第八章 实验十二　电池电动势和内阻的测量-（达标训练）【导学教程】2024旧教材老高考物理新编大一轮总复习（人教版）

1．某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω的电阻。 (1)按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是________导线断开。 (2)排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图像如图。由I1­I2图像得到电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。 解析　(1)a、b′间的电压不为零，说明a、a′或b、b′间有一处导线断开，若a、a′间电压不为零，说明aa′导线断开；若a、a′间电压为零，则一定是bb′导线断开。 (2)在给出的图像中取两个点，读数分别为 I1＝0.12 mA、I2＝60 mA I1′＝0.07 mA、I2′＝200 mA。 据闭合电路欧姆定律知： E＝(I1＋I2)(R0＋r)＋I1(r1＋R1)，将上述两组数据代入可得： 电动势E≈1.4 V，内阻r≈0.5 Ω。 答案　(1)aa′　bb′　(2)1.4(1.36～1.44均可)　0.5(0.4～0.6均可) 2．(2022·北京卷)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 (1)用电压表(内阻约为3 kΩ)和电流表(内阻约为0.1 Ω)测量一个电阻的阻值(约为5 Ω)。要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图1中的________(选填甲””或“乙”)。 (2)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约 20 kΩ电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为________(填各实验步骤前的字母)。 A．将选择开关置于“×1 k”位置 B．将选择开关置于“OFF”位置 C．将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开 D．将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0” (3)图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触 b、c、d三个位置，发现试触 b、c时，电压表有示数：试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则________(选填选项前的字母)。 A．导线ab断路　　　　 B．滑动变阻器断路 C．导线cd断路 D．滑动变阻器短路 解析　(1)因为待测电阻约为5 Ω，而Rx<＝10 Ω，为了减小误差应该采用电流表的外接法，故选用甲图。 (2)测量过程中应该先选择合适档位，根据题意选择“×1 k”档位，然后进行欧姆调零，再进行测量，测量完成后要将开关置于“OFF”档，顺序为ADCB。 (3)闭合电键后，却发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，可能是电路中出现断路，电压表的示数不变化，说明电压表串联在电路中；当试触 b、c时依然是这个情况说明 b、c 段是正常的，试触d时，电压表没有示数说明在cd之间某处发生了断路，选C。 答案　 (1) 甲　(2)ADCB　(3)C 3．(2022·湖北卷)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。 (1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为________ mm。再用游标卡尺测得其长度L。 (2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6 A、内阻为1.0 Ω，定值电阻R0的阻值为20.0 Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S2置于位置1，闭合S1，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。 R/Ω I/A /A－1 5.0 0.414 2.42 10.0 0.352 2.84 15.0 0.308 3.25 20.0 0.272 3.68 25.0 0.244 4.10 30.0 0.222 4.50 根据表中数据，在图丙中绘制出­R图像。再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400 A。根据图丙中的图像可得Rx＝________ Ω(结果保留2位有效数字)。最后可由表达式ρ＝________得到该材料的电阻率(用D、L、Rx表示)。 图丙 (3)该小组根据图乙的电路