新高考人教版高中物理题型训练（必修三）专题12.3 实验：电池电动势和内阻的测量（教师版） （人教版2019必修第三册）.docxVIP

专题12.3实验：电池电动势和内阻的测量

【人教版】

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【题型1实验原理与操作】

【题型2数据处理与误差分析】

【题型3实验目的的创新】

【题型4实验器材的创新】

【题型5实验原理的创新】

【题型6数据处理的创新】

【题型7多用电表测电阻】

【题型1实验原理与操作】

【例1】为了测量一节干电池的电动势和内阻,某同学采用了伏安法,现备有下列器材:

A.被测干电池一节

B.电流表1:量程为0~0.6A,内阻r=0.3Ω

C.电流表2:量程为0~0.6A,内阻约为0.1Ω

D.电压表1:量程为0~3V,内阻未知

E.电压表2:量程为0~15V,内阻未知

F.滑动变阻器1:0~10Ω,允许通过的最大电流为2A

G.滑动变阻器2:0~100Ω,允许通过的最大电流为1A

H.开关、导线若干

在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差;在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。

(1)在上述器材中请选择适当的器材:(填写选项前的字母)。?

(2)实验电路图应选择下图中的(选填“甲”或“乙”)。?

甲乙丙

(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象,则干电池的电动势E=V,内阻r=Ω。?

【答案】(1)ABDFH(2)甲(3)1.50.7

【变式1-1】某物理兴趣小组准备测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：

A．电流表A1(量程3mA，内阻为199Ω)

B．电流表A2(量程1500mA，内阻为1Ω)

C．电压表V(量程3V，内阻很大)

D．滑动变阻器R1(阻值范围0～5Ω，额定电流2A)

E．滑动变阻器R2(阻值范围0～500Ω，额定电流1A)

F．定值电阻R3＝1Ω

G．定值电阻R4＝1kΩ

以及待测干电池，开关、导线若干。

同学们根据提供的器材，设计了如图甲所示的实验电路图。

(1)请根据电路图，将实物图中连线补充完整。

(2)该小组查阅资料知干电池的内阻约为3Ω，为了尽量减小误差且方便操作，图中电流表应选择______(填“A1”或“A2”)，滑动变阻器应选择________(填“R1”或“R2”)，定值电阻应选择________(填“R3”或“R4”)。

(3)同学们利用上述实验装置测得了多组实验数据，并将电流表的读数作为横坐标，电压表的读数作为纵坐标，选取合适的标度，绘制了如图丙所示的图线。则该小组同学测定的干电池电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(填含有a、b、c的表达式)

解析：(1)实物连线图如图所示。

(2)因测量一节干电池的电动势，干电池的内阻约为3Ω，因此电路的最大电流约为500mA，因此选A2量程过大，因此要选择A1并联电阻改装电流表即可，则电流表选择A1；滑动变阻器R2阻值过大，不方便操作，则滑动变阻器选择R1；定值电阻选择R3以后可将电流表A1改为600mA量程，满足实验要求。

(3)若设电流表的读数为I，电压表读数为U，则电路中的总电流为200I，由闭合电路的欧姆定律：U＝E－200rI，由图像可知E＝a；|k|＝200r＝eq\f(a－b,c×10－3)，解得r＝eq\f(5?a－b?,c)。

答案：(1)见解析图(2)A1R1R3(3)a

eq\f(5?a－b?,c)

【变式1-2】在测量电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了如下器材和参考电路：

电压表V1(量程3V，内阻约6kΩ)

电压表V2(量程1V，内阻约6kΩ)

电流表A1(量程0.6A，内阻约0.1Ω)

电流表A2(量程2mA，内阻约1Ω)

滑动变阻器R1(最大阻值3kΩ)

滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)

定值电阻R3(阻值1Ω)

开关，导线若干

(1)甲同学想要测量马铃薯电池的电动势(约1.0V)和内阻(约500Ω)。选用合适器材后，应选择最优电路________(填写参考电路对应的字母)进行测量。

(2)乙同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻。选用合适器材后，应选择最优电路________(填写参考电路对应的字母)进行测量。

(3)乙同学将测得的数据在坐标纸上描点如图。请画出U－I图象，并求出电动势E为________V，内阻r为________Ω(小数点后保留两位)。

答案(1)A(2)C(3)1.490.11

解析(1)因为电池的内阻较大，所以应该电流表分压不显著，定值电阻为1欧姆，对电路起不到保护作用，故没