2.7实验：测量电池的电动势和内阻 课时检测（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册
2.7实验：测量电池的电动势和内阻 课时检测（解析版）
1．如图所示，由知，改变电阻箱的阻值，测出多组（_____）、（_____）的值，通过图像就可求出E、r的值．
2．某同学准备利用下列器材测量电源电动势和内电阻。
A．干电池两节，每节电动势约为1.5 V，内阻约几欧姆
B．直流电压表，量程为3 V，内阻约为
C．直流电压表，量程为3 V，内阻约为
D．定值电阻，阻值为10Ω
E.滑动变阻器R，最大阻值50Ω
E.导线和开关
（1）该同学连接的实物电路如图甲所示，其中还有一根导线没有连，请补上这根导线（要求在闭合开关前不再调节滑动变阻器）。（______）
（2）实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表和的示数得到多组数据、，描绘出图像如图乙所示，图中直线斜率为k，横轴上的截距为a，则电源的电动势________，内阻为________（用k、a、表示）。
3．（1）图甲（a）是一把游标卡尺，在某次测量时，其示数如图甲（b）所示，则示数为_______mm。
（2）某同学用多用电表测量电路中的物理量，若该同学正确选择旋钮后的测量结果如图乙所示，则示数为_______。
（3）为了测量干电池的电动势和内阻，某同学设计了如图丙（a）所示的实验电路，其中R为电阻箱，为的保护电阻。
①闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值；多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，并以为纵坐标，以为横坐标，描绘出的关系图线（该图线为一直线），如图丙（b）所示。由图线可得电池组的电动势_______V、内阻_______Ω。（结果均保留三位有效数字）
②引起该实验系统误差的主要原因是________。
4．学习了“测电源电动势和内阻”后，某物理课外活动小组自制了西红柿电池组，设计了如图所示的实验电路，测定了电压表的内阻，并用多种方法测量电池组的电动势与内阻，请完成下面实验。
(1)用笔画线代替导线按照电路图将实物图连线_____；
(2)将单刀双掷开关S打向触头1，调节电阻箱的示数为R0，电流表的示数为I0和电压表的示数为U0，则电压表的内阻Rv=______；
(3)将单刀双掷开关S打向触头2，仅测多组电压表的示数U和电阻箱的示数R，然后运用数据作出图象为一条倾斜的直线，得到直线的斜率为k，纵轴截距为b，则该电池组的电动势E=______，内阻r=______用k、b、Rv表示。
5．某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻，在操作台上准备了如下实验器材：
A．待测锂电池（电动势E约为3.7V，内阻r未知）
B．电压表V1（量程0~3V，内阻约为几千欧）
C．电流表A（量程0.6A，内阻RA=2.0Ω）
D．电阻箱R1（0~99.9Ω）
E.滑动变阻器R2（最大阻值为10Ω）
F.定值电阻R0（阻值约为5Ω）
G.开关S一个，导线若干
（1）在实验操作过程中，该小组成员设计了如图甲所示电路。多次改变电阻箱R1的阻值R，读出电压U，根据测得的数据作出-图像，如图乙所示，则电源电动势E=___________V。
（2）为了测定锂电池的内阻需测出电阻R0的阻值，小组成员设计了如图丙所示的电路，请在图丁中连接对应的实物图__________。实验过程中，某次测量电流表示数为0.40A时，电压表示数如图戊所示，由此可求得R0=___________Ω；结合图乙可求得电池内阻r=___________Ω。（以上两空结果均保留两位有效数字）
6．李华同学想测一节干电池的电动势和内阻。他利用如图甲所示的电路完成了对该干电池的电动势和内电阻的测量。
①现有下列器材：
A．电压表（0~3V） B．电流表（0~0.6A）
C．电流表（0~3A） D．滑动变阻器（0-20Ω）
F.滑动变阻器（0-100Ω）开关和导线若干
实验中电流表应选用_____；滑动变阻器应选用_____。（选填相应器材前的字母）
②在图乙中用笔画线代替导线，按图甲将电路连线补充完整_________。
③闭合开关前，滑动变阻器滑动触头应滑到_____。（从图甲看，填“最左端”或“最右端”。）
④某同学记录的6组数据如下表所示，其中6组数据的对应点已经标出，图线如图。
序号 1 2 3 4 5 6
电压U（V） 1.35 1.30 1.25 1.20 1.15 1.10
电流I（A） 0.12 0.14 0.24 0.30 0.36 0.42
根据图中数据可得出：
电池的电动势_____V；内电阻_____Ω。
7．为了探究太阳能电池输出电压与输出电流的关系，某同学设计了如图甲所示的电路。
（1）请根据电路图，用笔画线代替导线完成图乙所示实物图的连接_____。
（2）实验时用一定强度的光照射太阳能电池板，闭合开关，调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数、，根据测得的数据在坐标系中描点作图，如图丙所示。
（3）由图丙分析可知，太阳能电池板的电动势______，当电流表的示数为时，太阳能电池板的内阳______，这时电源的输出功率______。（结果均保留两位有效数字）
8．某同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻，学校实验室能提供的器材如下：
电压表V1（量程1V，内阻约6k）
电压表V2（量程3V，内阻约6k）
电流表A1（量程2mA，内阻约1.0）
电流表A2（量程0.6A，内阻约0.2）
滑动变阻器R1（最大阻值10）
滑动变阻器R2（最大阻值3k）
定值电阻R3（阻值0.8）
开关和导线若干
（1）请选用合适器材进行实验，电压表应该选______（填“V1”或“V2”），电流表应该选______（填“A1”或“A2”），滑动变阻器应该选______（填“R1”或“R2”）；
（2）因新电池的内阻较小，在画出U-I图像时，图像不易与横轴相交，造成操作不方便。为改变这种状况，该同学还选用了定值电阻R3接入电路，你认为应该选择最优的测量电路______（填“甲”或“乙”或“丙”或“丁”）进行测量；
（3）小张同学将测得的数据在坐标纸上描点如图。请在坐标纸上画出U-I图像______，并求出该新干电池的电动势E为______V（保留2位小数），内阻r为______（保留2位小数）。
9．某实验小组为测定一电源的电动势和内阻及电阻丝的电阻率，设计电路如图甲所示：为一段粗细均匀的电阻丝，定值电阻，电压表内阻很大。调节滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I及对应的长度x，绘制了图像如图乙所示。
（1）由图丙可知电流表的内阻为__________；若已知电阻丝的横截面积，则电阻丝的电阻率______。（结果均保留两位有效数字）
（2）由图乙可得电源的电动势_________V（结果保留三位有效数字）、内阻______（结果保留两位有效数字）。
10．如图所示，为一探究小组测量一节干电池电动势和内阻的电路图，虚线框内为用表头G改装成的电流表，其中表头内阻为500Ω。满偏电流为3mA，完成以下问题：
（1）要将表头改装成量程为0.6A的电流表，补充完整虚线框内的电路。___________
（2）其中选用的定值电阻阻值为___________Ω（结果保留两位有效数字），改装后电流表内阻为___________Ω（结果保留两位有效数字）。
（3）闭合开关，变阻器调至0.75Ω，改装后的电流表读数0.40A；再测得一组对应值为4.5Ω、0.20A。此可求将该电池的电动势为___________，内阻为___________。
参考答案
1．U R 电阻箱 电压表
【详解】
略
2．
【详解】
（1）[1]合上开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为最大。
（2）[2][3]由电路可得
即
故有
解得
3．61.2 27.7V（27.5V~27.9V均给分） 1.47 1.94 电压表的分流
【详解】
(1)[1]游标卡尺读数为
(2)[2]电压表量程为50V，则读数为27.6V。
(3) ①[3][4]根据闭合电路的欧姆定律得
变形得
结合图像，则有
，
解得
，
②[5] 电压表的分流，导致电路中电流偏小。
4．见解析
【详解】
(1)[1]．根据图1所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：
(2)[2]．电压表内阻
(3)[3][4]．单刀双掷开关S打向触头2，由图示电路图可知，电源电动势
整理得
则图线的斜率
纵轴截距
解得电源电动势为
电源内阻为
5．3.6（3.60） 4.8 3.0
【详解】
（1）[1]根据闭合电路的欧姆定律有
E=（r＋R0）＋U
两边同时除以EU，整理可得
对照 图像可知
解得
E=3.6 V
（2）[2]实物连线如图
[3]由电表读数规则可知电压表读数为
U=2.80 V
所以
R0=-RA=4.8 Ω
[4]由斜率
解得
r=3.0 Ω
6．B； D； 见解析； 最左端； 1.45； 0.83
【详解】
（1）[1][2]由于电源电动势较小，导致整个电路的电流不大，所以电流表选择B，因为电源内阻不大，若外电路电阻过大导致电压变变化不明显，因此滑动变阻器选择D。
（2）[3]实物图连线注意电压表的正负接线柱，和滑动变阻器的接线柱的位置，如下图
（3）[4] 闭合开关前，滑动变阻器滑动触头应滑到阻值最大处，此时电路电流最小，故滑动变阻器滑动触头应滑到最左端。
（4）[5][6]在图像中纵轴的截距表示电源电动势，则
图像的斜率的绝对值表示电源内阻，则
7． 2.7 76(74~78)
【详解】
（1）[1]根据电路图连接实物图，如图所示
（3）[2][3][4]由图象可知，太阳能电池板的电动势为2.7V，当电流为6.6mA时，电池两端的电压为2.2V，根据闭合电路欧姆定律
代入数据可得
此时电池的输出功率
8．V2 A2 R1 丙 1.48 0.29
【详解】
（1）[1][2]干电池电动势为1.5V左右，电压表应选V2；电路中最小电流为
电流表应选A2。
[3]测量电阻较小，为了操作方便且较准确地进行测量，滑动变阻器应选R1即可。
（2）[4]为了不让电流表分担路端电压，所以电流表应采用内接法，应选丙图。
（3）[5]在坐标纸上画出U-I图像如下图所示：
[6]图像与纵轴的交点为新干电池的电动势E，即
E=1.48V
[7]内阻r为
9．1.0 1.49 0.73
【详解】
(1)[1]由图丙可知，PN间的距离x=0时，电流表的电阻。
[2]定值电阻R0与电流表内阻的并联电阻，由公式
解得
图丙中图线的斜率为
解得
（2）[3][4]由闭合电路欧姆定律有
即
结合图乙可知
解得
10． 2.5 2.5 1.5V 0.5Ω
【详解】
(1)[1]扩大电流表量程需要并联一分流小电阻，故电路连接如图所示
(2)[2]根据欧姆定律得选用的定值电阻阻值为
[3]改装后电流表内阻为
(3)[4][5]由闭合电路欧姆定律可知
分别代入数据可得
联立解得
，