第九周 电池电动势和内阻的测量　能源与可持续发展（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（鲁科版）

第九周　电池电动势和内阻的测量　能源与可持续发展　　　　　　　　　　　　 一、选择题 1.辽宁清原抽水蓄能电站是东北地区规模最大的抽水蓄能电站。抽水蓄能电站在电力负荷低谷时将水抽至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电。以下说法正确的是 (　　) A.水能是不可再生能源 B.电站蓄能时增加了能量 C.电站发电时水的机械能转化为电能 D.蓄能电站的工作说明自然现象都是可逆的 2.如图所示，罗浮山飞云顶沿线安装了许多太阳能路灯，太阳能电池板为夜间照明提供能量。下列说法正确的是 (　　) A.太阳能属于清洁能源 B.太阳能电池板可以将太阳能100%转化为电能 C.罗浮山飞云顶只有太阳能可以转化为电能 D.能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要 3.九宫山风电场是湖北省首个风电场，由16台风力发电机组组成。风力发电机塔高44 m，九宫山最高峰海拔1 656.7 m。若已知扇叶转动的圆面半径约为3 m，年平均风速约为6 m/s，空气密度为1.2 kg/m3，风能转化为电能的效率为30%。则一台风力发电机平均发电功率最接近的是 (　　) A.100 W B.1 000 W C.10 kW D.100 kW 4.实验室有两个变阻箱R1、R2，只能看到每个倍率对应刻度的0刻度线，其余刻度磨损不清，其他功能正常。小明为了测量每个倍率对应刻度的刻度值，利用如图所示的测量电路，设计了两套方案。方案1:调节R1至待测刻度，保持不变，多次改变R2的阻值，进行测量，电压表、电流表的读数分别为U、I，作出U-I关系图像，测得R1待测刻度对应的阻值;方案2:调节R2至待测刻度，保持不变，多次改变R1的阻值，进行测量，同理，测得R2待测刻度对应的阻值。下列表述正确的是 (　　) A.方案1，R1测量值偏大 B.方案1，R1测量值准确 C.方案2，R2测量值准确 D.方案2，R2测量值偏小 5.某同学按如图所示的电路测量两节干电池的电动势和内阻，每节电池电动势略小于1.5 V，电压表可选量程有0~3 V和0~15 V。下列说法正确的是 (　　) A.电压表量程选用0~15 V B.闭合开关S前，应调节滑动变阻器的滑片至N端 C.闭合开关S后，滑片越靠近M端，电流表示数越大 D.闭合开关S后，滑片越靠近M端，电压表示数越大 6.(双选)如图甲所示，定值电阻R0=2 Ω，闭合开关 S，改变电阻箱R的阻值，得到多组R、I值，并作出了如图乙所示的R-图像，则 (　　) A.电源电动势为5.0 V B.电源内阻为2.5 Ω C.从系统误差角度看，利用该装置测得的电动势大于其真实值 D.从系统误差角度看，利用该装置测得的内阻大于其真实值 二、非选择题 7.(7分)实验小组要用实验室提供的器材测量电源的电动势和内阻，同时测出未知电阻的阻值。器材有:一节待测旧干电池E、一个待测定值电阻Rx、一个滑动变阻器R、一个电流表、一个多用电表以及开关S、导线若干。 (1)先用多用电表的“×1”倍率的电阻挡粗测定值电阻Rx的阻值，示数如图甲所示，对应的读数是　　　　Ω;　　　　(选填“能”或“不能”)用电阻挡粗测待测干电池的内阻。(2分)  (2)如图乙所示，连接实验器材，多用电表选用“直流电压2.5 V”挡。图乙中的c端是多用表的　　　　表笔(选填“红”或“黑”)，其分别接a端、b端时测得了两组数据，在坐标系中描点、连线作图，如图丙所示。接b端时测量的数据对应图丙中的　　　　图线(选填“①”或“②”)，已知电流表的内阻RA=0.10 Ω，由图线可得干电池的电动势E=　　　　 V，内阻r=　　　　 Ω，Rx=　　　 Ω。(以上结果均保留3位有效数字)(5分)  8.(8分)某实验小组的同学按图1的电路测定电池组的电动势和内阻，图2为某次实验结果的U-I图像。 (1)图2中的图线的斜率大小为k，图线的纵截距为b，则电源电动势为　　　　，内阻为　　　　。(4分)  (2)图2中测量数据集中在U-I图像的很小区域，实验小组的同学觉得数据处理时应使图像尽可能占满整个坐标纸，这样的图像有利于减小误差，一部分同学认为需要重新进行实验，另一部分同学认为无需重新进行实验，你觉得为了减小误差　　　(选填“是”或“否”)一定要重新进行实验。如果你觉得一定要重新进行实验，请说出实验出现这种情况的一种可能原因;如果你觉得不一定要重新进行实验，请给出一种调整方案。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (4分)  第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 第九周 1.选C　水能是可再生能源，选项A错误；电站蓄能是把电能转化为机械能，总能量不会增加，选项B错误；发电过程是把水的机械能转化为电能，选项C正确；一些物理过程可能是可逆的，但许多自然现象却是不可逆的，选项D错误。 2.选A　太阳能属于清洁能源，故A正确；太阳能电池板不可以将太阳能100%转化为电能，故B错误；罗浮山飞云顶除了太阳能可以转化为电能，还可以利用风能转化成电能，故C错误；能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，但是会有部分能量不能被回收利用，故节约能源还是有必要的，故D错误。 3.选B　设Δt时间内，通过扇叶转动的圆面的空气质量m=ρ·πr2·vΔt，根据能量守恒定律P==πηρr2v3，代入数据得P≈1 098.7 W，故最接近1 000 W。 4.选A　方案1，改变R2的阻值，R1的阻值保持不变，由欧姆定律可知，U=I，电流表电阻未知，将U-I关系图像的斜率当成R1待测刻度对应的阻值，测量结果偏大，故A正确，B错误；方案2，R2的阻值保持不变，多次改变R1的阻值，由闭合电路欧姆定律有E=U+I(R2+r)，整理得U=E-I(R2+r)，电源内阻未知，将U-I关系图像的斜率当成R2待测刻度对应的阻值，测量结果偏大，故C、D错误。 5.选D　为减小实验误差，电压表应选择小量程，即电压表量程选用0~3 V，选项A错误；开关S闭合前，滑动变阻器的滑片应处于M端，选项B错误；闭合开关S后，滑片越靠近M端，外电路电阻越大，此时电路的总电阻越大，总电流越小，即电流表示数越小，内阻上的电压越小，则路端电压越大，即电压表的示数越大，选项C错误，D正确。 6.选AD　不考虑系统误差时电流表视为理想电流表，根据闭合电路欧姆定律I=，解得R=E×-，根据图像可知E= V=5.0 V，r+R0=2.5 Ω，解得r=0.5 Ω，A正确，B错误；若考虑电流表内阻，根据欧姆定律可得I=，整理R=E×-，因此可发现R-图像斜率不变，则测量的电动势和真实电动势一样，C错误；该装置测得的内阻是电源内阻与电流表内阻的串联值，由于电流表内阻未知，所以内阻测量值大于真实值，D正确。 7.解析：(1)用多用电表的“×1”倍率的电阻挡粗测定值电阻Rx的阻值，由题图甲所示可知，对应的读数是2.0 Ω；多用电表有内置电源，不能用多用电表直接测电源的内阻。 (2)电流从多用电表的红表笔流入黑表笔流出，由题图乙所示电路图可知，c端是多用电表的红表笔；根据题图乙所示电路图，由闭合电路欧姆定律可知，c接a时有U=E-I(RA+r)，c接b时有U=E-I(RA+r+Rx)，由题图丙可知，图线①斜率的绝对值大，则接b端时对应题图丙中的①图线；由题图丙可知，电源电动势E=1.40 V，由图线①可知，斜率的绝对值k1=RA+r+Rx= Ω=3.00 Ω；由图线②可知，斜率的绝对值k2=RA+r= Ω=1.00 Ω；代入数据解得r=0.900 Ω，Rx=2.00 Ω。 答案：(1)2.0　不能　(2)红　①　1.40　0.900　2.00 8.解析：(1)根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir，结合U-I图像可知E=b，r=k。 (2)为了减小误差不一定要重新进行实验，实验出现这种现象的原因是纵轴坐标每一格所表示的电压过大，可以适当减小纵轴坐标每一格所表示的电压，调整的方法可以令纵轴坐标原点的电压从U=1.2 V左右开始，从而使图像倾斜程度更大，图像遍布整个坐标纸，读数误差减小。 答案：(1)b　k　(2)否　见解析 $