新教材同步辅导2023年高中物理课时评价作业十四测量电源的电动势和内阻粤教版必修第三册

课时评价作业（十四）测量电源的电动势和内阻1.某同学用图a所示电路测定电池组的电动势和内阻.（1）图b所示实物电路中，导线P端应连接在接线柱（选填“①”或“②”）上.（2）某次测量中，电流表量程为0～0.6A，指针如图c所示，其读数为A.（3）该实验中，电动势的测量值偏小，其原因可能是在该方案中，电流表的示数（选填“大于”“等于”或“小于”）流过电池组的电流.解析：（1）题图b所示实物电路中，由于题图a所示，以电源为研究对象电流表外接，则导线P端应连接在接线柱②上.（2）电流表量程为0～0.6A，故分度值为0.02A，根据电流表读数办法可知，此刻电流表的示数为0.5A＋0.02×1A＝0.52A.（3）该实验中，电动势的测量值偏小，其原因可能是在该方案中，电压表分流，干路电流大于电流表示数，故电流表的示数小于流过电池组的电流.答案：（1）②（2）0.52（3）小于2.某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确.电压表（量程0～3V，内阻约为3kΩ）；电流表（量程0～0.6A，内阻约为1Ω）；滑动变阻器（0～20Ω，允许通过的最大电流1A）；待测电池组（电动势约为3V，内阻约为2Ω）；开关导线若干.（1）该小组连接的实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是.（2）改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻的滑片P应置于滑动变阻器的（选填“a”或“b”）端.（3）实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显.为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为4Ω的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U-I图像，如图乙所示.根据图像可知，电池组的电动势为V，内阻为Ω.（均保留两位有效数字）解析：（1）因为电源内阻较小，故对于电源来说应该采用电流表外接法，题图甲中采用的是电流表内接法；故导线5连接不当，应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱.（2）开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大，故应将滑片置于a端.（3）在电源的UI图像中，图线与纵轴的交点即为电源电动势，故E＝2.9V；图线与横轴的交点为短路电流I＝0.5A，故可得等效内阻为r＝eq\f(E,I)＝eq\f(2.9,0.5)Ω＝5.8Ω，又因为在开关和电池组负极之间接有4Ω的电阻，在计算过程中等效为电池组内阻一部分，故电源内阻为r1＝5.8Ω－4Ω＝1.8Ω.答案：（1）5（2）a（3）2.91.83.为了避免电流表、电压表内阻对测量的影响，学习小组利用如图1所示的电路图，测量内阻较大的干电池的电动势和内阻.（1）请根据图1电路图在图2中画出实物连线图.（2）某次测量，电流表和电压表指针分别如图3、图4所示，则电流表读数为I＝mA，电压表读数为U＝V.（3）开关S2拨到1时，改变滑动变阻器接入电路的阻值，得到多组电流和电压值，在坐标纸上画出U-I图像如图5中的a直线；再把开关S2拨到2，重复操作，画出b直线.根据图像，尽可能准确求出电源电动势E＝V，电源内阻r＝Ω，电流表内阻R1＝Ω.解析：（1）根据电路图画出实物连线图如下：（2）根据表盘可以读出I＝3.00mA，U＝1.10V.（3）开关S2拨到1时，根据闭合电路欧姆定律E＝U＋I（r＋R1），当电流为零时，电动势等于电压表示数，结合图像可知E＝1.5V；r＋R1＝150Ω，开关S2拨到2时，根据闭合电路欧姆定律E＝U＋（I－IV）r＝U－IVr＋Ir，结合图像可知，r＝100Ω，故R1＝50Ω.答案：（1）图见解析（2）3.001.10（3）1.5100504.如图甲所示电路，某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20Ω，连接的电路实物图如图乙所示.（1）该学生接线中错误的和不规范的做法是.A.滑动变阻器不起变阻作用 B.电流表接线有错C.电压表量程选用不当 D.电压表接线不妥（2）该同学将电路按正确的电路图连接好，检查无误后，闭合开关，进行实验.某一次电表的示数如图丙所示，则电压表的读数为V，电流表的读数为A.（3）该同学实验完毕，将测量的数据反映在U-I图像上（如图丁所示），根据这一图像，可求出电池的电动势E＝V，内电阻r＝Ω.解析：（1）据题意，从题图可知，滑动变阻器均接下边两个接线柱，这样起不到变阻作用；电压表的接线柱应接在开关内，使开关对电压表有控制作用.（2）电压表读数用十分之一估读法，得：1.20V，电流表用二分之一估读法，得：0.26A.（3）图线与纵坐标交点表示电动势大小，为E＝1.48V，图线的斜率表示电源内阻，即：r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(0.48,0.62)Ω≈0.77Ω.答案：（1）AD（2）1.200.26（3）1.480.775.把铜片和锌片相隔约2cm插入一个苹果中，就制成了一个水果电池.铜片是电池的正极，锌片是负极.用下列方法可测量该水果电池的电动势和内阻.将水果电池、电阻箱和数字电压表（可视为理想电表），按照如图甲所示的电路连接起来.调节电阻箱，测得多组电阻箱的阻值R和对应的电压U，记录的数据如表所示.组别1234567R/Ω20003000☆600090002000080000U/V0.2900.3820.4540.5600.6640.8390.990（1）表中数据☆对应电阻箱示数如图乙所示，其读数为Ω.（2）处理数据时，首先计算出每个电压值U的倒数eq\f(1,U)和电阻值R的倒数eq\f(1,R)，再绘制eq\f(1,U)-eq\f(1,R)图像.根据表中测得的多组数据，经过换算，将数据对应的坐标点标注在图丙中，请在该图中用“×”标出表中第3组数据对应的坐标点，并画出eq\f(1,U)-eq\f(1,R)图线.（3）在eq\f(1,U)-eq\f(1,R)图线中，当eq\f(1,R)＝0时，外电路处于（选填“断路”或“短路”）状态.（4）根据图丙可知，水果电池的电动势E＝V（保留两位有效数字）.（5）若将图甲所示电路中的数字电压表替换为内阻未知（约3kΩ）的指针式电压表，仍按上述方法测量该水果电池的电动势和内阻.请结合图丙判断是否可行，并说明理由.解析：（1）由题图乙可知，☆对应电阻箱示数为4×1000Ω＝4000Ω.（2）根据描点法得出eq\f(1,U)-eq\f(1,R)图像如下图所示.（3）当eq\f(1,R)＝0时，相当于R无穷大，外电路处于断路状态.（4）根据闭合电路欧姆定律得U＝eq\f(E,R＋r)R，整理得eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，可知eq\f(1,U)-eq\f(1,R)图像纵轴截距eq\f(1,E)＝0.9，解得E≈1.1V.（5）若将题图甲所示电路中的数字电压表替换为内阻未知（约3kΩ）的指针式电压表，无法测量该水果电池的电动势和内阻，因为