15......... 10 ............ 敏电流计.$$.为单刀单掷开关,$.为单刀双 掷开关.实验过程如下: 图3 ①实验开始之前,将R 和R。的阻值限定在 申同学以R作纵坐标,以7作横坐标作图处 10000到30000之间: 理数据;乙同学以I(R+R)为纵坐标,以/为 ②将$.置于1处,闭合开关s、S,通过调节 横坐标处理数据.他们在同一张坐标纸上画出 R.、R.,使R。阻值为0时,灵敏电流计G示数 为0,记录此时的R,与R。的阻值,分别为 的图如图2所示 R校、R2; (1)由图2可知,甲同学绘制的是图线 ③将开关S.置于2处,保持通过RR.的电流 (填“a”或“”),电源电动势为 不变,重复上述操作,使R。的阻值为0时,灵 V.内阻为 2. 敏电流计G的示数为0.记录此时的R. 与R。 的数值,分别为R、R: 根据上述实验过程回答问题 标,请根据(1)中计算的结果将丙同学所 (1)实验步骤①中,为保护灵敏电流计,开始 作图线在图3中画出 时滑动变阻器触头应处在最 (填 (3)分析可知,在图1所示电路中,当电阻箱 “左”或“右”)端. 的阻值R= Q时,电阻箱消耗的 (2)在步骤③中,为保持实验过程中流过R 电功率最大 与R,的电流不变,调整R、R.时需要使 4.(2023·广东珠海一中三模)电学实验中可将 R、R2与R、R校满足的关 电源E. 与电源E.及灵敏电流计G连成如图 系是 甲所示电路,若灵敏电流计G示数为0.说明 (3)待测电源C的电动势E= (用题 此时两电源的电动势相等 中所给物理量符号表示) (4)若工作电源A的内阻不可忽略,则待测电 源C的电动势E.测量值相比于上述方案 结果 (填“偏大”“不变”或“偏 小”). 必修第三册·RJ 黑白题084 第4节 能源与可持续发展 白题 基础过关练 限时:9min 题型1 能量转移与能量守恒定律 题型2 能源分类与社会发展 4.下列关于能源分类的说法正确的是 1.(2024·山东临沂质检)能量守恒定律是人类 __ 认识自然的最普遍,最重要,最可靠的自然规 A. 二次能源是指可重复利用的能源 __ B. 新能源是指新开采的能源 律之一,下列说法正确的是 ( C. 一次能源又可分为可再生能源和不可再生 A. 不同形式的能量之间可以相互转化 能源 B. 能量可以被创生,也可以被消灭 D. 石油是可再生能源 C. 因为能量是守恒的,所以不需要节约能源 5. 自然界存在多种能为人类提供生活、生产所需 D. 因为能量是守恒的,所以不可能发生能源 能量的能源,在下列几组能源中,属于可再生 危机 ( 能源的一组是 ) __ 2.下列对能量转化的描述,正确的是 A. 水能、石油、核燃料 A. 电暖器工作时,电能转化为动能 B. 风能、煤炭、天然气 C. 煤炭、石油、天然气 B. 汽油发动机运转时,电能转化为化学能 D. 风能、水能、太阳能 C. 雨滴下落过程中,部分动能转化为重力 题型3 能量转换的应用 势能 6.(2023·浙江湖州期中)(多选)如图为装在屋 D. 水力发电机工作时,水的部分机械能转化 顶上的太阳能电池板,每块电池板的面积为 为电能 2.m{}.晴天时,电池板每平方米每分钟接收到 3.(多选)关于“能量耗散”的下列说法中,正确 的太阳能为6x101.电池板的光电转化效率 ) ( 的是 , 为25%.以下说法不正确的是 _ A. 能量在转化过程中,有一部分能量转化为 内能,我们无法把这些内能收集起来重新 利用,这种现象叫作能量耗散 A. 太阳能为可再生能源 B. 能量在转化过程中变少的现象叫能量耗散 B. 电池板的光电转化效率为25%表示此过程 C. 能量耗散表明,在能源的利用过程中,即在 能量不守恒 能量的转化过程中,能量的数量并未减少 C. 晴天时太阳照射2h.每块电池板产生的电 但在可利用的品质上降低了,从便于利用 能为0.36x10] 的能源变成不便于利用的能源,而自然界 D. 晴天时的一天,一块电池板产生的电能可 的能量是守恒的 以提供十盏60W的自炽灯正常工作20 D. 能量耗散表明,各种能量在不转化时是守 小时 进阶突破 拔离练P13 恒的,但在转化时是不守恒的 第十二章 黑白题085此时图线纵藏距表示( (5)由于电源内阻与电流表内阻相差不大,但电源内阻远小于电压 ,(1).所以En小于Ea,而斜率不变截 表内阻,则宜选用图甲所示电路 (6)图线I对应的V,和1.满足U,:F.1,-R+R+' E 距偏大,因此r小于. 2.定值电阻为保护电阻,防止回路电流过大损坏电源或其他设备 E 3.0 0.50 图线II对应的.和7满足UV=E· ,则r= 解析:定值电阻为保护电阻,防止回路电流过大揭坏电源或其他设 to rR 因此可以解得R。+r= 1.1 1. 备;电阻箱的功率为P=/^*R-- (r++R)}(r+。)3} 压轴挑战 B -+R+2(r.+R) 。 2.(1)如图所示(2)5(3)n-k bR。-k 可知当R=r.+R。时,P有最大值。 (4)偏大 即r.=R-R。=0.50D. 最大功率P_4(rn_R。o)' 得E =2 vP(r.+R)=3.0 V 3.(1)a 1.5 10(2)见解析图(3)15 解析:(1)在闭合电路中,由闭合电路的欧姆定律有:E=/(R+R,+r) 解析:(1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线,如答案图所示. 整理得:IR=E-/I(R.+r)./(R+R.)=E-b.则/R-/图像的斜率绝对 (2)若将电流表改装为电压为2V的电压表,则串联的定值电阻为 大于I(R+R。)-/图像的斜率绝对值,由图2可知,甲绘制的图线是 a.由图2可知:F-100x10*x(5.0+r)=0.E-150x10xr=0.解得 F=1.5V..=10O (3)由实验电路图和彻合电路欧定律可得E=)R。+(1). 整理得EE 1 。r1Rr R图像如图所示: r 15----1-..- 在一的距 10 -4..... 0 hn。 5 10 15/0 (3)把电流表与电源整体当作等效电源,此时等效的内阻为/=r (4)若电流表内阻不能忽略,则流经电源的电流将减小,干电池内阳 R.=15D;故当电阻箱阻值等于等效电源的内阻时电源输出功率最 的测量值将偏大. 大,电阻箱功率最大,故此时电阻箱阻值为150 RE(4)不变 专题探究9 特殊方法测量电池电动势和内阻 4.(1)左(2)R+R=R+R (3) 解析:(1)在开关闭合前,R.接入的阻值应为最大.保护G.则触头应 题 在最左端 1.(1)1431(2)5(3) (4)小于小于 (2)改用待测电源替换标准电源的位置,其前提条件是工作电源A 所在电路电流7要保持不变,电源A的输出电压固定不变,采取的措 15x8 施是使R与R的阻值之和为某一固定阻值,使R和R的阻 (2)一块电芯的额定电压约为-15x8 384 值之和也为该固定阻值 V-3.2V. .E.. EE E 为了更加精确地测量,图乙中电压表量程应该接5V _R (4)若考虑I作电源内阳,则_”:R E_ 1 E 因之前有R+R三R+R2校. 考虑到了工作电源内阻后,则有R+R+r=R+R*r. 故整理后依旧为E,- (4)如果考虑电压表的内阻 R 故测量值不变 必修第三册·B 黑白题40 第4节 能源与可持续发展 白 率P>P.故选AD 1.A 解析:A.不同形式的能量之间可以相互转化,总量不变,故A正 7.C 解析:A.电源内部的发热功率P.=/^r.P.-/图像是抛物线,而且 确;B.能量不能被创生,也不能被消灭.故B错误:CD.虽然能量是守 是增函数,则图线c是反映电源内部的发热功率的,选项A错误; 恒的,总量不变,但是我们可以利用的能源是有限的,故一定要节约 B. 直流电源的总功率P=E7.P-/图像的斜率等于电动势E.则有E 能源防止能源危机.故CD错误.故选A. 2.D 3.AC 4.C 解析:二次能源是由一次能源直接或间接转化而来的能源,不一 定是可重复利用的能源,故A错误;新能源一般是指在新技术基础上 选项C正确;D. 当电流为0.5A时.根据闭合电路欧姆定律得/ 加以开发利用的可以重复使用的能源,B错误;一次能源是直接来白 代入解得R=60.选项D错误,故选C. 自然界而未经加工转换的能源,分为可再生能源和不可再生能源,石 油是不可再生能源,故C正确.D错误 8.(1)R8 RE R.+r(2)③②(3)图乙 5.D 6. BD 解析:A.太阳能可以从自然界里源源不断地得到补充,属于可 解析:(1)图甲中所测数值,其实是将图中的电压表与电源并联看作 了“电源”(等效电源),测得的电源电动势为Ex:-R、& R、E.内阻为 再生能源,故A正确,不符合题意; B. 电池板的光电转化效率为25%只是表示太阳能有25%能转化成 Rs.图乙中所测数值,其实是将图中的电流表与电源中联 电能,并不代表能量不守恒,故B错误,符合题意 rR、+r C. 由题意可知晴天时太阳照射2h.每块电池板产生的电能E=2x6x 看作了“电源”(等效电源),测得的电源电动势为E,=E,内阻为 10*x2x60x25%1=0.36x101.故C正确.不符合题意 ra=R. D. 晴天时的一天,日照按8h计算,一块电池板产生的电能为E= (2)由(1)可知,利用图甲所示的电路图E<E,Tar.故根据如 4E=1.44x1071. 图甲所示的电路图实测数据画出的是③:利用图乙所示的电路图 能让十盏60w的白炽灯工作的时间1-10P10x60W E 1.44x101 =2.4x E =Ea,r>r,根据如图乙所示的电路图实测数据画出的是②. 10s~6.7h.故D错误,符合题意.本题选不正确的,故选BD (3)由(1)的分析可知,采用图乙测量电源的电动势没有系统误差 故电路图应该选用图乙 本章达标检测 9.(1)6v100(2)- 白题 解析:(1)根据闭合电路欧姆定律可得E。=V/+lr。. 1.C 2.A 可知图线I的纵轴藏距等于电源的电动势,则有E。=6V. 3.B 解析:因为滑动变阻器的滑片P自C向D滑动时,滑动变阻器接 6V 人电路的电阻减小.所以总电阻减小,总电流增大,根据闭合电路败 姆定律E=V+F可知,路端电压减小.所以L.变暗,通过电阻R的电 (2)闭合开关S.、断开开关S。.由图线II可知灯泡两端的电压 流增大,所以L。和滑动变阻器的分压减小,因此L,变暗,故B正确 /.-2V时,通过灯泡的电流为7.=0.3A.则灯泡的电功率为P 4.D 解析:ABC.无论是测电压还是测电阻,电流都是从红表笔流入 V/I=0.6W. 设定值电阻的阻值为R.由闭合电路欧姆定律有E。=V.+7.(R+7。). 从黑表笔流出,并且测电阻时内部有电源,不需要外部电源,当黑表 笔接V点.红表笔接/.可测K.和R.的总阻值.故ABC错误:D.当幻 表笔接B点,黑表笔接V.则电流正向流过二极管,所以可测二极管 (3)断开开关S..闲合开关S..流过电动机的电流为/.=0.2A时,电 的正向电阻,故D正确.故选D 5.D 解析:由闭合电路的欧姆定律得:调零时有E=/.R. 动机两端的电压为V.=E。-1(R+7。). 电动机的输出功率为P=V.I.-fr..代人数据解得P.~0.65W 指针偏转至满刻度的-时有E-- 4.(R+R) 真题体验 第十二章 电能 能量守恒定律 联立三式可解得R.=16R,故选D. 1.D 解析:AB.单位时间流过面积A的流动空气体积为V.=Ar,单位 6.AD 解析:根据闭合电路欧姆定律E=V+fr.V=E-lr,故V-/图像纵 时间流过面积A的流动空气质量为m。=pV。=aAc.单位时间流过面 轴截距表示电源电动势,斜率绝对值表示内阻大小.由图可知,两电 源的电动势E.>E,r.。,故①代表新电池组的U-/图像,②代表旧 参考答案与解析 黑白题41