课时测评22 实验：测量电池的电动势和内阻-【金版新学案】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（教科版2019）

课时测评22　实验：测量电池的电动势和内阻 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1．(10分)某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量某电池的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如图乙所示的R­图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E＝ ，r＝ 。 答案：3.0 V　1.0 Ω 解析：由闭合电路欧姆定律可知E＝I(R＋r)，整理得R＝E·－r，R­图像的斜率为E＝3.0 V，纵截距的绝对值为r＝1.0 Ω。 2．(10分)用电流表和电压表测定干电池的电动势和内阻的实验中，有两种电路可供选择，若所测干电池内阻较小，为减小内阻测量的误差，实验电路应选择图 (选填“甲”或“乙”)所示电路，若根据某次实验记录数据画出的U­I图像如图丙所示，下列关于这个图像的说法正确的是 。 A．纵轴截距表示待测干电池的电动势，即E＝3.0 V B．横轴截距表示短路电流，即I短＝0.6 A C．根据r＝，计算出待测干电池的内阻为5 Ω D．根据r＝计算出待测干电池的内阻为1.0 Ω 答案：甲　AD 解析：所测干电池的内阻较小，电路图应设计为电流表相对于干电池外接，故应选题图甲所示的电路图，U­I图像的纵截距为I＝0时的路端电压，其大小等于待测干电池的电动势，故E＝3.0 V，A正确；横轴截距表示路端电压为2.4 V时的电流，并非短路电流，B错误；U­I图像斜率的绝对值表示干电池的内阻，故r＝＝ Ω＝1.0 Ω，C错误，D正确。 3．(10分)测定电源的电动势E及内阻r(E约为4.5 V，r约为1.5 Ω)，可选用的器材如下：量程为0～3 V的理想电压表、量程为0～0.5 A的电流表(有一定内阻)、固定电阻R＝4 Ω、滑动变阻器R′、开关S、导线若干。 (1)画出实验原理电路图，图中各元件需用题目给出的符号或字母标出。 (2)实验中，当电流表的读数为I1时，电压表的读数为U1，当电流表的读数为I2时，电压表的读数为U2，则可求出E＝ ，r＝ 。(用I1、I2、U1、U2及R表示) 答案：(1)见解析图　(2)　－R 解析：(1)由于电压表的量程为0～3 V，且又是理想电压表，因此不能将电压表直接跨接在电动势为4.5 V 的电源上。要想用此电压表来测量电压，有两种方案可参考，一是将电压表进行改装，扩大量程；二是将测定电动势和内阻的基本电路进行改造。由固定电阻为4 Ω，理想电压表的电阻为无穷大可知，固定电阻不能和理想电压表串联来扩大量程，所以只能对测定电源电动势和内阻的基本电路进行改造。其实验电路如图所示。 (2)根据闭合电路的欧姆定律，当电流表的读数为I1、电压表的读数为U1时，有E＝U1＋I1(R＋r) 当电流表的读数为I2、电压表的读数为U2时，有 E＝U2＋I2(R＋r) 联立可得E＝，r＝－R。 4．(10分)在“测定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 (选填“A”或“B”)端。 (3)如图丙是根据实验数据做出的U­I图像，由图可知，电源的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。 答案：(1)见解析图　(2)B　(3)1.5　1.0 解析：(1)电路连接如图所示。 (2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于B端。 (3)由题图丙可知，电源电动势为1.5 V，内阻r＝ Ω＝1.0 Ω。 5．(10分)(2023·湖南长沙期末)某实验小组利用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻。所用器材有：待测电源、电压表、电阻箱、开关和导线若干。 (1)请在虚线框中画出实验的电路图。 (2)实验的主要步骤如下： ①检查电压表并调零，按照电路图连线。 ②调节电阻箱R的阻值至 。 ③将开关S闭合，调节电阻箱的阻值使电压表指针有足够的偏转，记下此时电阻箱的阻值R和电压表的示数U。 ④改变电阻箱的阻值，测出几组U及R的数据，做出-的图线，如图所示。 (3)由做出的- 图线可求得电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。(结果均保留2位有效数字) 答案：(1)见解析图　(2)最大值　(3)3.3　1.0 解析：(1)根据伏阻法测电源电动势和内阻的原理，画出实验电路如图所示。 (2)为了保护电路，初始时，电阻箱的阻值应调为最大值。 (3)由闭合电路欧姆定律可得E＝U＋r，变换可得＝·－，由图像在纵轴上截距的绝对值可得内阻r＝1.0 Ω，由图线斜率可得电动势E≈3.3 V。 6．(10分)(2024·四川凉山高二统考期末)小明为测量“遥控船载蓄电池”的电源电动势和内阻，利用电压表和电阻箱设计了如图甲所示的测量电路。已知该电池的电动势E约为10 V，内阻r约为50 Ω，且允许通过的最大电流为150 mA；电压表量程为0～15 V，内阻约2 kΩ；R为电阻箱，阻值范围为0～9 999 Ω；R0是定值电阻，起保护电路的作用。 根据以上所给条件，完成下列各小题： (1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，该实验应选用 (填入相应的字母)。 A．2 Ω B．20 Ω C．200 Ω D．2 002 Ω (2)在图乙中，已正确连接了部分电路，请完成余下的电路连接。 (3)该同学连接好实验电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表的示数U；再改变电阻箱阻值，取得多组数据，以为横坐标，以为纵坐标，代入数据可画出如图丙所示的图像，对应的函数方程表达式为 (用所给物理量的字母表示)。 (4)由图丙可得该电源电动势的测量值为 V，内阻测量值为 Ω。(结果均保留2位有效数字) 答案：(1)B　(2)见解析图　(3)＝＋·　(4)10　50 解析：(1)电路中的总电阻的最小值为R总0＝ Ω≈66.67 Ω，为了确保安全，保护电阻至少应接入的电 阻为66.67 Ω－50 Ω＝16.67 Ω，可知给出的电阻中20 Ω符合要求。故选B。 (2)根据题图甲连接实物图，如图所示。 (3)根据闭合电路欧姆定律有U＝E－ 变形得＝＋·。 (4)根据上述表达式，结合题图丙有＝0.1 V－1，＝ Ω/V 解得E＝10 V，r＝50 Ω。 学科网（北京）股份有限公司 $$