高考物理【一轮复习】讲义56　第九章　实验探究课十二　测量电池的电动势和内阻课件PPT

这是一份高考物理【一轮复习】讲义56　第九章　实验探究课十二　测量电池的电动势和内阻课件PPT，共64页。PPT课件主要包含了实验储备·一览清，实验类型·全突破，实验对点训练十二等内容，欢迎下载使用。
类型1　教材原型实验[典例1]　(2023·浙江6月选考)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中：(1)部分连线如图1所示，导线a端应连接到______(选填“A”“B”“C”或“D”)接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为________ V。
(2)测得的7组数据已标在如图3所示U-I坐标系上，用作图法求干电池的电动势E＝________ V和内阻r＝________Ω。(计算结果均保留两位小数)
[解析]　(1)干电池内阻较小，所以电流表应该相对于电源外接，且开关断开时，电压表示数应该为0，电路图如图甲所示，则导线a端应该接B接线柱上；根据题图1可知，电压表接入电路的量程为0～3 V，所以电压表示数为1.20 V。
[典例2]　(2024·甘肃卷)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表(量程1.5 V，内阻约为1.5 kΩ)、电流表(量程 0.6 A)、 滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。
(1)考虑电流表内阻影响①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻RA＝________ Ω(保留两位有效数字)。②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示，则干电池电动势E＝U＋____________(用I、r和RA表示)。
③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的U-I图像，则待测干电池电动势E＝______ V(保留三位有效数字)，内阻r＝________ Ω(保留一位小数)。
(2)考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是________(单选，填正确答案标号)。A．电路设计会损坏仪器B．滑动变阻器接法错误C．电压太大无法读数D．电流太小无法读数
(2)由于将电压表串联接在电路中，电压表内阻很大，电路中电流太小，故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数。故选D。
类型2　拓展创新实验[典例3]　某实验小组要测量电池的电动势和内电阻，实验室提供的实验器材如下：A．被测干电池一节，电动势约1.5 V，内电阻不小于2.5 ΩB．定值电阻R0(阻值为20 Ω)C．电压表V(量程1 V，内电阻RV为980 Ω)D．电阻箱R(0～9 999.9 Ω)E．开关S、导线若干
[典例4]　某实验小组需测量电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：
(1)将器材按如图(a)连接；
(2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的________(选填“a”或“b”)端；(3)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I，得到多组数据；
(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图(b)所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为r0，该电池电动势和内阻可表示为E＝________，r＝________________；(用R0、RA、k、d、r0表示)
(5)为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0。利用现有器材设计实验，在图(c)方框中画出实验电路图(电阻丝用滑动变阻器符号表示)；(6)利用测出的r0，可得该电池的电动势为E＝________，内阻为r＝________________。
1．(2024·北京卷)某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表(可视为理想电压表)和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图1所示。连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图2所示，可得该电池的电动势E＝______V，内阻r＝__________kΩ。(结果保留两位有效数字)
2．某同学要测量“水果电池”的电动势和内阻，提供下列仪器：A．待测“水果电池”(电动势E约为4 V，内阻r约为200 Ω)B．毫安表A(量程5 mA，内阻为RA＝60 Ω)C．电压表V(量程U0＝4 V，内阻约5 kΩ) D．电阻箱R1(0～999.9 Ω)E．滑动变阻器R(0～1 000 Ω)F．开关、导线若干
(3)根据实验数据画出U-I图线，如图丙所示。由图线可得，“水果电池”的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω(结果均保留三位有效数字)。
[解析]　(1)设毫安表电流为IA，由并联电路的规律可得IARA＝(I－IA)R1，解得I＝5IA，因此改装后的电流表量程为毫安表满偏电流的5倍。(2)由于电流表内阻已知，因此采用题图乙电路可以避免电流表分压的误差，故选乙电路。
3．(2024·福建宁德高三检测)某课外研究小组用如图甲所示的电路测量电源的电动势与内阻。电流表的量程符合实验要求，其内阻很小(可忽略)。
4．(2025·八省联考河南卷)现测量电源的电动势E(约为3 V)和内阻r。可以选用的器材有：滑动变阻器R(最大阻值为15 Ω)，定值电阻R0(阻值4 Ω)，电压表V(量程0～3 V，内阻很大)，电流表A1(量程0～0.6 A)和A2(量程0～3 A)，开关S，导线若干等。电路原理图如图1所示。
(1)将图2中的实物图连接完整，其中电流表应选择________(选填“A1”或“A2”)。
(2)实验中将滑动变阻器滑片置于两个不同位置时，电压表和电流表的示数分别为(U1，I1)，(U2，I2)，则电源电动势E＝____________，内阻r＝______________(用U1、I1、U2、I2和R0表示)。
5．(2024·辽宁卷)某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R0)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。
(1)实验步骤如下：①将电阻丝拉直固定，按照图(a)连接电路，金属夹置于电阻丝的________(选填“A”或“B”)端；②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L；
③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图(c)中图线Ⅰ；④按照图(b)将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图(c)中图线Ⅱ。
6．(2024·1月九省联考江西卷)电动势和内阻是电源的重要参数，为了研究新旧干电池电动势和内阻的差异，实验室提供以下器材：电流表(量程 0.6 A 或3 A)、电压表(量程3 V或15 V)、滑动变阻器A(最大阻值20 Ω)、滑动变阻器B(最大阻值 1 000 Ω)、 开关、导线和某品牌一节全新干电池。
(1)应选择滑动变阻器________(选填“A”或“B”)；(2)请在图(a)中画线完成电路实物连接；(3)通过实验测得干电池的两条U-I图线，如图(b)所示，甲为全新干电池实验图线，乙为该电池使用一段时间后的实验图线，回答以下问题：
①乙图线中，该电池的电动势为________ V(保留三位有效数字)，内阻为________ Ω(保留两位有效数字)；②该电池在使用后电动势________(选填“变大”或“变小”)，内阻________(选填“变大”或“变小”)。
[解析]　(1)本实验测量干电池的电动势和内阻，由于干电池的内阻较小，为了调节滑动变阻器使电流表、电压表示数变化明显，所以滑动变阻器的阻值与干电池内阻相差不大，选20 Ω阻值的滑动变阻器A。
(2)由于干电池内阻较小，故电流表相对于电源采用外接法，一节干电池电动势约为1.5 V，故电压表采用3 V量程，正确实物图接法如图。
②对比题图(b)中的甲、乙图线可知，该干电池在使用后，纵截距变小，斜率的绝对值变大，在U-I图像中，纵截距表示干电池的电动势，斜率的绝对值表示内阻，故该干电池在使用后电动势变小，内阻变大。