2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十二章電能能量守恒定律3實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量課堂達(dá)標(biāo)含解析新人教版必修3

PAGE4-試驗(yàn)：電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量1.(多選)用如圖所示的電路測量電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí),若有兩只電壓表V1、V2量程相同,內(nèi)阻分別為RV1、RV2,且RV1>RV2;兩只電流表A1、A2量程相同,內(nèi)阻分別為RA1、RA2,且RA1>RA2,在試驗(yàn)中,為了使E、r的測量值更精確一些,選擇的電表可以是 ()A.V1與A1 B.V1與A2C.V2與A1 D.V2與A2【解析】選A、B。本試驗(yàn)的系統(tǒng)誤差主要來源于電壓表分流對(duì)電路的影響,電壓表內(nèi)阻越大,電流表所測電流越接近于干路中的電流的真實(shí)值,所測電池的內(nèi)阻也越接近電池內(nèi)阻的真實(shí)值,故電壓表選用內(nèi)阻大的好,而電流表內(nèi)阻對(duì)本試驗(yàn)無影響,因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻與R是串聯(lián),不需知道R與RA的值,故電流表選用哪一個(gè)都可以。故選A、B。2.某同學(xué)利用志向電壓表和電阻箱測定干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,運(yùn)用的器材還包括定值電阻(R0=5Ω)一個(gè),開關(guān)兩個(gè),導(dǎo)線若干,試驗(yàn)原理圖如圖(a)。(1)在圖(b)的實(shí)物圖中,已正確連接了部分電路,請(qǐng)完成余下電路的連接。(2)請(qǐng)完成下列主要試驗(yàn)步驟:①檢查并調(diào)整電壓表指針指零;調(diào)整電阻箱,示數(shù)如圖(c)所示,讀得電阻值是________;

②將開關(guān)S1閉合,開關(guān)S2斷開,電壓表的示數(shù)是1.49V。③將開關(guān)S2________,電壓表的示數(shù)是1.16V;斷開開關(guān)S1。

(3)運(yùn)用測得的數(shù)據(jù),計(jì)算出干電池的電動(dòng)勢是________,內(nèi)阻是________。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))

【解析】(1)連線如圖所示:(2)由題圖(c)讀得電阻箱阻值為R=20Ω;將S1閉合,S2斷開,電壓表示數(shù)為電源電動(dòng)勢E=1.49V;將S2閉合,電壓表示數(shù)為電阻箱R兩端電壓。(3)電壓表為志向電表,則干路電流I==A=0.058A。因?yàn)镮=,所以r=-R0-R=(-5-20)Ω≈0.69Ω。答案:(1)見解析(2)①20Ω③閉合(3)1.49V0.69Ω3.某探討性學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示電路測量電池組的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r。依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖乙所示的R-圖線,其中R為電阻箱讀數(shù),I為電流表讀數(shù),由此可以得到:E=______V,r=________Ω。

【解析】由E=I(R+r)得,R=-r,則R-圖像的斜率即為電池組電動(dòng)勢的大小,即E=3V,圖像縱軸截距的肯定值為電池組的內(nèi)阻,r=1Ω。答案:314.在“測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的試驗(yàn)中,試驗(yàn)室備有下列器材供選用:A.干電池(電動(dòng)勢E約為1.5V,內(nèi)阻r約為1.0Ω);B.電流表G(滿偏電流為2.0mA,內(nèi)阻Rg=10Ω);C.電流表A(量程0～0.6A,內(nèi)阻約為0.5D.滑動(dòng)變阻器R(0～20Ω,10E.定值電阻R0(阻值為990Ω);F.開關(guān)和導(dǎo)線若干。兩組同學(xué)分別采納了不同試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)。(1)一組同學(xué)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)電路如圖甲所示,并利用以上器材正確連接好電路,進(jìn)行了試驗(yàn)測量。依據(jù)他們的試驗(yàn)設(shè)計(jì),完成下列問題:閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P至某一位置,記錄電流表G的示數(shù)I1和電流表A的示數(shù)I2;多次變更滑片P的位置,得到多組數(shù)據(jù)。在坐標(biāo)紙上建立I1-I2坐標(biāo)系,并標(biāo)出與測量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)。請(qǐng)依據(jù)圖乙所標(biāo)的5個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)在圖中描繪I1-I2圖線。利用所畫圖線求得電源的電動(dòng)勢E=V,電源的內(nèi)阻r=Ω。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))

(2)另一組同學(xué)采納滑動(dòng)變阻器和一個(gè)多用電表來測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。試驗(yàn)原理如圖丙所示。當(dāng)變阻器為某一阻值時(shí),用多用電表的直流電壓擋測出變阻器兩端的電壓U,再卸去變阻器一個(gè)接線柱的導(dǎo)線,把多用電表串聯(lián)在電路中,用直流電流擋測出通過變阻器的電流I。隨后變更變阻器的電阻,重復(fù)上述操作,獲得多組U、I數(shù)據(jù),并計(jì)算得出試驗(yàn)結(jié)果。這個(gè)試驗(yàn)方案在測量原理上的主要缺點(diǎn)是

_________

________________________________________________________。

【解析】(1)路端電壓U=I1(10Ω+990Ω),干路電流I=I1+I2≈I2,依據(jù)路端電壓U=E-I2r,得I1(10Ω+990Ω)=E-I2r,所以I1-I2圖線為一條傾斜的直線,如圖所示。E=1.48mA×(10Ω+990Ω)=1.48V,r=Ω≈0.56Ω(2)試驗(yàn)設(shè)計(jì)先測出