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高中物理必修第三册《3 实验：电池电动势和内阻的测量》课后巩固提升-统编人教版
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3.实验:电池电动势和内阻的测量课后篇巩固提升1.(多选)用如图甲所示的电路来测量电池的电动势和内阻,根据测得的数据作出了U-I图线如图乙所示,由图乙可知( )A.电池电动势的测量值是1.40 VB.电池内阻的测量值是1 ΩC.外电路发生短路时的电流为0.40 AD.电压表的示数为1.20 V时,电流表的示数I'=0.20 A解析由图像知,电源U-I图像与纵轴交点的纵坐标值为1.40 V,则电源的电动势为1.40 V,故A正确;电源内阻r=ΔUΔI=1.40-1.000.4 Ω=1 Ω,故B正确;由图像知,路端电压为1.00 V时,电路中电流为0.4 A,这不是短路电流,故C错误;当电压表示数为1.20 V时,I'=E-Ur=1.40-1.201 A=0.20 A,故D正确。答案ABD2.同学们利用如图甲所示的实验装置测量一节干电池的电动势和内阻。甲乙 (1)图中电流表的示数为 A。 (2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下表:请根据表中的数据,在图乙的坐标纸上作出U-I图线。由图线求得:电动势E= V,内阻r= Ω。 (3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合。其实,从实验误差角度考虑,这样的操作不妥,因为 。 解析(1)电流表选择的量程是0.6 A,所以此时电流表的示数为0.40 A。(2)根据表中的数据,画出U-I图像如图所示。根据图像可知,纵轴的截距表示电动势,直线的斜率的绝对值表示内阻,所以电动势E=1.58 V,内阻r=1.58-1.00.49 Ω≈1.18 Ω。(3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大。答案(1)0.40 (2)如解析图所示 1.58(1.58~1.62均可) 1.18(1.18~1.26均可) (3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大3.为测量一电源的电动势及内阻(1)下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表A.量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表B.量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表C.量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压表选择电压表 串联 kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表。 (2)利用一个电阻箱、一个开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2或V3与一个电阻串联来表示,且可视为理想电压表),在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图。 (3)根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50 V时,电阻箱的阻值为15.0 Ω;电压表示数为2.00 V时,电阻箱的阻值为40.0 Ω,则电源的电动势E= V、内阻r= Ω。 解析(1)改装电压表时,其内阻值要准确告知,所以排除A、B而选C;再由闭合电路欧姆定律可知U=UVRV(RV+R串),代入数据得R串=6 kΩ。(2)电路图如图所示。(3)根据闭合电路欧姆定律可得通式为UR=ER+r,将U1=1.50 V、R1=15.0 Ω及U2=2.00 V、R2=40.0 Ω代入上式解得:E=2.5 V、r=10 Ω。答案(1)C 6 (2)见解析图 (3)2.5 104.在“测定电池的电动势和内阻”的实验中,某科学探究性小组的同学设计了如图甲所示的电路进行实验,并且记录了实验中一系列电流表读数I及与之对应的电阻箱阻值R,该小组同学通过巧妙设置横轴和纵轴,描绘出如图乙所示的图线,则在图乙中纵轴应表示 ;若该图线的斜率为k,横轴上的截距为m,则电动势的测量值E测= ,内阻的测量值r测= ;若电流表有一定未知内阻,则电动势的测量值E测 (选填“>”“=”或“<”)真实值E真,内阻的测量值r测 (选填“>”“=”或“<”)真实值r真。 解析根据闭合电路的欧姆定律可知E=I(R+r),解得R=E·1I-r,则在图像中纵轴应表示R;若该图线的斜率为k,横轴上的截距为m,则由图像可知k=E测,则电动势的测量值E测=k,内阻的测量值r测=km;电流表有一定未知内阻,则表达式写成R=E·1I-(r+rA),故电动势的测量值仍等于真实值,内阻的测量值为r+rA,大于真实值r真。答案R k km = >5.某研究性学习小组利用图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如图乙所示的R- 1I图线,其中R为电阻箱读数,I为电流表读数,由此可以得到E= V,r= Ω。 解析由闭合电路欧姆定律可知I=ER+r,所以1I=R+rE。由图像可知,当1I=1.0 A-1时,R=2 Ω;当1I=3.0 A-1时,R=8 Ω,代入上式得E=3 V,r=1 Ω。答案3 1 U/V1.451.361.271.161.06I/A0.120.200.280.360.44
3.实验:电池电动势和内阻的测量课后篇巩固提升1.(多选)用如图甲所示的电路来测量电池的电动势和内阻,根据测得的数据作出了U-I图线如图乙所示,由图乙可知( )A.电池电动势的测量值是1.40 VB.电池内阻的测量值是1 ΩC.外电路发生短路时的电流为0.40 AD.电压表的示数为1.20 V时,电流表的示数I'=0.20 A解析由图像知,电源U-I图像与纵轴交点的纵坐标值为1.40 V,则电源的电动势为1.40 V,故A正确;电源内阻r=ΔUΔI=1.40-1.000.4 Ω=1 Ω,故B正确;由图像知,路端电压为1.00 V时,电路中电流为0.4 A,这不是短路电流,故C错误;当电压表示数为1.20 V时,I'=E-Ur=1.40-1.201 A=0.20 A,故D正确。答案ABD2.同学们利用如图甲所示的实验装置测量一节干电池的电动势和内阻。甲乙 (1)图中电流表的示数为 A。 (2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下表:请根据表中的数据,在图乙的坐标纸上作出U-I图线。由图线求得:电动势E= V,内阻r= Ω。 (3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合。其实,从实验误差角度考虑,这样的操作不妥,因为 。 解析(1)电流表选择的量程是0.6 A,所以此时电流表的示数为0.40 A。(2)根据表中的数据,画出U-I图像如图所示。根据图像可知,纵轴的截距表示电动势,直线的斜率的绝对值表示内阻,所以电动势E=1.58 V,内阻r=1.58-1.00.49 Ω≈1.18 Ω。(3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大。答案(1)0.40 (2)如解析图所示 1.58(1.58~1.62均可) 1.18(1.18~1.26均可) (3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大3.为测量一电源的电动势及内阻(1)下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表A.量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表B.量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表C.量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压表选择电压表 串联 kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表。 (2)利用一个电阻箱、一个开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2或V3与一个电阻串联来表示,且可视为理想电压表),在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图。 (3)根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50 V时,电阻箱的阻值为15.0 Ω;电压表示数为2.00 V时,电阻箱的阻值为40.0 Ω,则电源的电动势E= V、内阻r= Ω。 解析(1)改装电压表时,其内阻值要准确告知,所以排除A、B而选C;再由闭合电路欧姆定律可知U=UVRV(RV+R串),代入数据得R串=6 kΩ。(2)电路图如图所示。(3)根据闭合电路欧姆定律可得通式为UR=ER+r,将U1=1.50 V、R1=15.0 Ω及U2=2.00 V、R2=40.0 Ω代入上式解得:E=2.5 V、r=10 Ω。答案(1)C 6 (2)见解析图 (3)2.5 104.在“测定电池的电动势和内阻”的实验中,某科学探究性小组的同学设计了如图甲所示的电路进行实验,并且记录了实验中一系列电流表读数I及与之对应的电阻箱阻值R,该小组同学通过巧妙设置横轴和纵轴,描绘出如图乙所示的图线,则在图乙中纵轴应表示 ;若该图线的斜率为k,横轴上的截距为m,则电动势的测量值E测= ,内阻的测量值r测= ;若电流表有一定未知内阻,则电动势的测量值E测 (选填“>”“=”或“<”)真实值E真,内阻的测量值r测 (选填“>”“=”或“<”)真实值r真。 解析根据闭合电路的欧姆定律可知E=I(R+r),解得R=E·1I-r,则在图像中纵轴应表示R;若该图线的斜率为k,横轴上的截距为m,则由图像可知k=E测,则电动势的测量值E测=k,内阻的测量值r测=km;电流表有一定未知内阻,则表达式写成R=E·1I-(r+rA),故电动势的测量值仍等于真实值,内阻的测量值为r+rA,大于真实值r真。答案R k km = >5.某研究性学习小组利用图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如图乙所示的R- 1I图线,其中R为电阻箱读数,I为电流表读数,由此可以得到E= V,r= Ω。 解析由闭合电路欧姆定律可知I=ER+r,所以1I=R+rE。由图像可知,当1I=1.0 A-1时,R=2 Ω;当1I=3.0 A-1时,R=8 Ω,代入上式得E=3 V,r=1 Ω。答案3 1 U/V1.451.361.271.161.06I/A0.120.200.280.360.44
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