第03讲 实验：电池电动势和内阻的测量（分层练习）-【上好课】高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

第3课 实验：电池电动势和内阻的测量 1．在做“电池电动势和内阻的测量”的实验中，实验电路如图甲所示。改变电阻，测出几组U、I数据，得到如图乙所示的图像。由图像与坐标轴的交点值可求出电源的 （填“电动势”或“内阻”）；由图像斜率的绝对值，可求出电源的 （填“电动势”或“内阻”）。 2．罗同学想要测量一节干电池的电动势和内阻，其设计的实验电路如图甲所示。 （1）罗同学正确连接电路图，检查无误后，闭合开关，该同学移动滑动变阻器的滑片置于某位置时，电流表和电压表的示数如图乙所示，此时电压表的读数为 V，电流表的读数为 A。 （2）该同学记录多组实验数据，将测量的电压和电流反映在图像上，绘制出的图像如图丙所示。则该干电池的电动势 V、内电阻 Ω。（均精确至小数点后两位） 3．小李同学利用实验室器材设计的测定一节干电池电动势和内阻的实验电路如图甲所示： （1）为保证电路安全，在闭合开关之前，滑动变阻器的滑动头应置于 处。（填“”或“”） （2）如图乙是小李同学由实验数据作出的图像。由此可知这个干电池的电动势 ，内电阻 。（均保留两位有效数字） 4．某同学采用图甲所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在 （填“M”或“N”）端； (2)按照图甲连接实物图，如图乙所示，闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为 （填“a”“b”或“c”），改接的方法是 。 (3)根据实验数据作出的图像如图丙所示，则该电池的电动势 V，内阻 Ω（结果均保留2位有效数字）。 5．实验小组同学利用电流表和电压表测定由一节干电池的电动势和内阻，实验电路如图甲所示。 现有开关和导线若干，以及如下器材： A．电流表：量程0-0.6A，内阻约为0.125Ω B．电压表：量程0-3V，内阻约为3kΩ C．滑动变阻器0-50Ω D．滑动变阻器0-500Ω (1)为了操作方便，尽量减小实验误差，滑动变阻器应选用 填器材前的字母。 (2)根据所画图线可得出干电池的电动势 V，内电阻 Ω（结果均保留到小数点后两位。 (3)用该电路测得的电源电动势 真实值。填大于、等于或小于 6．某研究性学习小组用如图1所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外，可供选用的实验器材还有： A．电流表（量程，内阻约为） B．电流表（量程，内阻约为） C．电压表（量程，内阻约） D．电压表（量程，内阻约） E.滑动变阻器（阻值范围、额定电流） （1）为了调节方便，测量准确，实验中应选用的电流表为 ，电压表为 。（选填相应器材前的字母） （2）选用正确的器材连接好实验电路后，接通开关，改变滑动变阻器的阻值R，读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U，并作记录。某同学根据记录的实验数据在图2中画出了图线。根据图线得到被测电池的电动势 V，内电阻 。（结果均保留三位有效数字）。 7．某同学想用实验室现有器材测量某款手机电池的电动势及其内阻，经上网查表知该款手机电池电动势为4V左右，内阻小于。实验室现有器材可供选择如下： A．电压表（量程为0~5V，内阻几千欧） B．电压表（量程为0~15V，内阻几万欧） C．电流表（量程为0~3A，内阻约为） D．电流表（量程为0~0.6A，内阻约为） E．滑动变阻器（最大阻值为） F．滑动变阻器（最大阻值为） G．定值电阻 H．导线、开关若干 （1）为使实验数据尽量精确，电压表应选择 ，电流表应选择 ，滑动变阻器应选择 。（均填器材前面的字母序号） （2）按图甲连接电路，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，其主要原因是 （填正确答案标号）。 A．电压表的内阻太大    B．电流表的内阻太小    C．待测电池的内阻太小 （3）为了解决上述问题，该小组利用定值电阻对实验电路甲进行了改进，请用笔画线代替导线把图乙中器材未完成部分进行连线 。 （4）经连接正确后，改变滑动变阻器，得出几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出图像，如图丙所示。根据图像可知，手机电池的电动势为 V，内阻为 。（结果均保留两位有效数字） （5）考虑电表内阻的影响，该实验测得手机电池的电动势比真实值 （填“偏大”或“偏小”）。 8．如图甲所示为一物理兴趣小组制作的水果电池组，为了准确测量该电池组的电动势和内阻，进行了以下操作： （1）该小组先用多用电表直流2.5V挡粗略测量水果电池组的电动势，电表指针如图乙所示； （2）为了更准确地测量水果电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材： A．待测水果电池组（内阻约为1000Ω） B．电流表A（0~5mA，内阻为25Ω） C．电压表V1（0~3V，内阻约为1000Ω） D．电压表V2（0~15V，内阻约为5000Ω） E．滑动变阻器R1（0~10Ω） F．滑动变阻器R2（0~1500Ω） G．开关、导线各若干 ①应该选择的实验电路是图中的 （选填“丙”或“丁”）； ②实验中电压表应选 （填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选 （填“R1”或“R2”）； （3）确定好的电路后，调节滑动变阻器滑片位置以得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出U—I图像如图戊所示，根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势E＝ V，内电阻r＝ Ω。（结果均保留三位有效数字） 9．某实验小组要测量一款锂电池的电动势和内阻，设计电路图如图甲，电阻箱为，定值电阻的阻值为，电流表内阻不计。 (1)将电阻箱阻值调到最大，闭合开关、，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为时，电流表的示数为；断开开关，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为时，电流表的示数仍为，则定值电阻的阻值为 。 (2)保持闭合、断开，多次调节电阻箱的阻值，获取多组电阻箱阻值及电流表示数的数据，作出图像，则和的关系式为 （用题中物理量的符号表示），根据图乙，该款锂电池的电动势 ，内阻 。（计算结果均保留2位有效数字） (3)本实验中，电动势的测量值与真实值相比 （选填“偏大”“相等”或“偏小”）。 10．要测量一电源的电动势E（略小于3V）和内阻r（约1Ω），现有下列器材：电压表V （0~3V）、电阻箱R（0~999.9Ω），定值电阻，开关和导线。某实验小组根据所给器材设计了如图甲所示的实验电路。 (1)实验小组同学计划用作图法处理数据，同学们多次调节电阻箱阻值R，读出电压表对应的数据，建立坐标系并描点连线得出了如图乙所示的图像，图像纵坐标表示，图像的横坐标表示电压表读数的倒数。若所得图像的斜率为k，图像的延长线在纵轴上的截距为-b，则该电源的电动势E= ，内阻r= 。（用k和b表示） (2)利用上述方法测出的测量值和真实值相比， ， （填“大于”等于”或“小于”） 11．在测量电源电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，会产生系统误差。为了消除电表的内阻产生的系统误差，某兴趣小组连接了如图甲所示的电路来测量电源电动势和内阻，其中。 (1)实验操作步骤如下： ①将滑动变阻器滑到 位置（填“最左端”、“正中间”或“最右端”） ②单刀双掷开关与1接通，闭合开关，调节滑动变阻器，记录下若干组数据、的值，断开开关 ③重复步骤① ④单刀双掷开关与2接通，闭合开关，调节滑动变阻器，记录下若干组数据、的值，断开开关 ⑥在图丙中分别作出两种情况所对应的图像 (2)某次读取电表数据时，电表指针如图丁所示，此时电表示数为 。 (3)图丙中的曲线1是开关与 （填“1”或“2”）接通时相对应。 (4)根据图丙中的图线求得电源电动势 ，内阻 。（结果均保留两位小数） 12．某物理兴趣小组的同学去实验室，测量一节干电池的电动势和内阻（内阻约），设计实验电路如图1所示，实验室还有如下器材： A．电压表：量程为10V，内阻很大 B．电压表：量程为2V，内阻很大 C．电阻箱：总阻值为 D．滑动变阻器： E.定值电阻： F.开关、导线若干 (1)为了较准确的测量，电压表V应选用 （填“”或“”），变化电阻应选用 （填“”或“”）。 (2)连接好电路，闭合开关，改变电路的总电阻，记录变化电阻的电阻值R和对应的电压表示数U，画出随 的变化图线，如图2所示，直线与纵轴的交点坐标为b，斜率为k，则电源的电动势为 ，内阻为 （后两空用b、k或中的字母表示） 13．因电动汽车充电比燃烧汽油更便宜，故电动汽车更受到市场的欢迎。某兴趣小组为了测量某电动汽车上安装的电池的电动势（）和内阻（），利用实验室现有器材进行了如下实验。 (1)实验室只有一个量程为100V、内阻为的电压表，现把此电压表改装成量程为400V的电压表，需串联一个阻值为 的电阻，然后再测量电池的电动势和内阻。 (2)该兴趣小组将电阻箱和改装后的电压表（电压表的表盘没有改变，示数记为）连接成如图甲所示的电路，来测量该电池的电动势和内阻，根据电阻箱接入电路的阻值和电压表的示数作出图像，如图乙所示，则该电池的电动势 V、内阻 。（结果保留三位有效数字） (3)由实验可知，电池电动势的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值；内阻的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 14．某一实验小组用如图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表V的量程是3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表。 （1）已知电流计G的满偏电流、内阻，电路中已将它改装为量程600mA的电流表，则 。 （2）通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数I，作出如图乙所示的图像。 （3）某次测量时，电压表V的示数如图丙所示，则此时通过电源E的电流为 mA。 （4）根据图乙得出电源E的电动势等于 V，内阻等于 Ω（小数点后保留两位）。 （5）本实验中电压表V的内阻对实验的测量结果 （选填“有”或“无”）影响。 15．小明为测量“遥控船载蓄电池”的电源电动势和内阻，利用电压表和电阻箱设计了如图甲所示的测量电路。已知该电池的电动势E约为10V，内阻r约为50Ω。且允许通过的最大电流为150mA；电压表量程（0~15V），内阻约2kΩ；R为电阻箱，阻值范围0~9999Ω；R0是定值电阻，起保护电路的作用。根据以上所给条件，完成下列各小题： (1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，该实验应选用_____；（填入相应的字母） A．2Ω B．20Ω C．200Ω D．2002Ω (2)在图乙中，已正确连接了部分电路，请完成余下的电路连接。 (3)该同学连接好实验电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表的示数U；再改变电阻箱阻值，取得多组数据，以为横坐标，以为纵坐标，代入数据可画出如图丙所示的图像，对应的函数方程表达式为 （用所给物理量的字母表示）。 16．某兴趣小组测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)（单选）首先考虑用多用电表直接测量干电池的电动势和内阻，但是多用电表___________ A．可以粗测电动势，不能粗测内阻 B．可以粗测内阻，不能粗测电动势 C．可以粗测电动势和内阻 D．既不可粗测电动势，也不可粗测内阻 (2)然后，某同学从实验室找到以下器材： A．量程0-3V-15V的电压表，内阻约为或 B．量程的电流表，内阻约为或 C．滑动变阻器 D．滑动变阻器 E.开关、导线若干    ①连接电路如图（a）所示，点应连接在 （选填“A”、“B”或“C”）点； ②为了实验操作方便读数准确，滑动变阻器应选择 （选填“”或“”）。 (3)为更准确测量干电池电动势和内阻，某同学设计了如图（b）所示的电路，闭合开关，将开关接在端，调节电阻箱的阻值，记录多个电压表和电流表的示数，作出图线，如图（c）中图线1所示，图线1与轴和轴的截距分别为和。保持开关闭合，再将开关接在端，调节电阻箱的阻值，记录多组电压表和电流表的示数，作出图线。如图（c）中图线2所示，图线2与轴和轴的截距分别为和。从尽可能减小电表引起的系统误差的角度可得，电动势 ，内阻 。（用、、、表示） 17．某学习小组把铜片和锌片相隔约1cm插入一个苹果中，制成了一个苹果电池。为了测量该苹果电池的电动势E和内阻r，他们进行了以下实验操作： （1）先用多用电表的“直流电压2.5V”挡粗测苹果电池的电动势，如图甲所示，则多用电表的读数为 V。 若考虑系统误差，则该苹果电池的电动势E应 测量值（选填“大于”，“等于”或“小于”） （2）为验证上述判断，大家想尽可能准确测量出苹果电池的电动势和内阻，他们选用以下器材进一步实验。 A．电阻箱（最大阻值为）     B．DIS数字电压传感器（内阻可视为无穷大） C．DIS数据采集器         D．笔记本电脑 E.导线和开关 具体实验步骤如下： ①将该苹果电池与实验器材按图乙所示电路连接； ②调节电阻箱阻值，闭合开关，待示数稳定后，记录电阻箱的阻值R和数字电压传感器显示的数值U后立即断开开关； ③每次将电阻箱的阻值增大，重复以上实验步骤，测量出R值和U值，计算出相应的和，并记录数据； ④根据数据，绘制出关系图线如图丙中线a所示。 请回答下列问题： （3）根据实验数据绘制的图线a可得该苹果电池的电动势为 ，内阻为 （结果均保留2位有效数字）； （4）若用普通的磁电式电压表代替数字电压传感器进行实验，得到的图线可能是图丙中的 （选填“b”“c”或“d”）。 18．某实验小组要测量某型号电池的电动势和内阻，该电池的电动势E约为12V，内阻r约为3Ω，实验室提供了下列器材： 电流表G（量程0~10mA，内阻未知） 电阻箱（总阻值为9999.9Ω，额定电流为1A） 电阻箱（总阻值为999.9Ω，额定电流为2.5A） 滑动变阻器（最大阻值约为100Ω，额定电流为2A） 滑动变阻器（最大阻值约为2000Ω，额定电流为1A） 开关2个，导线若干 (1)先用图甲所示电路测量电流表G的内阻： ①滑动变阻器R应该选取 （选填“”或“”）； ②断开开关、，连接好电路，将滑动变阻器R的滑片滑至 端（选填“左”或“右”）； ③闭合开关，调节R，使电流表G的指针满偏； ④保持R的滑片位置不变，再闭合开关，将电阻箱的阻值调为20.0Ω时，电流表G的示数为4.0mA，则电流表G的内阻 ，电流表G内阻的测量值较其真实值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (2)按图乙所示电路图连接电路，将电阻箱的阻值调为1170.0Ω，再闭合开关、，多次调节电阻箱，记录每次电阻箱的阻值及对应的电流表的示数，作出图像如图丙所示，则该型号电池的电动势 V，内阻 。（结果均保留1位小数） 19．测量电源的内阻，可供使用的器材如下： A．待测电源E（内阻约为10 Ω） B．电源（电动势略大于待测电源的电动势E） C．灵敏电流计G（量程30 μA） D．电阻箱（0~99999.9 Ω） E.电阻箱（0~99.99 Ω） F.定值电阻 G.均匀金属电阻丝及滑动触头 H.开关、导线若干 (1)实验时采用图甲所示电路，闭合开关，将滑片P与金属电阻丝试触，根据灵敏电流计G指针偏转方向调整P的位置，并 （填“增大”或“减小”）电阻箱R1的阻值，反复调节，直到G表指针不发生偏转，此时金属电阻丝左端接线柱A与滑片P间的电势差 （填“大于”“小于”或“等于”）待测电源E的路端电压。 (2)改变的阻值，用（1）中的方法调节到G表指针不发生偏转，用刻度尺测量滑片P到接线柱A间的距离，记下此时电阻箱的阻值，多次重复上述步骤，根据测得的数据，作出电阻箱的阻值R与对应A、P间距离L的关系图像如图乙所示，测得图线的斜率为k，图线在纵轴上的截距为b，则待测电源E的内阻测量值为 。 (3)实验中，电阻箱应选用 （填序号“D”或“E”）。 (4)请写出由金属电阻丝引起误差的一个原因： 。 20．某同学在实验室中找到了一块库存的蓄电池，简单测试发现其内阻较大，该同学设计了如图所示的电路来测量它的电动势和内阻，具体步骤如下： a.按电路图接好电路，把电阻箱、的阻值调到最大； b.闭合开关，反复调节电阻箱、的阻值，当电流表、和电压表、的示数都合适且微安表读数为0，记录此时、示数之和为，、示数之和为； c.重复上一次的操作，记录、示数之和为，、示数之和为； d.由以上数据计算得到电池的电动势和内电阻。 (1)该实验中应选择__________（选填“A”或“B”）的微安表。 A．零刻度在表盘左端，且能准确读出电流大小 B．零刻度在表盘中央，无需准确读出电流大小 (2)若电流表量程为1mA，内阻约为200Ω，电流表量程为3mA，内阻约为50Ω，电压表量程为15V，内阻约为5000Ω，待测电源的电动势约为15V，为了减小实验误差，电压表应选择__________（选填“A”或“B”）的电压表。 A．量程为6V，内阻约为6000Ω B．量程为30V，内阻约为10000Ω (3)若实验测得mA，V，mA，V，则电池的电动势 V，内阻 Ω。（结果均保留到小数点后1位） (4)若不考虑偶然误差，则该实验测量的电动势 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 (5)某次实验中微安表示数为零，若此时增大电阻箱的阻值，则图中连接微安表的导线中会有方向向 （选填“上”或“下”）的电流。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3课 实验：电池电动势和内阻的测量 1．在做“电池电动势和内阻的测量”的实验中，实验电路如图甲所示。改变电阻，测出几组U、I数据，得到如图乙所示的图像。由图像与坐标轴的交点值可求出电源的 （填“电动势”或“内阻”）；由图像斜率的绝对值，可求出电源的 （填“电动势”或“内阻”）。 【答案】 电动势 内阻 【详解】[1][2]根据闭合电路欧姆定律有 结合图乙可知 ， 可知，由图像与坐标轴的交点值可求出电源的电动势，由图像斜率的绝对值，可求出电源的内阻。 2．罗同学想要测量一节干电池的电动势和内阻，其设计的实验电路如图甲所示。 （1）罗同学正确连接电路图，检查无误后，闭合开关，该同学移动滑动变阻器的滑片置于某位置时，电流表和电压表的示数如图乙所示，此时电压表的读数为 V，电流表的读数为 A。 （2）该同学记录多组实验数据，将测量的电压和电流反映在图像上，绘制出的图像如图丙所示。则该干电池的电动势 V、内电阻 Ω。（均精确至小数点后两位） 【答案】 1.20 0.26 1.46/1.47/1.48 0.96 【详解】（1）[1]电压表量程为0-3V，最小分度为0.1V，故电压表指针对应的示数为1.20V； [2]电流表量程为0-0.6A，最小分度为0.02A，故电流表指针对应的示数为0.26A； （2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律 得 故图像的纵截距为电源电动势，斜率为电源内阻，即 3．小李同学利用实验室器材设计的测定一节干电池电动势和内阻的实验电路如图甲所示： （1）为保证电路安全，在闭合开关之前，滑动变阻器的滑动头应置于 处。（填“”或“”） （2）如图乙是小李同学由实验数据作出的图像。由此可知这个干电池的电动势 ，内电阻 。（均保留两位有效数字） 【答案】 a 1.5 1.0 【详解】（1）[1]为保证电路安全，在闭合开关之前，滑动变阻器应处于最大阻值处，根据题中电路图可知，滑动头应置于处。 （2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律可知 将上式整理后得 可知在图像中，图线与纵轴的截距表示电源电动势，图线的斜率的绝对值为电源内阻，则 ， 4．某同学采用图甲所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在 （填“M”或“N”）端； (2)按照图甲连接实物图，如图乙所示，闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为 （填“a”“b”或“c”），改接的方法是 。 (3)根据实验数据作出的图像如图丙所示，则该电池的电动势 V，内阻 Ω（结果均保留2位有效数字）。 【答案】(1)M (2) 见解析 (3) 【详解】（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应处于最大阻值处，远离下端接线柱，故应在M端。 （2）[1][2]根据电路图可知实物图中导线连接错误，应将导线的两端分别连接电压表的“”接线柱和开关的右端接线柱。 （3）[1][2]根据 可知图线与纵轴交点为电动势，斜率的绝对值为内阻，则 ， 5．实验小组同学利用电流表和电压表测定由一节干电池的电动势和内阻，实验电路如图甲所示。 现有开关和导线若干，以及如下器材： A．电流表：量程0-0.6A，内阻约为0.125Ω B．电压表：量程0-3V，内阻约为3kΩ C．滑动变阻器0-50Ω D．滑动变阻器0-500Ω (1)为了操作方便，尽量减小实验误差，滑动变阻器应选用 填器材前的字母。 (2)根据所画图线可得出干电池的电动势 V，内电阻 Ω（结果均保留到小数点后两位。 (3)用该电路测得的电源电动势 真实值。填大于、等于或小于 【答案】(1)C (2) 1.50/1.49/1.51 1.00/1.01/1.02/0.99/0.98 (3)小于 【详解】（1）[1]本题测量的是电源电动势，内阻比较小，为了使电流表有明显偏转调节方便，减小实验误差，所以选择电阻值较小的滑动变阻器 （2）[2]图像与纵轴交点代表干电池的电动势 图像的斜率的绝对值代表了电源的内阻 （3）[3]本接法中采用相对电源的电流表外接法，因为电压表的分流作用，使电流表测量结果偏小，可知实际图像虚线所示和测量图像应如图所示；由图可知，用该电路测得的电源电动势小于真实值，内阻小于真实值。 6．某研究性学习小组用如图1所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外，可供选用的实验器材还有： A．电流表（量程，内阻约为） B．电流表（量程，内阻约为） C．电压表（量程，内阻约） D．电压表（量程，内阻约） E.滑动变阻器（阻值范围、额定电流） （1）为了调节方便，测量准确，实验中应选用的电流表为 ，电压表为 。（选填相应器材前的字母） （2）选用正确的器材连接好实验电路后，接通开关，改变滑动变阻器的阻值R，读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U，并作记录。某同学根据记录的实验数据在图2中画出了图线。根据图线得到被测电池的电动势 V，内电阻 。（结果均保留三位有效数字）。 【答案】 A C 1.50 1.14 【详解】（1）[1][2]由于电源是一节干电池，电动势约为1.5V，所以选量程为0∼3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几欧左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0∼0.6A的电流表，故电流表选A，电压表选C。 （2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律 即 所以图像的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示内阻，则 7．某同学想用实验室现有器材测量某款手机电池的电动势及其内阻，经上网查表知该款手机电池电动势为4V左右，内阻小于。实验室现有器材可供选择如下： A．电压表（量程为0~5V，内阻几千欧） B．电压表（量程为0~15V，内阻几万欧） C．电流表（量程为0~3A，内阻约为） D．电流表（量程为0~0.6A，内阻约为） E．滑动变阻器（最大阻值为） F．滑动变阻器（最大阻值为） G．定值电阻 H．导线、开关若干 （1）为使实验数据尽量精确，电压表应选择 ，电流表应选择 ，滑动变阻器应选择 。（均填器材前面的字母序号） （2）按图甲连接电路，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，其主要原因是 （填正确答案标号）。 A．电压表的内阻太大    B．电流表的内阻太小    C．待测电池的内阻太小 （3）为了解决上述问题，该小组利用定值电阻对实验电路甲进行了改进，请用笔画线代替导线把图乙中器材未完成部分进行连线 。 （4）经连接正确后，改变滑动变阻器，得出几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出图像，如图丙所示。根据图像可知，手机电池的电动势为 V，内阻为 。（结果均保留两位有效数字） （5）考虑电表内阻的影响，该实验测得手机电池的电动势比真实值 （填“偏大”或“偏小”）。 【答案】 A D E C 3.9 0.30 偏小 【详解】（1）[1]该款手机电池电动势为4V左右，为了使电压表读数相对误差小，电压表应选择A； [2]结合图丙给出的信息可知，电流表量程过大，故电流表应选择D； [3]为了保证电路的安全和便于调节的原则，滑动变阻器应该选择E。 （2）[4]电压表示数的变化范围比较小，原因是外电阻比电源内阻大得多，即待测电池内阻较小，而与电压表内阻太大和电流表内阻太小无关。 故选C。 （3）[5]由于电池内阻太小，所以将定值电阻与电池串联，改进后的实验电路如图所示 实物连线如图所示 （4）[6][7]设电池组的电动势为E，内阻为r，根据闭合电路欧姆定律有 变形得 结合图像可知 ， 则 （5）[8]由于电压表的分流作用，该实验测得手机电池的电动势比真实值偏小。 8．如图甲所示为一物理兴趣小组制作的水果电池组，为了准确测量该电池组的电动势和内阻，进行了以下操作： （1）该小组先用多用电表直流2.5V挡粗略测量水果电池组的电动势，电表指针如图乙所示； （2）为了更准确地测量水果电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材： A．待测水果电池组（内阻约为1000Ω） B．电流表A（0~5mA，内阻为25Ω） C．电压表V1（0~3V，内阻约为1000Ω） D．电压表V2（0~15V，内阻约为5000Ω） E．滑动变阻器R1（0~10Ω） F．滑动变阻器R2（0~1500Ω） G．开关、导线各若干 ①应该选择的实验电路是图中的 （选填“丙”或“丁”）； ②实验中电压表应选 （填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选 （填“R1”或“R2”）； （3）确定好的电路后，调节滑动变阻器滑片位置以得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出U—I图像如图戊所示，根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势E＝ V，内电阻r＝ Ω。（结果均保留三位有效数字） 【答案】 丁 2.23/2.24/2.25/2.26 //// 【详解】（2）[1]因水果电池的内阻远大于电流表内阻，且与电压表内阻相差不大，且电流表内阻已知，则应该选择的实验电路是图中的丁； [2][3]实验中电池的电动势约为1.50V，电压表应选量程3V的，滑动变阻器应选阻值与电池内阻相当的； （3）[4][5]根据闭合电路欧姆定律可得 即 则图像的纵截距即为电动势 图像斜率的绝对值即为内阻和电流表内阻之和 9．某实验小组要测量一款锂电池的电动势和内阻，设计电路图如图甲，电阻箱为，定值电阻的阻值为，电流表内阻不计。 (1)将电阻箱阻值调到最大，闭合开关、，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为时，电流表的示数为；断开开关，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为时，电流表的示数仍为，则定值电阻的阻值为 。 (2)保持闭合、断开，多次调节电阻箱的阻值，获取多组电阻箱阻值及电流表示数的数据，作出图像，则和的关系式为 （用题中物理量的符号表示），根据图乙，该款锂电池的电动势 ，内阻 。（计算结果均保留2位有效数字） (3)本实验中，电动势的测量值与真实值相比 （选填“偏大”“相等”或“偏小”）。 【答案】(1)6.5 (2) 4.5 2.6 (3)相等 【详解】（1）由题知，当闭合开关、，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为时，电流表的示数为，此时被短接，根据闭合电路欧姆定律有 断开开关，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为时，电流表的示数仍为，此时接通，根据闭合电路欧姆定律有 联立解得 （2）[1][2][3]根据闭合电路欧姆定律有 变形得 可知图像斜率为 解得 图像的纵截距为 解得 （3）若考虑电流表内阻的影响，根据闭合电路欧姆定律可得 变形得 可知图像斜率仍为 本实验中，电动势的测量值与真实值相等。 10．要测量一电源的电动势E（略小于3V）和内阻r（约1Ω），现有下列器材：电压表V （0~3V）、电阻箱R（0~999.9Ω），定值电阻，开关和导线。某实验小组根据所给器材设计了如图甲所示的实验电路。 (1)实验小组同学计划用作图法处理数据，同学们多次调节电阻箱阻值R，读出电压表对应的数据，建立坐标系并描点连线得出了如图乙所示的图像，图像纵坐标表示，图像的横坐标表示电压表读数的倒数。若所得图像的斜率为k，图像的延长线在纵轴上的截距为-b，则该电源的电动势E= ，内阻r= 。（用k和b表示） (2)利用上述方法测出的测量值和真实值相比， ， （填“大于”等于”或“小于”） 【答案】(1) (2) 小于 小于 【详解】（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律，可得 可得 所以结合图像可得 解得， （2）[1][2]根据题意可知，实验误差来源于电压表内阻分流的影响，根据等效电源的知识可知 ， 故E测＜E真，r测＜r真 11．在测量电源电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，会产生系统误差。为了消除电表的内阻产生的系统误差，某兴趣小组连接了如图甲所示的电路来测量电源电动势和内阻，其中。 (1)实验操作步骤如下： ①将滑动变阻器滑到 位置（填“最左端”、“正中间”或“最右端”） ②单刀双掷开关与1接通，闭合开关，调节滑动变阻器，记录下若干组数据、的值，断开开关 ③重复步骤① ④单刀双掷开关与2接通，闭合开关，调节滑动变阻器，记录下若干组数据、的值，断开开关 ⑥在图丙中分别作出两种情况所对应的图像 (2)某次读取电表数据时，电表指针如图丁所示，此时电表示数为 。 (3)图丙中的曲线1是开关与 （填“1”或“2”）接通时相对应。 (4)根据图丙中的图线求得电源电动势 ，内阻 。（结果均保留两位小数） 【答案】(1)最左端 (2)1.30V (3)1 (4) 1.80 3.00 【详解】（1）开关闭合时，为使电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路的阻值应最大，滑动变阻器应滑到最左端的位置。 （2）由图甲可知，电压表的量程为3V、分度值为0.1V，需要估读到分度值的下一位，由图丁可知电压表读数为U1=1.30V （3）当单刀双掷开关接1时，电动势测量值（图像与纵轴的焦点）准确，内阻测量值（图像的斜率）偏大，当单刀双掷开关接2时，电动势测量值偏小，内阻测量值偏小。曲线I与纵轴的交点大于曲线II与纵轴的交点，并且曲线I的斜率大于曲线II的斜率，可知：曲线I与开关与1接通时相对应。 （4）[1][2]当单刀双掷开关接1时，电流表示数为零时，电压表测量准确；当单刀双掷开关接2时，电压表示数为零时，电流表测量准确。如图所示的虚线为电源U-I曲线的准确值。 由闭合电路欧姆定律 化简可得 由虚线可得电源电动势为E=1.80V 内阻 12．某物理兴趣小组的同学去实验室，测量一节干电池的电动势和内阻（内阻约），设计实验电路如图1所示，实验室还有如下器材： A．电压表：量程为10V，内阻很大 B．电压表：量程为2V，内阻很大 C．电阻箱：总阻值为 D．滑动变阻器： E.定值电阻： F.开关、导线若干 (1)为了较准确的测量，电压表V应选用 （填“”或“”），变化电阻应选用 （填“”或“”）。 (2)连接好电路，闭合开关，改变电路的总电阻，记录变化电阻的电阻值R和对应的电压表示数U，画出随 的变化图线，如图2所示，直线与纵轴的交点坐标为b，斜率为k，则电源的电动势为 ，内阻为 （后两空用b、k或中的字母表示） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）[1]一节干电池的电动势约为1.5V，为了较准确的测量，电压表V应选用； [2]电路中没有电流表，需电阻箱与电压表计算电流，故变化电阻应选用。 （2）[1]根据闭合电路欧姆定律有 变形可得 应画出随的变化图线。 [2][3]结合图像的斜率及截距可知， 解得， 13．因电动汽车充电比燃烧汽油更便宜，故电动汽车更受到市场的欢迎。某兴趣小组为了测量某电动汽车上安装的电池的电动势（）和内阻（），利用实验室现有器材进行了如下实验。 (1)实验室只有一个量程为100V、内阻为的电压表，现把此电压表改装成量程为400V的电压表，需串联一个阻值为 的电阻，然后再测量电池的电动势和内阻。 (2)该兴趣小组将电阻箱和改装后的电压表（电压表的表盘没有改变，示数记为）连接成如图甲所示的电路，来测量该电池的电动势和内阻，根据电阻箱接入电路的阻值和电压表的示数作出图像，如图乙所示，则该电池的电动势 V、内阻 。（结果保留三位有效数字） (3)由实验可知，电池电动势的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值；内阻的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】(1)15 (2) 360 9.00 (3) 等于 等于 【详解】（1）根据电表改装原理可知，将小量程电压表改装成大量程电压表需要串联较大电阻，根据欧姆定律可知该串联电阻阻值为 代入题中数据，解得 （2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 结合图像可得， 联立解得， （3）[1][2]由于电压表内阻已知，理论上可以精确计算出电池电动势及内阻，则在理论上测量值和真实值大小相等，故电池电动势的测量值等于真实值；内阻的测量值等于真实值。 14．某一实验小组用如图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表V的量程是3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表。 （1）已知电流计G的满偏电流、内阻，电路中已将它改装为量程600mA的电流表，则 。 （2）通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数I，作出如图乙所示的图像。 （3）某次测量时，电压表V的示数如图丙所示，则此时通过电源E的电流为 mA。 （4）根据图乙得出电源E的电动势等于 V，内阻等于 Ω（小数点后保留两位）。 （5）本实验中电压表V的内阻对实验的测量结果 （选填“有”或“无”）影响。 【答案】 0.5 300 2.93（2.92~2.96） 0.78（0.73~0.87） 无 【详解】（1）[1]根据 可得 （3）[2]某次测量时，电压表V的示数如图丙所示，则有，由图乙可知电流计G的读数为，则此时通过电源E的电流为 （4）[3][4]根据闭合电路欧姆定律可得 可得 可知图像的斜率绝对值为 解得内阻为 将，代入可得电动势为 （5）[5]由电路图可知电流表相对电源采用内接法，且改装后的电流表内阻已知，所以本实验没有系统误差，实验中电压表V的内阻对实验的测量结果无影响。 15．小明为测量“遥控船载蓄电池”的电源电动势和内阻，利用电压表和电阻箱设计了如图甲所示的测量电路。已知该电池的电动势E约为10V，内阻r约为50Ω。且允许通过的最大电流为150mA；电压表量程（0~15V），内阻约2kΩ；R为电阻箱，阻值范围0~9999Ω；R0是定值电阻，起保护电路的作用。根据以上所给条件，完成下列各小题： (1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，该实验应选用_____；（填入相应的字母） A．2Ω B．20Ω C．200Ω D．2002Ω (2)在图乙中，已正确连接了部分电路，请完成余下的电路连接。 (3)该同学连接好实验电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表的示数U；再改变电阻箱阻值，取得多组数据，以为横坐标，以为纵坐标，代入数据可画出如图丙所示的图像，对应的函数方程表达式为 （用所给物理量的字母表示）。 【答案】(1)B (2) (3) 【详解】（1）电池允许通过的最大电流为150mA，则电路中的最小总电阻约为 由于电池内阻r约为50Ω，可知为了确保安全，保护电阻至少应接入的电阻约为16.67Ω，定值电阻应选B。 （2）根据图甲所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示 （3）根据图甲所示电路图，应用闭合电路的欧姆定律得 整理得 16．某兴趣小组测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)（单选）首先考虑用多用电表直接测量干电池的电动势和内阻，但是多用电表___________ A．可以粗测电动势，不能粗测内阻 B．可以粗测内阻，不能粗测电动势 C．可以粗测电动势和内阻 D．既不可粗测电动势，也不可粗测内阻 (2)然后，某同学从实验室找到以下器材： A．量程0-3V-15V的电压表，内阻约为或 B．量程的电流表，内阻约为或 C．滑动变阻器 D．滑动变阻器 E.开关、导线若干    ①连接电路如图（a）所示，点应连接在 （选填“A”、“B”或“C”）点； ②为了实验操作方便读数准确，滑动变阻器应选择 （选填“”或“”）。 (3)为更准确测量干电池电动势和内阻，某同学设计了如图（b）所示的电路，闭合开关，将开关接在端，调节电阻箱的阻值，记录多个电压表和电流表的示数，作出图线，如图（c）中图线1所示，图线1与轴和轴的截距分别为和。保持开关闭合，再将开关接在端，调节电阻箱的阻值，记录多组电压表和电流表的示数，作出图线。如图（c）中图线2所示，图线2与轴和轴的截距分别为和。从尽可能减小电表引起的系统误差的角度可得，电动势 ，内阻 。（用、、、表示） 【答案】(1)A (2) B (3) 【详解】（1）多用电表电压挡内阻远大于电源内阻，所以用多用电表电压挡可以粗测电源电动势，而多用电表电流挡内阻与电源内阻相差不大，所以不能用多用电表电流挡粗测电源内阻，电源内阻太小，也不能用欧姆挡测量，故A选项符合题意。 故选A。 （2）[1]图（a）中，电压表在开关闭合之前测电源电动势，开关闭合之后测路端电压，所以P点应连接在B点。 [2]电动势较小，为了电表大幅偏转，因选较小的滑动变阻器。 （3）[1][2]开关S2接在端a端，有 当电流为零时，有 开关S2接在端b端，有 当电流为零时，有 所以 17．某学习小组把铜片和锌片相隔约1cm插入一个苹果中，制成了一个苹果电池。为了测量该苹果电池的电动势E和内阻r，他们进行了以下实验操作： （1）先用多用电表的“直流电压2.5V”挡粗测苹果电池的电动势，如图甲所示，则多用电表的读数为 V。 若考虑系统误差，则该苹果电池的电动势E应 测量值（选填“大于”，“等于”或“小于”） （2）为验证上述判断，大家想尽可能准确测量出苹果电池的电动势和内阻，他们选用以下器材进一步实验。 A．电阻箱（最大阻值为）     B．DIS数字电压传感器（内阻可视为无穷大） C．DIS数据采集器         D．笔记本电脑 E.导线和开关 具体实验步骤如下： ①将该苹果电池与实验器材按图乙所示电路连接； ②调节电阻箱阻值，闭合开关，待示数稳定后，记录电阻箱的阻值R和数字电压传感器显示的数值U后立即断开开关； ③每次将电阻箱的阻值增大，重复以上实验步骤，测量出R值和U值，计算出相应的和，并记录数据； ④根据数据，绘制出关系图线如图丙中线a所示。 请回答下列问题： （3）根据实验数据绘制的图线a可得该苹果电池的电动势为 ，内阻为 （结果均保留2位有效数字）； （4）若用普通的磁电式电压表代替数字电压传感器进行实验，得到的图线可能是图丙中的 （选填“b”“c”或“d”）。 【答案】 0.85 大于 1.0V b 【详解】（1）[1][2]直流电压2.5V挡最小刻度为0.05V，则多用电表的读数为0.85V。若考虑系统误差，即直流电压档的内阻不是无穷大，则该苹果电池的电动势E应大于测量值。 （3）[3][4]根据 可得 由图像可知 可得 （4）[5]若用普通的磁电式电压表代替数字电压传感器进行实验，则方程变为 可得 即的斜率不变，截距变大，则得到的图线可能是图丙中的b。 18．某实验小组要测量某型号电池的电动势和内阻，该电池的电动势E约为12V，内阻r约为3Ω，实验室提供了下列器材： 电流表G（量程0~10mA，内阻未知） 电阻箱（总阻值为9999.9Ω，额定电流为1A） 电阻箱（总阻值为999.9Ω，额定电流为2.5A） 滑动变阻器（最大阻值约为100Ω，额定电流为2A） 滑动变阻器（最大阻值约为2000Ω，额定电流为1A） 开关2个，导线若干 (1)先用图甲所示电路测量电流表G的内阻： ①滑动变阻器R应该选取 （选填“”或“”）； ②断开开关、，连接好电路，将滑动变阻器R的滑片滑至 端（选填“左”或“右”）； ③闭合开关，调节R，使电流表G的指针满偏； ④保持R的滑片位置不变，再闭合开关，将电阻箱的阻值调为20.0Ω时，电流表G的示数为4.0mA，则电流表G的内阻 ，电流表G内阻的测量值较其真实值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (2)按图乙所示电路图连接电路，将电阻箱的阻值调为1170.0Ω，再闭合开关、，多次调节电阻箱，记录每次电阻箱的阻值及对应的电流表的示数，作出图像如图丙所示，则该型号电池的电动势 V，内阻 。（结果均保留1位小数） 【答案】(1) 左 30.0 偏小 (2) 12.0 3.2 【详解】（1）①[1]先用图甲所示电路测量电流表G的内阻，闭合开关，断开，电路最小电阻约为 故滑动变阻器R应该选取； ②[2]断开开关、，连接好电路，为保护电路，将滑动变阻器R的滑片滑至左端。 ④[3]根据并联关系可得 解得 [4]由于并联后总电阻变小，总电流变大，大于10.0mA，流过的真实电流大于6mA，故计算得出的电流表G内阻的测量值较其真实值偏小。 （2）[1][2]根据电路关系可得 代入数据整理得 根据图丙知，斜率为 纵轴截距为 联立解得， 19．测量电源的内阻，可供使用的器材如下： A．待测电源E（内阻约为10 Ω） B．电源（电动势略大于待测电源的电动势E） C．灵敏电流计G（量程30 μA） D．电阻箱（0~99999.9 Ω） E.电阻箱（0~99.99 Ω） F.定值电阻 G.均匀金属电阻丝及滑动触头 H.开关、导线若干 (1)实验时采用图甲所示电路，闭合开关，将滑片P与金属电阻丝试触，根据灵敏电流计G指针偏转方向调整P的位置，并 （填“增大”或“减小”）电阻箱R1的阻值，反复调节，直到G表指针不发生偏转，此时金属电阻丝左端接线柱A与滑片P间的电势差 （填“大于”“小于”或“等于”）待测电源E的路端电压。 (2)改变的阻值，用（1）中的方法调节到G表指针不发生偏转，用刻度尺测量滑片P到接线柱A间的距离，记下此时电阻箱的阻值，多次重复上述步骤，根据测得的数据，作出电阻箱的阻值R与对应A、P间距离L的关系图像如图乙所示，测得图线的斜率为k，图线在纵轴上的截距为b，则待测电源E的内阻测量值为 。 (3)实验中，电阻箱应选用 （填序号“D”或“E”）。 (4)请写出由金属电阻丝引起误差的一个原因： 。 【答案】(1) 减小 等于 (2) (3)E (4)通电后温度变化使金属电阻丝电阻变化 【详解】（1）[1][2]为了保护G表，闭合开关前电阻箱R1应调至最大，闭合开关后减小R1，当G表指针不发生偏转时，说明等于被测电源的路端电压。 （2）调节后路端电压改变，与AP长度成正比，设 由闭合电路欧姆定律得 变形得 可得图线的纵截距 斜率 联立解得。 （3）因为电源内阻不大，要使路端电压有明显变化，要求电阻箱的调节范围更便于测量，故电阻箱应选用E。 （4）为使与AP长度成正比，金属电阻丝必须保持电阻均匀，通电后温度变化使金属电阻丝电阻变化，金属电阻丝粗细不均匀或长度测量存在读数误差等都会引起误差。 20．某同学在实验室中找到了一块库存的蓄电池，简单测试发现其内阻较大，该同学设计了如图所示的电路来测量它的电动势和内阻，具体步骤如下： a.按电路图接好电路，把电阻箱、的阻值调到最大； b.闭合开关，反复调节电阻箱、的阻值，当电流表、和电压表、的示数都合适且微安表读数为0，记录此时、示数之和为，、示数之和为； c.重复上一次的操作，记录、示数之和为，、示数之和为； d.由以上数据计算得到电池的电动势和内电阻。 (1)该实验中应选择__________（选填“A”或“B”）的微安表。 A．零刻度在表盘左端，且能准确读出电流大小 B．零刻度在表盘中央，无需准确读出电流大小 (2)若电流表量程为1mA，内阻约为200Ω，电流表量程为3mA，内阻约为50Ω，电压表量程为15V，内阻约为5000Ω，待测电源的电动势约为15V，为了减小实验误差，电压表应选择__________（选填“A”或“B”）的电压表。 A．量程为6V，内阻约为6000Ω B．量程为30V，内阻约为10000Ω (3)若实验测得mA，V，mA，V，则电池的电动势 V，内阻 Ω。（结果均保留到小数点后1位） (4)若不考虑偶然误差，则该实验测量的电动势 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 (5)某次实验中微安表示数为零，若此时增大电阻箱的阻值，则图中连接微安表的导线中会有方向向 （选填“上”或“下”）的电流。 【答案】(1)B (2)A (3) 14.7 3333.3 (4)等于 (5)下 【详解】（1）实验中是通过调节电阻箱使微安表示数为 0，利用的是电桥平衡原理，只需判断微安表指针是否指零，无需准确读出电流大小，所以应选零刻度在表盘中央的微安表 。 故选B。 （2）待测电源电动势约为15V，电压表量程为 15V 。为减小误差，与的示数之和应大于电源电动势，30V量程太大，误差较大，6V 量程较为合适。 故选A。 （3）由图电路可知，路端电压为两电压表示数之和，流过电源的电流为两电流表示数之和，由闭合电路欧姆定律可得 代入题中数据，解得 （4）该实验原理是基于闭合电路欧姆定律，在没有偶然误差情况下，只要电路连接和测量方法正确，不存在系统误差，测量值等于真实值。 （5）微安表示数为零，说明电桥平衡。增大电阻箱R1阻值，其两端电压增大，为使电桥重新平衡，需增大与R1相对的桥臂电压，即微安表与电源负极间电势差要增大，所以连接微安表的导线中会有方向向下的电流 。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$