第2章 第7节 实验：测量电池的电动势和内阻-课后达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第三册教用Word(教科版)

　　　　　　　　　 1．(2024·广东茂名统考期末)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，现有电流表(0～0.6 A)，相关导线若干，以及以下器材： A．电压表(0～3 V) B．电压表(0～15 V) C．滑动变阻器(0～20 Ω) D．滑动变阻器(0～100 Ω) (1)为了减小实验误差和方便操作，选择如图甲所示实验电路进行实验，其中电压表应选________，滑动变阻器应选________(只填器材前的序号)。 (2)某同学根据实验测得电压表的读数U和电流表的读数I，画出的U－I图像如图乙所示，由图像可得电池的电动势约为________V，内阻约为 ________Ω(保留到小数点后1位)。　 解析：(1)一节干电池的电动势约为1.5 V，若使用电压表(0～15 V)，由于其量程太大，则读数误差较大，所以电压表应选A；为了调节方便，应选最大阻值较小的滑动变阻器C。 (2)由闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，题图乙所示U－I 图像的纵截距为该电源的电动势，可知电动势E约为1.5 V，图像斜率的绝对值为电池的内阻，可知内阻r＝ Ω＝1.0 Ω。 答案：(1)A　C　(2)1.5　1.0 2．(2024·广东广州期中)某同学测定两节干电池的电动势E和内电阻r，实物图连线如图甲所示。 (1)开关闭合前滑动变阻器滑片P应处于________(选填“A”或“B”)端。 (2)根据U－I图线求出该电池电动势测量值E＝________V，内阻测量值r＝________Ω(均保留3位有效数字)。 解析：(1)开关闭合前滑动变阻器接入电路的阻值应最大以保护电路，则滑片应置于A端。 (2)根据U－I图线计算电源的电动势E＝3.00 V，内阻r＝＝ Ω≈3.33 Ω。 答案：(1)A　(2)3.00　3.33 3．(2024·四川凉山期末)某物理兴趣小组采用图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻。已知待测干电池的电动势约为1.5 V，内阻约为0.6 Ω。除待测干电池、开关和导线外，实验室提供的器材还有： A．电压表V(量程为0～3 V，内阻约为5 kΩ) B．电流表A(量程为0～0.6 A，内阻为1 Ω) C．滑动变阻器R1(0～10 Ω，允许最大电流为1 A) D．滑动变阻器R2(0～100 Ω，允许最大电流为0.6 A) 　 (1)为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用________(选填“R1”或“R2”)。 (2)请根据图甲的电路图补充完整图乙的实物连线。 (3)利用电路图进行实验，改变滑动变阻器的阻值，根据所测数据画出的U－I图线如图丙所示，则该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω(结果保留2位小数)。 解析：(1)测量一节干电池的电动势和内电阻时，由于电源内阻较小，所以滑动变阻器应选择阻值小、允许最大电流大的R1，故填R1。 (2)电路连接原则：从正极到负极，先干路再支路，先串联再并联，根据题图甲的电路图连接电路如图所示。 (3)如题图丙所示，U－I图线和纵轴的交点为电源电动势，所以电动势E＝1.50 V 图线斜率的绝对值k＝ Ω≈1.67 Ω 根据题图甲的电路可知图线斜率的绝对值为电源内阻加上电流表的内阻，得k＝r＋RA 代入数据解得电源内阻r＝0.67 Ω。 答案：(1)R1　(2)图见解析　(3)1.50　0.67 4.(2024·广东执信中学期中)某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5 Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图(a)所示。 (1)在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请把余下电路连接完整。 (2)请完成下列主要实验步骤： ①检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图(c)所示，读得电阻值是________； ②将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V； ③将开关S2闭合，电压表的示数是1.16 V；断开开关S1。 (3)使用测得的数据，计算出干电池的电动势是________，内阻是________(计算结果保留小数点后2位)。 解析：(1)根据电路图连接实物图如图所示。 (2)①电阻箱的阻值为0×1 000 Ω＋0×100 Ω＋2×10 Ω＋0×1 Ω＝20 Ω。 (3)将电压表视为理想电表，根据上述分析可知电源电动势E＝1.49 V 则干路电流I＝＝ A＝0.058 A 又I＝ 所以r＝－R0－R≈0.69 Ω。 答案：(1)图见解析　(2)①20 Ω　(3)1.49 V　0.69 Ω 5．(2024·四川成都五中期中)某同学设计了图甲所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有： 待测电源E(不计内阻) 待测电阻R1，定值电阻R2 电流表A(量程为0～0.6 A，内阻不计) 电阻箱R(0～99.99 Ω) 单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2 导线若干 (1)先测电阻R1的阻值(R1只有几欧姆)。请将该同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r1和对应的电流表示数I；将S2切换到b，调节电阻箱，使________，读出此时电阻箱的示数r2，则电阻R1的表达式为R1＝________。 (2)该同学已经测得电阻R1＝2.0 Ω，继续测电源电动势E。该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，由测得的数据，绘出了图乙所示的－R图线，则电源电动势E＝________V，电阻R2＝________Ω。 (3)若实际电流表A内阻不可忽略，则R2的测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 解析：(1)本实验中采用将R1短路的方式求解待测电阻；由于没有电压表进行测量计算，故在实验中应控制电流不变； 当S2接a时应有E＝I(R2＋r1) 当S2接b时应有E＝I(R2＋r2＋R1) 联立以上两式解得R1＝r1－r2。 (2)根据闭合电路欧姆定律应有E＝I(R2＋R＋R1) 变形为＝R＋ 根据函数斜率和截距的概念应有＝＝0.5，＝4.0 解得E＝2.0 V，R2＝6.0 Ω。 (3)若考虑电流表内阻，接a时应有 E＝I(R2＋r1＋r) 接b时应有E＝I(R2＋r2＋r＋R1) 联立可得R1＝r1－r2 即测量值与真实值相比不变；对(2)应有E＝I(R2＋R＋R1＋r) 变形为＝R＋ 比较两次表达式的斜率和截距可知，电动势不变，R2变小，即测量值比真实值偏大。 答案：(1)电流表示数仍为I　r1－r2　(2)2.0　6.0 (3)大于 6．(2024·内蒙古赤峰期中)某位同学用伏安法想尽量准确地测量一节干电池的电动势和内电阻，可供选择的器材有： A．毫安表A1(量程0～10 mA，内阻为100 Ω) B．毫安表A2(量程0～120 mA，内阻为20 Ω) C．定值电阻R1＝5 Ω D．定值电阻R2＝0.1 Ω E．定值电阻R3＝200 Ω F．定值电阻R4＝1 400 Ω G.滑动变阻器R H．开关、导线若干 要求使用已有器材改装一量程为0～0.6 A的电流表和一量程为0～3 V的电压表，并设计电路如图甲所示，改装的电流表选用毫安表A2和定值电阻________(选填“R1”“R2”“R3”或“R4”)，改装的电压表选用毫安表A1和定值电阻________(选填“R1”“R2”“R3”或“R4”)。根据测量所得数据，描点作图，得到毫安表A1和A2的示数I1与I2关系曲线如图乙所示，则电池的电动势E＝________V，内电阻r＝______Ω(结果均保留2位有效数字)。 解析：改装一量程为0～0.6 A的电流表，改装的电流表选用毫安表A2和定值电阻并联，则要并联的电阻R＝＝ Ω＝5 Ω 则定值电阻选R1；改装成量程为0～3 V的电压表，选用毫安表A1和定值电阻串联，则串联的电阻R′＝－r1＝ Ω－100 Ω＝200 Ω，故选R3。 由题图乙可知电路中的总电流为电流表A2的示数的5倍，改装后的电流表内阻RA＝ Ω＝4 Ω 则I1(R3＋r1)＝E－5I2(r＋RA)，即I1＝－I2 则＝5.0×10－3 ＝ 解得E＝1.5 V r＝1.0 Ω。 答案：R1　R3　1.5　1.0 学科网（北京）股份有限公司 $