实验：电池电动势和内阻的测量 同步练习— 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.docx

实验：电池电动势和内阻的测量1. 在测量一节干电池的电动势E和内阻r的实验中，设计了如图甲所示的实验电路 (1)根据图甲实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接(2)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P移至_ (选填“a”或“b”)端(3)合上开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象，如图丙所示，两直线与纵轴的截距分别为UA、UB，与横轴的截距分别为IA、IB.S2接1位置时，作出的UI图线是图丙中的_(选填“A”或“B”)线；S2接1位置时，测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差，原因是_表(选填“电压”或“电流”)的示数偏_(选填“大”或“小”)2. 小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻 (1)图中电流表的示数为_A.(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：U(V)1.451.361.271.161.06I(A)0.120.200.280.360.44请根据表中的数据，在坐标纸上作出UI图线由图线求得：电动势E_V；内阻r_.(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_3.老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻，所给的实验器材有：待测电源E，定值电阻R1(阻值未知)，电压表V(量程为3.0 V，内阻很大)，电阻箱R(099.99 )，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干 某同学连接了一个如图甲所示的电路，他接下来的操作是：a拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图乙所示的位置后，将S2接到A，闭合S1，记录下对应的电压表示数为2.20 V，然后断开S1；b保持电阻箱示数不变，将S2切换到B，闭合S1，记录此时电压表的读数(电压表的示数如图丙所示)，然后断开S1.(1)请你解答下列问题：图乙所示电阻箱的读数为_，图丙所示的电压表读数为_V由此可算出定值电阻R1的阻值为_.(计算结果取3位有效数字)(2)在完成上述操作后，该同学继续以下的操作：将S2切换到A，多次调节电阻箱，闭合S1，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图丁所示的1U-1R图像由此可求得该电池组的电动势E及内阻r，其中E_V，电源内阻r_.(计算结果保留3位有效数字)4.某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A，V为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0 的定值电阻 (1)已知灵敏电流计G的满偏电流Ig100 A、内阻rg2.0 k，若要改装后的电流表满偏电流为200 mA，应并联一只_ (保留一位小数)的定值电阻R1.(2)根据上图，用笔画线代替导线将下图连接成完整电路(3)某次实验的数据如下表所示：该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻r_ (保留两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是_测量次数12345678电压表V读数U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改装表A读数I/mA20406080100120140160 (4)该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是_(填字母选项)A电压表内阻的影响 B滑动变阻器的最大阻值偏小CR1的实际阻值比计算值偏小 DR0的实际阻值比标称值偏大5.某实验小组为了精确地测量电源的电动势和内阻时，采用了如下的装置以及操作：(1)晓宇同学利用了如图甲所示的电路完成了操作并进行了测量，在DIS系统中A为_传感器、 B为_传感器（填“电压”或“电流”），开关S闭合前，滑片P应置于_端(选填“a”或“b”)；(2)晓勇同学在利用伏安法测量电源的电动势和内阻时，由于所用的电流表的量程很小，因此通过改装他利用了如图乙所示的电路完成了本次测量，其中R1=3、R2=6、滑动变阻器的最大阻值为20、假设两块电表均为理想的。晓勇通过多次测量后描绘出了相对应的伏安特性曲线，则由图线可知该电源的电动势和内阻分别为_V、_。6.在做测量一只蓄电池(电动势约为2.2 V，内阻很小)的电动势和内阻的实验时，备有下列器材供选用：A定值电阻(阻值已知为R11，额定功率约5W)B定值电阻(阻值已知为R210，额定功率约10W)C直流电流表(量程00.6A3A，内阻不能忽略)D直流电压表(量程03V15V，内阻较大)E滑动变阻器(阻值范围010)F滑动变阻器(阻值范围01000)G电键H导线若干(1)为防止电源短路，用作保护电阻的定值电阻选用_(填“A”或“B”)；滑动变阻器选用_(填“E”或“F”)(2)某同学将选定的器材在实物图上连线完成了实验电路，闭合电键后无论怎样移动滑片P，发现电压表示数约为2.2 V不变，电流表的示数几乎为零，若电路中只有一处故障，则电路故障可能是下述中的_ _Ab、c间断路 Ba、b间某点电阻丝断路 CP与电阻丝未接通 D保护电阻断路(3)排除故障后，某小组讨论发现图中有一条导线连接错误，请在错误导线上画上“”，并画出正确接线(4)改正错误后按正确操作完成实验，根据实验记录，将测量数据描点如下图，请在图上作出相应图象则待测蓄电池的电动势E为_V，内阻r为_.(结果均保留三位有效数字)7.某实验小组在“测定电源电动势和内电阻”实验中，选用了如下器材：待测电源1个，开关2个，电阻箱1个，电流表1个，不同规格的电压表V1和V2各1个，导线若干。实验方法如下：a按图甲所示的电路，将V1接入电路，闭合S，记下V1的示数U1；b再按图乙所示的电路，将V1和V2串联接入电路，闭合S，分别记下此时V1和V2的示数U1 和U2。 （1）计算电源电动势的表达式为_。（用U1、U1 和U2表示）（2）若已知V1的内阻为RV1，则计算电源内阻的表达式为_。（用U1、U1、U2和RV1表示）（3）为了计算电源的内阻值，该小组还需测出V1的内阻RV1，他们设计如图丙所示的测量电路。测量方法如下： 断开S1，合上S2，记下电流表的示数为I； 断开S2，合上S1，调节电阻箱，使得 ，此时电阻箱的读数为R1，则RV1=_。关于该小组所采用的测量方法中，下列说法正确的是_ A. 该测量方法也可以选用规格相同的V1和V2进行测量B. 该测量方法只能选用规格不相同的V1和V2进行测量C. 该测量方法只要电压表的读数准确，电动势的测量值就准确D. 该测量方法存在的主要误差来源是V1和V2存在一定阻值的内阻8用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线，A.电压表V1（量程6V、内阻很大） B.电压表V2（量程 4V、内阻很大）C.电流表A（量程 3A、内阻很小） D.滑动变阻器R（最大阻值 10、额定电流 4A）E.小灯泡（2A、7W） F.电池组（电动势 E、内阻 r） G.开关一只，导线若干实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小（1）请将设计的实验电路图在图甲中补充完整（2）每一次操作后，同时记录电流表 A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I，U1）,（I，U2）,标到UI坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E= V、内阻r= （结果保留两位有效数字）（3）在UI坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为 ，电池组的效率为 （结果保留两位有效数字）9.某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势（电动势E大约在9 V左右，内阻r约为50)已知该电池允许输出的最大电流为150mA该同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为2 k，R为电阻箱，阻值范围09999，R0是定值电阻，阻值为20，起保护电路的作用（1）在图甲的实物图中，已正确地连接了部分电路，请完成余下电路的连接。(2)该同学完成电路的连接后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转如图乙所示，其读数为_V .(3)改变电阻箱的阻值，取得多组数据，作出如图丙所示的图线，则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E =_V，内阻r =_ .（结果保留两位有效数字）（4）用该电路测电动势与内阻，测量值和真实值的关系E测_ E真， r测_ r真（填“大于”、“小于”、“等于”）.10.现有两个电流表，电流表A1是准确完好的，电流表A2的满偏电流为0.6A，但其它示数标注的模糊不清无法读数，某同学利用这两个电流表和一个电阻箱，测量某待测电阻的阻值设计了如下电路。 (1)请根据电路图，完成实物图的连接，并说明闭合开关前，滑片应滑到滑动变阻器的哪一端_（填“a”或“b”） (2)该同学连接好电路图后，进行了以下操作第一步：调整电阻箱电阻，使电流表A2满偏，并记录下电阻箱的阻值和电流表A1的示数；第二步：调整滑动变阻器滑片位置，重复第一步操作。第三步：多次重复第二步操作第四步：利用实验数据作出R-I图线如图所示。则待测电阻Rx=_，电流表A2的内阻为_11.某个同学设计了一个电路，既能测量电池组的电动势E和内阻r，又能同时测量未知电阻Rx的阻值。器材如下： A电池组（四节干电池） B待测电阻Rx（约l0） C电压表V1（量程3V内阻很大） D电压表V2（量程6V、内阻很大） E电阻箱R（最大阻值99. 9） F开关一只，导线若干 实验步骤如下：(1)将实验器材连接成如图(a)所示的电路，闭合开关，调节电阻箱的阻值，先让电压表V1接近满偏，逐渐增加电阻箱的阻值，并分别读出两只电压表的读数。(2)根据记录的电压表V1的读数U1和电压表V2的读数U2,以U2U1为纵坐标，以对应的电阻箱的阻值R为横坐标，得到的实验结果如图(b)所示。由图可求得待测电阻Rx=_ （保留两位有效数字）。 (3)图(c)分别是以两电压表的读数为纵坐标，以两电压表读数之差与电阻箱阻值的比值U2U1R为横坐标得到结果。由图可求得电池组的电动势E= V，内阻r= ；两图线的交点的横坐标为 A，纵坐标为 V。（结果均保留两位有效数字）12.用伏安法测量一电池的内阻。已知该待测电池的电动势E约为9V，内阻约数十欧，允许输出的最大电流为50mA。可选用的实验器材有：电压表V1（量程5V）；电压表V2（量程10V）；电流表A1（量程50mA）；电流表A2（量程100mA）；滑动变阻器R（最大阻值300）；定值电阻R1（阻值为200，额定功率为 18 W）；定值电阻R2（阻值为200，额定功率为1W）；开关S；导线若干。测量数据如坐标纸上U-I图线所示。（1）在答题卡相应的虚线方框内画出合理的电路原理图，并标明所选器材的符号。（2）在设计的电路中，选择定值电阻的根据是_。（3）由U-I图线求得待测电池的内阻为_.（4）在你设计的实验电路中，产生系统误差的主要原因是_。13.把较粗的铜丝和铁丝相隔约几毫米插入苹果中就制成了一个水果电池.水果电池的电动势较小(约为1V),而内阻较大(约为300).用下列提供的器材设计电路实现准确测量电动势E和内阻r.A. 苹果一个B. 较粗的铜丝和铁丝各一根C. 电流表A1(量程3.0mA,内阻约100)D. 电流表A2(量程1.0mA,内阻r2=300)E. 定值电阻R0(阻值为R0=600)F. 滑动变阻器R(0500)G.开关、导线若干(1)根据上述的器材设计测量电动势E和内阻r的实验电路如图甲所示,请根据图甲在图乙中进行实物连线.(2)实验中测量出多组数据,电流表A1的示数记为I1,电流表A2的示数记为I2,画出I1随I2变化的图象如图丙所示,根据图象可得,该水果电池的电动势E=_V,内阻r=_.(3)要内阻减小,可采取_A. 铜丝和铁丝距离近一些B.铜丝和铁丝插入深一些C.铜丝和铁丝更细一些14.测定电流表内电阻的实验中备有下列器材:A.待测电流表G(量程010mA)B.标准电流表A(量程015mA,内阻忽略)C.电阻箱R(0999)D.滑动变阻器R1 (总电阻约200,额定电流2.0A)E.滑动变阻器R2 (总电阻约1000,额定电流2.0A)F.电源E1 (电动势约为8V,内阻忽略)G.电源E2 (电动势约为25V,内阻忽略)H.电键及导线若干采用如图所示的电路测定电流表G的内阻rg(1)以上备用的器材中,滑动变阻器R应选用_、电源应该选择_(填仪器前面字母)(2)依照电路原理图将实物连接成实验线路,开始时两电键均断开。 (3)请完成下列主要实验步骤:将R阻值调至最大，闭合电键S1,调节滑动变阻器R的阻值,使电流表G达到满刻度并记录电流表A的数值闭合S2,同时调节滑动变阻器、变阻箱的阻值使电流表A数值保持不变，电流表G的读数达到半偏。读出R的读数(如下图电阻箱所示)则电流表内阻rg=_ ,这种方法测出的电流表的内阻rg比它的真实值_(选填”偏大”、“偏小”或“相等”)15.(1)某同学根据如图右所示的装置测量某电源的电动势和内阻，两次实验测得电压表的读数为U1时电阻箱的读数为R1；当电压表的读数为U2时电阻箱的读数为R2,则电源的电动势E=_ (2)为减小电压表读数带来的实验误差，该同学结合实验室的器材对原电路稍作了改进，如下图，请根据电路图将下列器材连接成电路闭合电键后，调节电阻箱接入电路的阻值.得到多组电阻箱接入电路的阻值R和对应的电压表的示数U,为了比较准确地得出实验结论.该同学准备用直线图象来处理实验数据，根据测得的多组电阻箱的阻值R和记录的对应电压表的读数U,作出1U1R图象如下图所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为 -0.2-1和0.5V-1，定值电阻的阻值R0=4.5.则可得该电源的电动势为_,内阻为 _16.某同学要准确测量一节干电池的电动势和内阻。现有实验器材如下:A.待测干电池(电动势约为1.5V,内阻约为1)B.电流表A (量程0- 0.6A,内阻为1 )C.电阻箱R (最大阻值9999.9 )D.定值电阻R0=1E.开关，导线若干(1)该同学想改装一个大量程的电流表，他需要把电流表A和定值电阻R0_(填“并联”或“串联”)。(2)使用改装好的电流表 (表盘未改动)和其他实验器材，设计实验电路，并把电路原理图画在图甲虚线框内。(3)该同学在图乙的坐标系中根据实验记录的数据进行了描点(I表示电流表A的示数)，根据图像，求得电源电动势为_ V.内阻为_.17.某同学要测量一节干电池的电动势和内阻,现有如下器材A.待测的干电池-节;B.电流计G(量程1mA,内阻R=100);C.电流表A(量程0.6A,内阻不计) ;D.滑动变阻器R1 (010) ;E.电阻箱R(09999);F.开关和若干导线(1)该同学想用一个电流计和电阻箱改装成量程为3V的电压表，并设计了下面的电路图测量电池的电动势和内阻,则该同学设计的电路中电阻箱应接入电阻值为_(2)请按电路图连接右边的实物图(3)该同学调节滑动变阻器的阻值,读出电流计G的示数为I1 ,电流表A的示数为I ;改变滑动触片位置,再次读数，电流计G的示数为I2,电流表A的示数为I, 已知I1 、I远大于I1、I2，若把电流计内阻Rg和电阻箱接入电阻R0当作已知量，则电池的电动势可表示为E=_ 电池的内阻可表示为r=_(4)有一-位同学找来一电动势约为4V的电源和一量程为3V的标准电压表V改装成的3V电压表V进行逐格校对,原有实验器材可用，请在虚线框中画出你设计的实验电路图。