内容正文:
专题08 实验:测量电源的电动势和内阻
1.(2026·广西·高考)用如图甲所示的电路测量电源电动势和内阻,定值电阻阻值为,电压表可视为理想电表。操作步骤:1.只闭合时,电压表读数为1.44V;2.再闭合,电压表读数如图乙所示。
(1)电路电源电动势__________;
(2)图乙中电压表读数为__________;
(3)电源内阻__________(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)1.44 (2)1.20 (3)
【解析】(1)只闭合S1,理想电压表所在支路相当于断路,电压表示数为电源电动势,则电源电动势
(2)由题图乙可知,电压表的分度值为0.1V,电压表读数为1.20V。
(3)S1、S2均闭合时,由闭合电路欧姆定律得
代入数据解得
2.(2026·云南·高考)某同学购买的蓝牙耳机电池上标有“”字样,为了测量该电池电动势和实际容量,该同学进行了如下实验:
(1)测量电池的电动势,可供选择的器材如下:
待测电池E、电流表(,内阻较小)、电流表(,内阻较小)、电阻箱、开关S和导线若干。
完成下列填空:
①该电池允许的最大放电电流为,电流表应选_____________(填“”或“”);
②请根据上述器材设计实验电路,并在答题卡上指定位置补全电路图;___________
③按照②中正确电路图连接电路,闭合开关S,记录电流表示数I及电阻箱阻值;断开开关S,改变。重复以上步骤,得到和的关系如图(a)所示,由图可得电池电动势_____________V(结果保留2位有效数字)。
(2)该同学设计出测量电池容量的电路,如图(b)甲所示。完成下列填空:
①电路连接完毕,闭合开关S,每隔一段时间记录电压表、电流表的示数U和I,得到U和I随时间t变化的图像分别如图(b)乙、丙所示;
②由图(b)乙、丙可知,随着电池持续放电,输出电压和电流均持续减小。当时,电池输出电压为_____________V,随后电池输出电压和电流开始迅速衰减,电池无法正常工作。电池处于正常工作状态可以放出的总电量称为实际容量,由测量结果可估算出该电池的实际容量为_____________(以上结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1)A2 4.0 (2)3.6 73
【解析】(1)①由于电池允许的最大放电电流为80mA,为了减小测量误差应该选择电流表A2;
②根据上述器材,因为只有电流表和电阻箱,故采用安阻法测量,实验电路如图所示
③根据闭合电路欧姆定律可知
变形可得,所以在图像中图线的斜率即为,所以根据图像有
即E=4.0V
(2)[1][2]根据图(b)乙可知在120min时,电池输出电压约为3.6V,120min时的输出电流约为34mA,此后不能正常工作;其中120min=2h;
根据i—t图像围成的面积表示电量,对i-t图线做近似处理如图可知
3.(2025·浙江·高考)在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中,
(1)为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是___________(选填“甲”或“乙”);
(2)通过调节滑动变阻器,测得多组U、I数据,记录于下表。试在答题纸上的方格纸中建立合适的标度,描点并作出图像___________,由此求得电动势___________V,内阻___________。(结果均保留到小数点后两位)
次数
1
2
3
4
5
U/V
1.35
1.30
1.25
1.20
1.15
I/A
0.14
0.22
0.30
0.37
0.45
【答案】(1)甲 (2) 1.44/1.45/1.43 0.65/0.66/0.64
【解析】(1)因乙电路中电流表内阻对电源内阻的测量影响较大,则为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是甲;
(2)根据实验数据做出电源的U-I图像如图
[1][2]由结合图像可知
内阻
4.(2025·湖北·高考)某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路,将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接,闭合开关S,逐次改变电阻箱的阻值R,用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题:
(1)R0在电路中起______(填“保护”或“分流”)作用。
(2)与E、r、R、R0的关系式为______。
(3)根据记录数据作出图像,如图(b)所示。已知R0=9.0Ω,可得E=______V(保留三位有效数字),r=______Ω(保留两位有效数字)
(4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果______(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)保护 (2) (3)1.47 1.3 (4)有
【解析】(1)R0与电阻箱串联,可知,R0在电路中起保护作用。
(2)根据闭合电路欧姆定律
化简可得
(3)[1][2]结合上述有
结合图(b)有,
解得,
(4)当电流传感器有内阻时,所测的电源内阻
导致电源内阻测量值偏大,即电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果有影响。
5.(2025·海南·高考)某小组测量电动势和内阻,可供使用的器材有:
电源(电动势约为3V,内阻未知)
电压表(量程0~3V,内阻RV约为3kΩ)
电流表(量程0~0.6A,内阻RA约为1Ω)
定值电阻
滑动变阻器(最大阻值)
滑动变阻器(最大阻值)
开关S
导线若干
该小组设计了如图(a)的实验电路:
回答下列问题:
(1)为了测量精确,滑动变阻器应选择_____(选填“”或“”)。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,记录电压表示数U和对应的电流表示数I如下表,根据表格的数据在图(b)的坐标纸上补完数据点,并绘制U-I图像_____。
1.00
1.30
1.70
2.00
2.50
0.38
0.32
0.24
0.18
0.08
(3)由U-I图像可求得电源电动势测量值_____V,内阻测量值_____Ω(结果均保留三位有效数字)。
(4)考虑电压表分流引起的误差,则 _____;(选填“大于”、 “小于”或“等于”);与真实值之间的关系式为_____(用,,,表示 )。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)小于
【解析】(1)为了提高测量精度,方便调节电路,滑动变阻器选择最大阻值较小的;
(2)图像如下:
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
结合图线可得,
解得
(4)[1]将电压表和电源等效为新的电源,故此时根据图像得到的电动势和内阻为等效电源的电动势和内阻,等效电源的电动势为;故;
[2]将等效进电源的内阻中,可得等效新电源的内阻为
6.(2024·北京·高考)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)
【答案】1.0 3.3
【解析】[1][2]由闭合电路欧姆定律得,解得
结合题图2可得
,
7.(2024·甘肃·高考)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1.5V,内阻约为)、电流表(量程0.6A)、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______(保留2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和表示。则干电池电动势______(用I、r和表示)。
③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图4所示的图像。则待测干电池电动势______V(保留3位有效数字)、内阻______(保留1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
【答案】(1)1.0 1.40 1.0 (2)D
【解析】(1)[1]由图2可知,电压表读数为
电流表读数为
根据欧姆定律可得电流表内阻为
[2]由闭合电路欧姆定律可知,干电池电动势的表达式为
[3][4]根据变形为
根据图像可知,纵截距
斜率的绝对值
所以待测干电池电动势为
电源内阻为
(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。
8.(2026·重庆北碚·模拟预测)某同学用如图甲所示电路测量自制化学电池的内阻。
(1)图乙电压表量程为0~3V,此时电压表示数为________V;
(2)测出多组数据,作出图像如图丙,该电池的内阻为________Ω(结果保留2位有效数字)。
(3)该同学查阅资料:某种化学电池因为极化现象,电池内阻与电流大小成正比关系(电动势不变),则该种电池的曲线可能正确的是_______。
A. B. C. D.
【答案】(1)2.19/2.20/2.21 (2)2.5 (3)B
【解析】(1)图乙电压表量程为0~3V,最小分度0.1V,读到小数点后第二位,故此时电压表示数为2.20V;
(2)根据闭合电路欧姆定律有
变形得
可知图像斜率的绝对值为
解得
(3)由题知,电池内阻与电流大小成正比关系,设比例系数为,则内阻与电流的关系为
电源电动势为, 根据闭合电路欧姆定律有
联立可得
可知随的增大而减小,且为平方根关系,曲线向下凹;并随着电压U从0增大到E,曲线斜率绝对值逐渐增大,曲线越来越陡。
故选B。
9.(2026·山东日照·二模)某学习小组通过实验测量一节干电池的电动势和内阻。除了干电池、若干导线和开关外,实验室还提供了如下器材:
电流表A1(量程为10 mA,内阻rA=1 Ω)
电流表A2(量程为150 mA,内阻约为2 Ω)
电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)
滑动变阻器R(最大阻值为30 Ω,允许的最大电流为1 A)
(1)用电流表A1和电阻箱改装一个量程为1.5 V的电压表,电阻箱接入电路的阻值R0=______Ω。
(2)学习小组设计的部分电路如图甲所示,为尽量减小误差,电流表A2应接在______处(选填“1”或“2”)。电流表A2正确接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录多组电流表A1和A2的示数分别为I1、I2,绘制I1-I2图像如图乙所示,已知图线斜率的绝对值为k,与纵轴的截距为b,则电源的电动势E=______,内阻r=______。(用R0、rA、k、b表示)
【答案】(1)149 (2) 1
【解析】(1)用电流表A1和电阻箱改装一个量程为1.5V的电压表,需要串联一个电阻,根据电压表改装原理,则有
代入数据解得
(2)[1]电流表A2应接在1处。因为改装的电压表所测的电压为实际路端电压,读出电流表和电流表,可得干路电流为,可知路端电压和干路电流均为真实值。
[2][3]根据闭合电路欧姆定律有
变形得
结合图乙,可知纵截距为
斜率的绝对值为
联立解得,
10.)如图1所示的实验电路可以用来测量电源的电动势和内电阻,R和是两只最大阻值均为的电阻箱。电源电动势E约3V,电源内阻r约,电流表量程为0.6A,内阻为。
(1)将电阻箱的阻值调到,多次调节电阻箱R的阻值,电流表读数I也随着电阻箱R阻值的改变而改变,记录下R、I的多组数据,然后以R为横轴、以为纵轴建立平面直角坐标系,依据实验中记录的多组R、I数据在坐标系中描点,把这些点拟合为一条直线的理论依据是______(用、R、E、r、表示)。
(2)图2为拟合的图线,由图可得此图线斜率______,可以得出电动势E和内电阻r的测量值为)______V,______。(均保留2位有效数字)
(3)该实验的测量结果______(选填“有”或“无”)系统误差。
【答案】(1)
(2) 0.33/0.32/0.343.0/3.1/2.9 0.80
(3)无
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律得
整理可得
(2)[1][2][3]图线斜率
因为
解得
图线纵截距
解得
(3)因电流表内阻已知,故无系统误差。
11.)小马同学家乡盛产柑橘,寒假期间他利用柑橘制作了柑橘电池,并设计了如图甲所示的电路来测量该电池的电动势E和内阻r,以及一未知电阻的阻值,图中电压表内阻极大。实验过程如下:
(1)保持开关断开,闭合开关,改变电阻箱R的阻值,观察到电压表的读数随R的增大而________(填“增大”或“减小”)。
(2)实验中记录不同阻值对应的电压表示数,并作出对应的图线如图乙所示。已知图线的横、纵截距分别为和b,则电源电动势________,电源内阻________(用a,b表示)。
(3)闭合开关、,改变电阻箱R阻值,再次记录不同阻值对应的电压表示数。在图乙中作出对应的图线(图中未画出)。已知对应图线的纵截距为c,则电阻________(用a,b,c表示)。
【答案】(1)增大
(2)
(3)
【详解】(1)当R增大时,根据闭合电路欧姆定律可知总电流减小,内电压减小,故电压表示数增大;
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律
整理得
结合图像可知,
解得,
(3)闭合开关、,根据闭合电路欧姆定律
整理得
可得
解得
13.(2026·安徽·模拟预测)某兴趣小组准备利用下列器材测量某新型蓄电池的电动势和内阻。
A.待测蓄电池:电动势E约为6 V,内阻r约为1 Ω
B.电流表:量程为0.6 A,内阻为0.5 Ω
C.电压表:量程为3 V,内阻为2 kΩ
D.滑动变阻器R1:最大阻值20 Ω,额定电流为2 A
E.定值电阻三只:4 Ω、8 Ω和2 kΩ
F.单刀开关S、导线若干
(1)为了尽可能精确的测量蓄电池的电动势和内阻,该兴趣小组设计了如图甲所示的电路图,其中定值电阻R2选择__________(选填“4 Ω”“8 Ω”或“2 kΩ”),测量时在闭合开关S之前,变阻器滑片应调节到最__________(选填“左端”或“右端”)。
(2)该兴趣小组按正确步骤操作后,测量得到多组电压表读数U与电流表读数I,并根据测量数据做出了U-I图像,如图乙所示。由图像可知蓄电池的电动势E=__________V,内阻r=__________Ω(两空的结果均保留三位有效数字),定值电阻R0选择__________(选填“4 Ω”“8 Ω”或“2 kΩ”)。
(3)若电流表内阻未知,从系统误差的角度分析,由该实验得到的电动势测量值与真实值之间的关系是__________(选填“<”“=”或“>”)。
【答案】(1) 2 kΩ 左端
(2) 5.90 1.08 4 Ω
(3)=
【详解】(1)[1]为了尽可能精确的测量蓄电池的电动势和内阻,则电压的测量范围应尽可能大,由题意可知,电源电动势为6V,所以电压表串联后,改装而成的电压表的最大量程应为6V,根据
解得
[2]为了保护电路,测量时在闭合开关S之前,滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值,即变阻器滑片应调节到最左端。
(2)[3]为减小实验误差,定值电阻应选择与电源内阻相差较小的;
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
则图线的纵截距为
解得
斜率的绝对值为
解得
(3)若电流表内阻未知,根据可知,由图线的纵截距仍可求出电动势的准确值。所以由该实验得到的电动势测量值与真实值之间的关系是。
14.(2026·贵州·模拟预测)为测量水果电池的电动势和内阻,两个实验小组进行了实验。所用器材有:电流表A、电压表V、电阻箱、开关及导线若干。完成下列填空:
(1)两实验小组用铜片、锌片和某种水果共同制成一个水果电池。
(2)小组一设计了如图(a)所示的电路,测量该水果电池的电动势和内阻。
①开关闭合前,将电阻箱的阻值调到________(填“0”或“最大值”)。闭合开关,多次调节电阻箱的阻值,并记录其阻值R及电流表的相应示数I。
②根据I和R计算出电压U,作出图像,得到电动势E为0.80V,内阻r为3448Ω。
(3)小组二设计了如图(b)所示的电路,测量该水果电池的电动势和内阻。
①在保证器材安全的前提下,多次调节电阻箱的阻值,并记录其阻值R及电压表的相应示数。
②根据和R计算出电流,作出图像,如图(c)所示。由图(c)可得电动势________V(保留两位有效数字),内阻________Ω(保留整数)。
(4)两个小组完成实验后,交流讨论发现测得的该水果电池的电动势及内阻差异较大。用和分别表示电流表、电压表内阻,表示水果电池内阻的真实值。根据实验相对误差,从实验原理角度分析,小组一测内阻的相对误差________(用、表示),小组二测内阻的相对误差________(用、表示),采用类似方法分析电动势的相对误差。可查电流表和电压表内阻值,进而确定两个小组中较合理方案。
【答案】 最大值 0.42/0.41/0.43 1282(1224~1323均可得分)
【详解】[1]为了保护电路,开关闭合前,应将电阻箱的阻值调到最大值。
[2][3]对于图(b),根据闭合电路欧姆定律有
从图(c)中选取两组、数据,分别为,和,
将这两组数据分别代入组成方程组并求解得,
[4]设电动势的真实值为,对于图(a),若将电流表看成理想电表,有
即
若不将电流表看成理想电表,有
即
对应项系数相等得
则
[5]对于图(b),若将电压表看成理想电表,有
即
若不将电压表看成理想电表,有
整理得
对应项系数相等得
则
15.某实验小组尝试探索一个苹果电池的电动势和内阻的特点。探索过程用到了如下器材:铜片、锌片、开关S、数字式多用电表、微安表、滑动变阻器()、刻度尺、记号笔等。
①在铜片和锌片上用记号笔每标记1个刻度,将滑动变阻器阻值调至最大,数字式多用电表选择量程。
②把铜片和锌片分别插入苹果中,深度均为,相隔。铜片和锌片在苹果内部不触碰。
③按图式的方式连接电路图,闭合开关,缓慢调节滑动变阻器,使微安表读数为,记录此时的电流和电压数值,随即断开开关。
④重新闭合开关,缓慢调节滑动变阻器,使微安表读数分别为、、、,记录相应的电流和电压数值,每次数据记录后都迅速断开开关。
⑤保持两金属片距离不变,增大插入深度,重复步骤③④。
⑥增大两金属片距离至,重复步骤③④⑤。
请回答下列问题:
(1)当、时,实验小组测得2组电压和电流的数据如表所示。请根据这2组数据计算此时苹果电池的电动势________V,内阻________。(结果均保留2位有效数字)
U/V
0.615
0.310
I/μA
30
50
(2)当、时,实验小组记录了和情况下的两个电压值,。由于疏忽,没有填入对应的表格,则对应的电压值为________V(填“0.521”或“0.055”)。
(3)由(2)可知:电极插入深度对电压的影响很大,关于其原因,小组成员提出了不同看法,你认为合理的是________。
A.越大,电池的内阻越小,根据,越大
B.越大,电池的内阻越大,根据,越大
【答案】(1) 1.1 15
(2)0.521
(3)A
【详解】(1)[1][2]根据闭合电路欧姆定律
代入两组数据得,
联立解得,
(2)由电阻定律
可知越大,越小。电极插入深度越大,电极和苹果电解质的接触面积越大,电池内阻越小。 题目中电流保持不变,根据路端电压公式
可知越小,越大,因此深度更大的对应更大的电压。
(3)由上述推导可知越大,电池内阻越小,不变时,根据
可知电池内阻越小,越大,因此A说法合理。
故选A。
16.(2026·河北·一模)某同学要测量两节干电池串联组成的电池组的电动势和内阻(约为2Ω),设计了如图甲所示的电路。图中电压表的量程为3V,电流表量程为0.6A、内阻约为1Ω,滑动变阻器的最大阻值为15Ω,R0为未知的定值电阻。
(1)将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大,闭合开关S1、开关S2合向2,调节滑动变阻器,使滑动变阻器接入电路的电阻逐渐减小,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电流表的指针指在0.5A左右,则R0的阻值约为 。
A.1Ω B.3Ω C.5Ω D.7Ω
(2)若在(1)中,R0阻值已知,当滑动变阻器接入电路的电阻调为零时,记录电压表和电流表的示数分别为U0、I0,则电流表的内阻RA=__________(用U0、I0、R0表示)。
(3)将开关S2合向1,多次调节滑动变阻器的滑片位置,记录每次调节后电压表和电流表的示数U、I,某次电流表的指针指在如图乙所示的位置,这时电路中电流为__________A;若RA已知,根据记录的多组U、I,作U-I图像,得到图像的斜率大小为k,图像与纵轴的截距为b,则电池的电动势E=__________,电池的内阻r=__________。(后两空用b、k、RA表示)
【答案】(1)B (2) (3) 0.30 b
【解析】(1)根据闭合电路的欧姆定律有
代入数据解得
故选B。
(2)根据
解得
(3)[1]由图乙,可知电流表的示数为0.30A;
[2][3]根据闭合电路的欧姆定律
可得
根据题意,可得,
解得
2 / 2
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专题08 实验:测量电源的电动势和内阻
1.(2026·广西·高考)用如图甲所示的电路测量电源电动势和内阻,定值电阻阻值为,电压表可视为理想电表。操作步骤:1.只闭合时,电压表读数为1.44V;2.再闭合,电压表读数如图乙所示。
(1)电路电源电动势__________;
(2)图乙中电压表读数为__________;
(3)电源内阻__________(结果保留两位有效数字)。
2.(2026·云南·高考)某同学购买的蓝牙耳机电池上标有“”字样,为了测量该电池电动势和实际容量,该同学进行了如下实验:
(1)测量电池的电动势,可供选择的器材如下:
待测电池E、电流表(,内阻较小)、电流表(,内阻较小)、电阻箱、开关S和导线若干。
完成下列填空:
①该电池允许的最大放电电流为,电流表应选_____________(填“”或“”);
②请根据上述器材设计实验电路,并在答题卡上指定位置补全电路图;___________
③按照②中正确电路图连接电路,闭合开关S,记录电流表示数I及电阻箱阻值;断开开关S,改变。重复以上步骤,得到和的关系如图(a)所示,由图可得电池电动势_____________V(结果保留2位有效数字)。
(2)该同学设计出测量电池容量的电路,如图(b)甲所示。完成下列填空:
①电路连接完毕,闭合开关S,每隔一段时间记录电压表、电流表的示数U和I,得到U和I随时间t变化的图像分别如图(b)乙、丙所示;
②由图(b)乙、丙可知,随着电池持续放电,输出电压和电流均持续减小。当时,电池输出电压为_____________V,随后电池输出电压和电流开始迅速衰减,电池无法正常工作。电池处于正常工作状态可以放出的总电量称为实际容量,由测量结果可估算出该电池的实际容量为_____________(以上结果均保留2位有效数字)。
3.(2025·浙江·高考)在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中,
(1)为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是___________(选填“甲”或“乙”);
(2)通过调节滑动变阻器,测得多组U、I数据,记录于下表。试在答题纸上的方格纸中建立合适的标度,描点并作出图像___________,由此求得电动势___________V,内阻___________。(结果均保留到小数点后两位)
次数
1
2
3
4
5
U/V
1.35
1.30
1.25
1.20
1.15
I/A
0.14
0.22
0.30
0.37
0.45
4.(2025·湖北·高考)某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路,将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接,闭合开关S,逐次改变电阻箱的阻值R,用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题:
(1)R0在电路中起______(填“保护”或“分流”)作用。
(2)与E、r、R、R0的关系式为______。
(3)根据记录数据作出图像,如图(b)所示。已知R0=9.0Ω,可得E=______V(保留三位有效数字),r=______Ω(保留两位有效数字)
(4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果______(填“有”或“无”)影响。
5.(2025·海南·高考)某小组测量电动势和内阻,可供使用的器材有:
电源(电动势约为3V,内阻未知)
电压表(量程0~3V,内阻RV约为3kΩ)
电流表(量程0~0.6A,内阻RA约为1Ω)
定值电阻
滑动变阻器(最大阻值)
滑动变阻器(最大阻值)
开关S
导线若干
该小组设计了如图(a)的实验电路:
回答下列问题:
(1)为了测量精确,滑动变阻器应选择_____(选填“”或“”)。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,记录电压表示数U和对应的电流表示数I如下表,根据表格的数据在图(b)的坐标纸上补完数据点,并绘制U-I图像_____。
1.00
1.30
1.70
2.00
2.50
0.38
0.32
0.24
0.18
0.08
(3)由U-I图像可求得电源电动势测量值_____V,内阻测量值_____Ω(结果均保留三位有效数字)。
(4)考虑电压表分流引起的误差,则 _____;(选填“大于”、 “小于”或“等于”);与真实值之间的关系式为_____(用,,,表示 )。
6.(2024·北京·高考)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)
7.(2024·甘肃·高考)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1.5V,内阻约为)、电流表(量程0.6A)、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______(保留2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和表示。则干电池电动势______(用I、r和表示)。
③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图4所示的图像。则待测干电池电动势______V(保留3位有效数字)、内阻______(保留1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
8.(2026·重庆北碚·模拟预测)某同学用如图甲所示电路测量自制化学电池的内阻。
(1)图乙电压表量程为0~3V,此时电压表示数为________V;
(2)测出多组数据,作出图像如图丙,该电池的内阻为________Ω(结果保留2位有效数字)。
(3)该同学查阅资料:某种化学电池因为极化现象,电池内阻与电流大小成正比关系(电动势不变),则该种电池的曲线可能正确的是_______。
A. B. C. D.
9.(2026·山东日照·二模)某学习小组通过实验测量一节干电池的电动势和内阻。除了干电池、若干导线和开关外,实验室还提供了如下器材:
电流表A1(量程为10 mA,内阻rA=1 Ω)
电流表A2(量程为150 mA,内阻约为2 Ω)
电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)
滑动变阻器R(最大阻值为30 Ω,允许的最大电流为1 A)
(1)用电流表A1和电阻箱改装一个量程为1.5 V的电压表,电阻箱接入电路的阻值R0=______Ω。
(2)学习小组设计的部分电路如图甲所示,为尽量减小误差,电流表A2应接在______处(选填“1”或“2”)。电流表A2正确接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录多组电流表A1和A2的示数分别为I1、I2,绘制I1-I2图像如图乙所示,已知图线斜率的绝对值为k,与纵轴的截距为b,则电源的电动势E=______,内阻r=______。(用R0、rA、k、b表示)
10.)如图1所示的实验电路可以用来测量电源的电动势和内电阻,R和是两只最大阻值均为的电阻箱。电源电动势E约3V,电源内阻r约,电流表量程为0.6A,内阻为。
(1)将电阻箱的阻值调到,多次调节电阻箱R的阻值,电流表读数I也随着电阻箱R阻值的改变而改变,记录下R、I的多组数据,然后以R为横轴、以为纵轴建立平面直角坐标系,依据实验中记录的多组R、I数据在坐标系中描点,把这些点拟合为一条直线的理论依据是______(用、R、E、r、表示)。
(2)图2为拟合的图线,由图可得此图线斜率______,可以得出电动势E和内电阻r的测量值为)______V,______。(均保留2位有效数字)
(3)该实验的测量结果______(选填“有”或“无”)系统误差。
11.)小马同学家乡盛产柑橘,寒假期间他利用柑橘制作了柑橘电池,并设计了如图甲所示的电路来测量该电池的电动势E和内阻r,以及一未知电阻的阻值,图中电压表内阻极大。实验过程如下:
(1)保持开关断开,闭合开关,改变电阻箱R的阻值,观察到电压表的读数随R的增大而________(填“增大”或“减小”)。
(2)实验中记录不同阻值对应的电压表示数,并作出对应的图线如图乙所示。已知图线的横、纵截距分别为和b,则电源电动势________,电源内阻________(用a,b表示)。
(3)闭合开关、,改变电阻箱R阻值,再次记录不同阻值对应的电压表示数。在图乙中作出对应的图线(图中未画出)。已知对应图线的纵截距为c,则电阻________(用a,b,c表示)。
13.(2026·安徽·模拟预测)某兴趣小组准备利用下列器材测量某新型蓄电池的电动势和内阻。
A.待测蓄电池:电动势E约为6 V,内阻r约为1 Ω
B.电流表:量程为0.6 A,内阻为0.5 Ω
C.电压表:量程为3 V,内阻为2 kΩ
D.滑动变阻器R1:最大阻值20 Ω,额定电流为2 A
E.定值电阻三只:4 Ω、8 Ω和2 kΩ
F.单刀开关S、导线若干
(1)为了尽可能精确的测量蓄电池的电动势和内阻,该兴趣小组设计了如图甲所示的电路图,其中定值电阻R2选择__________(选填“4 Ω”“8 Ω”或“2 kΩ”),测量时在闭合开关S之前,变阻器滑片应调节到最__________(选填“左端”或“右端”)。
(2)该兴趣小组按正确步骤操作后,测量得到多组电压表读数U与电流表读数I,并根据测量数据做出了U-I图像,如图乙所示。由图像可知蓄电池的电动势E=__________V,内阻r=__________Ω(两空的结果均保留三位有效数字),定值电阻R0选择__________(选填“4 Ω”“8 Ω”或“2 kΩ”)。
(3)若电流表内阻未知,从系统误差的角度分析,由该实验得到的电动势测量值与真实值之间的关系是__________(选填“<”“=”或“>”)。
14.(2026·贵州·模拟预测)为测量水果电池的电动势和内阻,两个实验小组进行了实验。所用器材有:电流表A、电压表V、电阻箱、开关及导线若干。完成下列填空:
(1)两实验小组用铜片、锌片和某种水果共同制成一个水果电池。
(2)小组一设计了如图(a)所示的电路,测量该水果电池的电动势和内阻。
①开关闭合前,将电阻箱的阻值调到________(填“0”或“最大值”)。闭合开关,多次调节电阻箱的阻值,并记录其阻值R及电流表的相应示数I。
②根据I和R计算出电压U,作出图像,得到电动势E为0.80V,内阻r为3448Ω。
(3)小组二设计了如图(b)所示的电路,测量该水果电池的电动势和内阻。
①在保证器材安全的前提下,多次调节电阻箱的阻值,并记录其阻值R及电压表的相应示数。
②根据和R计算出电流,作出图像,如图(c)所示。由图(c)可得电动势________V(保留两位有效数字),内阻________Ω(保留整数)。
(4)两个小组完成实验后,交流讨论发现测得的该水果电池的电动势及内阻差异较大。用和分别表示电流表、电压表内阻,表示水果电池内阻的真实值。根据实验相对误差,从实验原理角度分析,小组一测内阻的相对误差________(用、表示),小组二测内阻的相对误差________(用、表示),采用类似方法分析电动势的相对误差。可查电流表和电压表内阻值,进而确定两个小组中较合理方案。
15.某实验小组尝试探索一个苹果电池的电动势和内阻的特点。探索过程用到了如下器材:铜片、锌片、开关S、数字式多用电表、微安表、滑动变阻器()、刻度尺、记号笔等。
①在铜片和锌片上用记号笔每标记1个刻度,将滑动变阻器阻值调至最大,数字式多用电表选择量程。
②把铜片和锌片分别插入苹果中,深度均为,相隔。铜片和锌片在苹果内部不触碰。
③按图式的方式连接电路图,闭合开关,缓慢调节滑动变阻器,使微安表读数为,记录此时的电流和电压数值,随即断开开关。
④重新闭合开关,缓慢调节滑动变阻器,使微安表读数分别为、、、,记录相应的电流和电压数值,每次数据记录后都迅速断开开关。
⑤保持两金属片距离不变,增大插入深度,重复步骤③④。
⑥增大两金属片距离至,重复步骤③④⑤。
请回答下列问题:
(1)当、时,实验小组测得2组电压和电流的数据如表所示。请根据这2组数据计算此时苹果电池的电动势________V,内阻________。(结果均保留2位有效数字)
U/V
0.615
0.310
I/μA
30
50
(2)当、时,实验小组记录了和情况下的两个电压值,。由于疏忽,没有填入对应的表格,则对应的电压值为________V(填“0.521”或“0.055”)。
(3)由(2)可知:电极插入深度对电压的影响很大,关于其原因,小组成员提出了不同看法,你认为合理的是________。
A.越大,电池的内阻越小,根据,越大
B.越大,电池的内阻越大,根据,越大
16.(2026·河北·一模)某同学要测量两节干电池串联组成的电池组的电动势和内阻(约为2Ω),设计了如图甲所示的电路。图中电压表的量程为3V,电流表量程为0.6A、内阻约为1Ω,滑动变阻器的最大阻值为15Ω,R0为未知的定值电阻。
(1)将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大,闭合开关S1、开关S2合向2,调节滑动变阻器,使滑动变阻器接入电路的电阻逐渐减小,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电流表的指针指在0.5A左右,则R0的阻值约为 。
A.1Ω B.3Ω C.5Ω D.7Ω
(2)若在(1)中,R0阻值已知,当滑动变阻器接入电路的电阻调为零时,记录电压表和电流表的示数分别为U0、I0,则电流表的内阻RA=__________(用U0、I0、R0表示)。
(3)将开关S2合向1,多次调节滑动变阻器的滑片位置,记录每次调节后电压表和电流表的示数U、I,某次电流表的指针指在如图乙所示的位置,这时电路中电流为__________A;若RA已知,根据记录的多组U、I,作U-I图像,得到图像的斜率大小为k,图像与纵轴的截距为b,则电池的电动势E=__________,电池的内阻r=__________。(后两空用b、k、RA表示)
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