第12章 第3节 实验 电池电动势和内阻的测量 -【创新教程】2025-2026学年高中物理必修第三册五维课堂Word课时作业（人教版2019）

1．下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，又直观、简便的是(　　) 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和r B．多测几组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U­I图像，再根据图像求出E、r D．多测几组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为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出电池内阻r 解析：C　[A中只测量两组数据求出E、r，偶然误差较大；B中计算E、r平均值虽然能减小误差，但太繁琐；D中分别求出I、U的平均值再求解的方法是错误的．] 2．(多选)用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图所示的U­I图线，由图乙可知(　　) A．电池电动势的测量值是1.40 V B．电池内阻的测量值是3.50 Ω C．外电路发生短路时的电流为0.40 A D．电压表的示数为1.20 V时电流表的示数I′＝0.20 A 解析：AD　[图像与纵坐标的交点为电池的电动势E＝1.40 V；电池的内阻r＝＝ Ω＝1 Ω；根据E＝U＋I′r，代入数据得I′＝＝ A＝0.20 A，故A、D正确．] 3．在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”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：0～3 A，RA＝0.6 Ω) C．电压表(量程：0～3 V，RV＝5 kΩ) D．电压表(量程：0～15 V，RV＝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)请在题中虚线框中画出能使本实验测量精确程度高的实验电路． (2)电路中电流表应选用　________　，电压表应选用　________　，滑动变阻器应选用　________　.(用字母代号填写) (3)如图所示为实验所需器材，请按原理图连接出正确的实验电路． (4)引起该实验系统误差的主要原因是________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析：(1)电路如图所示．由于在如图所示的电路中只要电压表的内阻RV≫r，这种条件很容易实现，所以应选用该电路． (2)考虑到待测电源只有一节干电池，所以电压表应选C；放电电流又不能太大，一般不超过0.5 A，所以电流表应选A；变阻器不能选择太大的阻值，从允许最大电流和减小实验误差来看，应选择电阻较小而额定电流较大的滑动变阻器E，故器材应选A、C、E. (3)如图所示． 注意闭合开关前，要使滑动变阻器接入电路的电阻最大，即滑片应滑到最左端． (4)系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的，该实验中的系统误差是由于电压表的分流作用使得电流表读数(即测量值)总是比干路中真实电流值小，造成E测<E真，r测<r真． 答案：(1)见解析图　(2)A　C　E　(3)见解析图　(4)电压表的分流作用 4．小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻． (1)图1中电流表的示数为　________　A. (2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下： U/V 1.45 1.36 1.27 1.16 1.06 I/A 0.12 0.20 0.28 0.36 0.44 请根据表中的数据，在方格纸上(如图2)作出U­I图线．由图线求得：电动势E＝　__________　 V；内阻r＝　________　 Ω. (3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合．其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为　_____________________________________　. 解析：(1)电流表选择的量程是0.6 A，所以此时电流表的示数为0.44 A. (2)根据表中的数据，画出U­I图像如图所示， 根据图像可知，纵坐标的截距代表电动势的大小，直线的斜率代表内电阻的大小，所以电动势E＝1.60 V；内阻r＝ Ω＝1.2 Ω. (3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大． 答案：(1)0.44　(2)U­I图像见解析图　1.60(1.58～1.62都算对)　1.2(1.18～1.26都算对) (3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大 5．如图所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一阻值为2 Ω的保护电阻R0，通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据： U(V) 1.10 0.86 0.70 0.54 0.06 I(A) 0.10 0.16 0.20 0.24 0.36 请完成下列问题： (1)本实验系统误差主要因素是___________________________________________； (2)用作图法在坐标系内作出U­I图线； (3)利用图线，测得电动势E＝　________　 V，内阻r＝　______　 Ω. (4)电动势测量值　________　真实值，内阻测量值　______　真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)． 解析：(1)引起误差的主要因素为电压表的分流； (2)U­I图线如图所示； (3)图像的纵截距表示电源的电动势，故E＝1.5 V，图像的斜率表示内阻与R0之和，故r＝－R0＝2 Ω； (4)由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U­I图像如图所示，由图像可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值． 答案：(1)电压表的分流作用　(2)见解析图　(3)1.5　2　(4)小于　小于 6．在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为1 kΩ和0.1 Ω，如图所示为实验原理图及所需器件图． (1)在图中画出连线，将器件按原理图连接成实验电路． (2)一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在表格中画出U­I图像，根据图像读出电池的电动势E＝　_________　V，求出电池内阻r＝　________　Ω. I(A) 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 (3)若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，用公式E＝U＋Ir列方程求E和r，这样做可能得出误差很大的结果，其中选用第　________　组和第　________　组的数据，求得E和r误差最大． 解析：(1)按照实验原理图将实物图连接起来，如图甲所示． 甲　　　　　　　　　　　乙 (2)根据U、I数据，在方格纸U­I坐标上找点描迹．如图乙所示，然后将直线延长，交U轴于U1＝1.46 V，此即为电源电动势；交I轴于I＝0.65 A，注意此时U2＝1.00 V，由闭合电路欧姆定律得I＝， 则r＝＝Ω≈0.71 Ω. (3)由图线可以看出第4组数据点偏离直线最远，若取第3组和第4组数据列方程组求E和r，相当于过图中3和4两点作一直线求E和r，而此直线与所画的直线偏离最大，所以选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大． 答案：(1)见解析　(2)1.46　0.71　(3)3　4 学科网（北京）股份有限公司 $$