人教版高中物理必修第三册课后习题 第十二章 电能 能量守恒定律 3.实验 电池电动势和内阻的测量.docVIP

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3.实验:电池电动势和内阻的测量

A级必备知识基础练

1.(河北迁安期末考试)用电压表、电流表加上一个可以改变阻值的电阻就可以测定一节普通干电池的电动势(约为1.5V)和内阻,实验电路如图甲所示。

(1)请在实物图乙中,用实线代替导线将器件按原理图连接完整。

(2)一位同学在实验中记录的数据如下表所示,另备坐标纸一张(如图丙)。试根据表中数据在坐标纸上以U为纵轴、I为横轴,选择适当的标度建立坐标系,并画出U-I图线。

电流I/A

0.12

0.20

0.31

0.40

0.50

0.58

电压U/V

1.39

1.33

1.25

1.18

1.10

1.04

丙

(3)根据图线读出该电池的电动势为E=V。根据图线求出该电池的内阻为r=Ω(保留2位有效数字)。?

2.物理兴趣小组的同学在测两节干电池串联时的电动势和内阻时所用器材如下:

A.两节干电池串联:电动势约为3V,内阻约为1Ω;

B.电压表V:量程0~3V,内阻为几千欧;

C.电流表A:量程0~100mA,内阻为4.5Ω;

D.标准电阻R0:0.5Ω;

E.滑动变阻器R:0~20Ω;

F.开关、导线若干。

(1)该小组同学设计了如图甲所示的电路图,请依据电路图用笔画线在图乙中将实物图连接完整。

甲

乙

丙

(2)实验中,该小组闭合开关,调节滑动变阻器,多次测量得出多组电压表示数U和电流表示数I,通过描点画出电源的U-I图像如图丙所示,则该电源的电动势E=V、内阻r=Ω。(结果均保留两位小数)?

(3)由于电表内阻的影响,该电源的电动势测量值真实值,内电阻的测量值真实值。(以上两空均选填“大于”“等于”或“小于”)?

B级关键能力提升练

3.(江苏苏州高二期中)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有:

电流表A1(量程0~30mA);

电流表A2(量程0~100mA);

电压表V(量程0~6V);

滑动变阻器R1(阻值0~5Ω);

滑动变阻器R2(阻值0~300Ω);

开关S一个,导线若干条。

某同学的实验过程如下:

①设计如图所示的电路图,正确连接电路。

②将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录。以U为纵轴,I为横轴,得到U-I图线。

③断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变。重复②中的步骤,得到另一条U-I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I0,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U0)。

回答下列问题:

(1)电流表应选用,滑动变阻器应选用。?

(2)用I0、U0和r表示待测电阻的表达式Rx=,代入数值可得Rx。?

(3)若电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围,电压表示数变化范围。(均选填“相同”或“不同”)?

4.(山东学情联考)某同学利用下列实验器材测量电源的电动势和内阻。

A.待测电源;

B.电阻箱R(最大阻值为30Ω);

C.小量程电流表G(内阻不计);

D.定值电阻R0(阻值为3000Ω);

E.开关、导线若干。

该同学设计的实验电路图如图甲所示

甲

乙

(1)该实验可以近似认为通过电源内部的电流等于流过电阻箱的电流,则电阻箱的阻值R、小量程电流表的示数I、电源的电动势E、内阻r和定值电阻R0之间的关系为E=。?

(2)多次改变电阻箱的阻值R,读出对应电流表的示数I,作出图像如图乙所示,则电源的电动势E=V、内阻r=Ω。(结果均保留三位有效数字)?

参考答案

3.实验:电池电动势和内阻的测量

1.解析(1)根据实验电路图连接实物电路,实物电路如图1所示。

图1

(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出电源的U-I图像如图2所示。

图2

(3)由电源的U-I图像可知,图线的纵轴截距为1.48V,则电源电动势E=1.48V,电源内阻为r=ΔU

答案(1)见解析(2)见解析(3)1.48(1.46~1.50均可)0.76(0.75~0.80均可)

2.解析(1)根据电路图,实物连接如图所示。

(2)根据闭合电路欧姆定律E=U+I+IRgR

整理得U=E-(R

电源的U-I图像在U轴上的截距为电动势,由图可得E=2.95V

由U-I图像的斜率得(R

解得r=0.95Ω。

(3)如果考虑电表内阻的影响,根据闭合电路欧姆定律

E=U+I+IRgR

整理得U=RVRV

设电源的U-I图像