2023-2024学年高二上物理09:电池电动势和内阻的测量(精练教师版).pdf
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1、2023-2024学年高二上物理专题0 9 实验:电池电动势和内阻的测量考支精稼.实 验 题(共 25小题)1.(2022秋章丘区校级月考)“求知”研究小组测量某干电池的电动势和内阻。(1)如图甲所示,该小组正准备接入最后一根导线(如图中虚线所示)。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处:(2)实验测得的电阻箱阻值H和理想电流表示数/,以及计算的;数据如表所示。R/C8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26-/A-1I6.75.95.34.53.8根据表中数据,在图乙方格纸上作出火-工关系图像,由图像可计算出该干电池的电动势为Ir (结果保留三位有效数字)
2、,内阻为 Q(结果保留两位有效数字)。2.(2022春海口月考)某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻,现在实验室提供了如下的器材:A.电流表G(量程2加/,内阻4=l()0C)B .电流表Z(量程0.6 4,内阻约为0.5C)C .滑动变阻器R(010Q 2/)D .定值电阻&=900。E.开关S 和导线若干第1页(共38页)连接实物图2(2)该同学将电流表G与电阻几串联组成电压表,此电压表的最大量程一V,利用上述实验原理图测得数据,以电流表/读数为横坐标,以路端电压U为纵坐标,绘出了如图3所示的图线,根据图线可求出电源的电动势后=V(保留2位小数),电源的内阻r=Q(保留2位小数)。(3)
3、由于电流表G的分流引起实验误差,导致电池电动势测量值一(填“偏大”“偏小”或“准确”)。3.(2022春碑林区校级月考)一同学想要测定某电源的电动势和内电阻,所使用的器材有:待测干电池一节、电流表4(量程0.6 4,内阻此小于1Q)、电流表4 (量程0.6 4,内阻未知),电阻箱4(0999.99。)、滑动变阻器&(0-1 0 0)、单刀双掷开关S、单刀单掷开关K各一个,导线若干。该同学设计了如图甲所示电路进行实验操作。(1)利用该电路测电流表力的内阻;闭合开关K,将开关S与。接通,通过调节电阻箱与和 滑 动 变 阻 器 读 取 电 表4的示数为0.20N、电流表4的示数为0.6 0 Z,电阻
4、箱园的示数为0.1 5 0,则电流表力的内阻自=Qo(保留两位有效数字)第2页(共38页)(2)测电源的电动势和内阻:断开开关K,调节电阻箱凡,将开关S接 C,记录电阻箱用的阻值和电流表/的示数;多次调节电阻箱为重新实验,并记录多组电阻箱用的阻值R和电流表/的示数/。如图乙所示是由实验数据绘出的R图象,获得图象的斜率为左,纵轴的截距为6,由此求出干电池的电动势E=、内阻厂=(均用字母k,b、&表示)。4.(2 0 2 2 春景东县月考)在测电源电动势和内阻的实验中,为了准确地测出电源电动势和内阻,某同学设计了如图甲所示的电路图。实验室提供了以下实验器材:电源E (电动势为6,内阻约为1 C)定
5、 值 电 阻 飞(阻值约为5。)电流表4 (量程3 0 m/,内阻约为0.5。)电流表5 (量程0.6 4,内阻约为1 Q)电压表C (量程W,内阻约为5 k C)电压表。(量程4,内阻约为女C)滑动变阻器尸(阻值0 1 0。)(1)电流表应选,滑动变阻器应选 o (均填器材代号)(2)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图乙所示的U /图线,由图可知电源电动势 =V,内阻厂=Q o (结果保留两位有效数字)(3)对以上实验进行了误差分析,其中正确的是 一。A.实验产生的系统误差,主要是由于电压表的分流作用B.实验产生的系统误差,主要是由于电流表的分压作用C.实验测出的电动势小于真实值第3页(
6、共38页)D.实验测出的内阻大于真实值5.(2022秋连云区校级月考)某实验小组测量一充电宝的电动势和内阻。从说明书可知该充电宝的电动势约为5 v,内阻很小,约0.1 0.3。,最大放电电流为2/。乙(1)该小组将充电宝连接线的外绝缘层剥开,找出充电宝的正极和负极,将多用电表选择开关旋到10U直流电压挡,先进行机械调零,然后红、黑表笔分别接触充电宝的正极和负极,电表刻度盘如图甲所示,该读数为V。(2)该小组想进一步精确测出该充电宝的电动势和内阻,实验室提供的器材如下:4 电压表P(量程为6,内阻约为弘O)8.电流表/(量程为3/,内阻约为0.60)C 滑动变阻器舄(最大阻值为60C)。.定值电
7、阻凡=3。一个开关及导线若干该小组设计了两种测量充电宝电动势和内阻的电路,图 乙 中 一(填“力电路”或“8 电路”)更为合理,理 由 是 一。(3)该小组通过调节滑动变阻器,测得多组/、U 数据,并在坐标纸上描点如图丙所示,请根据描出的点作出U-/图像。第4页(共38页)(4)根据U-/图像,可求得该充电宝的电动势为 V,内阻为 Qo(结果均保留两位小数)(5)根据误差分析,该充电宝的电动势的测量值比真实值(填“偏小”或“偏大”),内阻的测量值比真实值(填“偏小”或“偏大”)6.(2022秋秦淮区校级月考)在测定两节干电池的电动势和内阻的实验中,某同学用到的器材有一个电压表,一个电阻箱,一个
8、定值电阻(凡=150),一个开关S,两节干电池,若干导线,其实验原理图如图甲所示。(1)在图乙的实物图中,部分电路已正确连接,请用笔画线代替导线将余下部分电路连接好。(2)改变电阻箱的阻值R,用电压表(量程01.5Q 测 出 定 值 电 阻 两 端 的 电 压 下 列 三组电阻箱阻值R 的调节范围方案中,比较合理的方案是一。415 75cA 150 750。C.15007500Q(3)开关S 断开,调节电阻箱,读出其阻值与,开关S 闭合,读出电压表的示数q;如此反复实验,测得多组正确的数据均和。2,&和。3,使用测得的数据,在坐标纸上作出电压表示数的倒数与电阻箱的阻值R 的关系图线如图丙所示,
9、结合图线计算出两节干电池的电动势E=,内阻厂=。(结果用“、。和凡表示)(4)用这个方法测得的内阻和真实值相比。(选 填“偏大”“相等”或“偏小”)7.(2022秋沙坪坝区校级月考)某小组用如图所示电路,测量定值电阻飞的阻值、理想直流 电 源(内阻为零)的电动势E 和电流表N的内阻。实验器材有:待测直流电源E(内阻为零),待测定值电阻,待测电流表4(量程为00.6,电阻箱R(阻值范围0 99.90),第5页(共38页)开关5和 星,导线若干。(I)先测定值电阻凡的阻值。先闭合H和 5,调节电阻箱,读出其示数凡和对应的电流表示数/,然后断开$2,调节电阻箱,使电流表的示数仍为/,读出此时电阻箱的
10、示数为,则 凡 阻 值 为 一(2)通过上述操作,测得定值电阻凡=6.5。,继续测电源的电动势E和电流表内阻自。闭合,断开S z,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数/,根据记录的数据,作 出:-R图像如题图2 所示。由图像可得该电源的电动势E=V,电流表内阻&=Q。(保留两位有效数字)(3)忽略实验中的偶然误差,用以上实验方法测出的电源电动势E与其真实值相比(填“偏大”“偏小”或“相等”),电流表内阻心的测量值与其真实值相比一(填“偏大”“偏小”或“相等”)。8.(2 0 2 2 秋鼓楼区校级月考)方 案(一):小明同学利用如图甲所示的电路测量一节干电池 的 内第6页(共3
11、8页)阻丙(1)请用笔画线代替导线,在图乙中完成实验电路连接。(2)调节滑动变阻器,记录电压表和电流表的示数并在图丙中描点,请作出U-/图线,由图线求得电源的内阻厂=(结果保留两位有效数字)(3)方 案(二):小明查阅资料得到第二种测量方案,如图丁所示。斤 是辅助电源,G是灵敏电流计,连接好电路之后,正确的操作顺序是o-1 BT调节R和R,使得灵敏电流计G的示数为零读出电压表和电流表的示数q 和再次调节R和R,使得灵敏电流计G的示数为零将R和我 阻值调到最大闭合开关E、52再次读出电压表和电流表的示数4 和 八(4)正确操作的情况下,记录的数据是J =1.2 3 M,/,=0.3 0/4,t/
12、2=1.0 5 K,12=0.5 0/4 ,求得电源内阻=(结果保留两位有效数字)(5)你认为哪一种方案测量更准确?4方案一更准确;8.方案二更准确;C两种方案一样准确请说明理由一;9.(2 0 2 2 春南明区校级月考)某实验小组的同学欲测量一电动螺丝刀锂电池的电动势和内阻,步骤如下:用多用电表的电压挡直接测量电池两极间的输出电压,粗略判定电池电动势的大小;用多用电表的欧姆挡直接测量两极间的内阻,粗略判定电池内阻的大小;利用下列器材进一步精确测量该电池的电动势和内阻。4待测锂电池一块(电动势约为1 2/,内阻约为6。)5.电压表(量程1 5%,内阻为1 0 Z C)第7页(共38页)C.电
13、流 表(量程200九4,内阻为60)。.滑动变阻器与(最大阻值为50。)电阻箱与(最大阻值为99.99。)足开关、导线若干回答下列问题:(1)上述测量中不妥的是:一(填序号和原因)。(2)由于电流表量程太小,实验小组利用电流表和电阻箱改装了一个量程为0.6/的电流表(表盘刻度未改),则应将电流表与电阻箱(填“串联”或“并联”),电阻箱的阻值应调节到一。(3)为了比较精确地测量电池的电动势与内阻,请在虚线框图甲内画出实验电路图。(4)经多次测量,根据测得的实验数据,该同学作出了电压表示数U和电流表示数/的关系图线如图乙所示,则该电池的电动势E=V,内阻r=一。(结果均保留到整数)10.(2022
14、秋河源月考)物理实验研究小组为较准确地测量空调遥控器使用过后的电池组(两节干电池)的电动势和内阻,采用了如下的实验测量方式,可使用的器材有:4电流表G:测量范围为010m”,内阻为100G;8.电流表/:测量范围为00.044,内阻为1.5。;C定值电阻凡:电阻为200。;D定值电阻与:电阻为I400C;滑动变阻器R:电阻变化范围为0 20。;凡开关一个、导线若干。(1)为了把电流表G改装成合适的电压表,应选择的定值电阻为(填正确选项前的字母)。(2)将改装后的电流表G和电流表N接入电路,为了让测量更准确,应选择的电路是第8页(共38页)(填“甲”或,乙”)。(3)若选择正确的定值电阻尺和电路
15、图进行实验,得到电流表G和 N的几组数据,并根据数据绘出了 4-/的关系图像如图丙所示(4、/分别对应电流表G和/的 示 数),由此可知,干电池的电动势为 V,内阻为 C。(结果保留两位有效数字)11.(2021秋南关区校级期中)如 图1所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图,已 知 电 池 组 的 电 动 势 约 内 阻 约2 C。现提供的器材如下:A.电池组B .电压表匕(量程01 0/,内阻约10000。)C.电 压 表 右(量程03 H,内阻约30000)D .电阻箱 R(099.9C)E .定值电阻4=2 0 0F.定值电阻&=R00QG.开关和导线若干);定值电阻凡应
16、选择(选 填 E”或 F”)。(2)改变电阻箱的阻值K,记录对应电压表的读数U,作出的,图像如图2所示,图U R第9页(共38页)线与横、纵坐标轴的截距分别为-6、“,定值电阻的阻值用与表示,则可得该电池组的电动势为,内阻为(用字母表示)。(3)该实验测得的电动势与真实值相比一(选 填“偏大”“偏小”或“不变”),内阻的测量值与真实值相比一(选 填“偏大”“偏小”或“不变”)。12.(2022春船山区校级月考)小明同学尝试测量电瓶车上蓄电池的电动势和内阻,并探究滑动变阻器消耗的功率尸。(1)已知电源内阻比较小,移动滑动变阻器滑片时,为了使电压表示数变化比较明显,小明在思考后将以=7。的定值电阻
17、串入电路中,如图甲中的(选 填“N”或),解决了问题。(2)选定设计的实验电路,多次调节滑动变阻器R 阻值,读出相应的电压表和电流表示数/和/,由将测得的数据描绘出如图乙所示的U-/图像。蓄电池的内阻外=Q,滑动变阻器正消耗的最大功率为 W(结果均保留2 位有效数字)。(3)该同学分析了实验中由电表内阻引起的实验误差。图中,实线是根据本实验的数据描点作图得到的U-/图像:虚线是该电源在没有电表内阻影响的理想情况下所对应的图像。则图丙的图象可能正确的是13.(2021秋海淀区校级期末)现有两组同学测定一节干电池电动势E 和内阻(已知E 约为 1.5M,,约为 1Q)。(1)第一组采用图1所示电路
18、。第10页(共38页)为了完成该实验,选择实验器材时,在电路的a、b 两点间可接入的器件是 一。A.一个定值电阻B .电阻箱C.滑动变阻器r h_-Up-图1为了使实验结果更精确,在选择实验仪器时,首先用多用电表测量电压表的内阻大小其中电压表4 的内阻示数如图2 所示,测量时先择“xlOOO”挡,则内阻大小为 Q,为了调节方便且测量精度更高,电流表和电压表应选(选填选项前的字母)。4 电流表(0 0.6 4),电压表(0 3夕)8.电流表(00 6 4),电压表(015U)C.电流表(03 4),电压表(03K)D.电流表(0 3 4),电压表(015,)经过多次测量,他们记录了多组电流表示数
19、/和电压表示数U,并在图3 中画出了U-/图像。由图像可以得出,此干电池的电动势的测量值=V(保留三位有效数字),内阻的测量值r=。(保留两位有效数字)。第 11页(共 38页)图3(2)第二组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确,最不可选取的一组器材是一。4 一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器8.一个电压表和多个定值电阻C一个电流表和一个电阻箱D.两个电流表和一个滑动变阻器第二组在没有电压表的情况下,设计了如图4 所示的电路,完成了对同一电池的测量改变电阻箱接入电路中的电阻值,记录了多组电流表示数/和电阻箱示数A ,通 过
20、 研 究 图1像的信息,他们发现电动势的测量值与第一组的结果非常接近,但是内阻的测量值与第一组的结果有明显偏差。将上述实验重复进行了若干次,结果依然如此。关于第二组测量内阻产生的偏差及其原因,下 列 分 析 中 正 确 的 是 一(选填选项前的字母)。R图4A.第二组内阻的测量结果小于第一组的测量结果B.第二组内阻的测量结果大于第一组的测量结果C.造成这个偏差的原因是实际电流表内阻不能近似为零D.造成这个偏差的原因是实验小组读取电流表读数时眼睛没有正对表盘,使读数有时候偏大,有时候偏小第12页(共38页)14.(2022秋曹县校级月考)测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U-1图象如图所示;请
21、回答下列问题:(1)如图甲所示,在闭合开关之前为防止电表过载而移动滑动变阻器的滑动头尸,应放在滑 动 变 阻 器 一 处(填 a”或 b”)。(2)现备有以下器材:A.干电池1个B .滑动变阻器(0500)C.电压表(03,)D .电压表(015U)E .电流表(0-0.6/)F.电流表(034)其中电流表应选,电压表应选 一o (填字母代号)(3)根据原理图在实物图上把线连好;(4)如图乙是根据实验数据画出的。-/图象。由 此 可 知 这 个 干 电 池 的 电 动 势 后=V,内电阻/=Qo(计算结果均保留三位有效数字)15.(2022秋泉州月考)某兴趣小组准解测量一节干电池的内阻(约为0
22、.50),实验室提供了如下器材:A.电流表4(量程06加/,内阻为250C)B .电压表/(量程03 V,内阻约弘。)C.定值电阻与(阻值为1C)D.定值电阻&(阻值为1AQ)E .滑动变阻器&(阻值范围。15。,额定电流2Z)F .滑动变阻器&(阻值范围0 2 0 0 C,额定电流1/)G.待测干电池,开关和导线若干。第13页(共38页)根据提供的器材,设计了如图甲的实验电路图。(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将实物图乙中连线补充完整;(2)为了尽量减小误差且方便操作,图中定值电阻H 应 选 用 一(选 填“凡”或“R J);滑 动 变 阻 器 凡 应 选 用 一(选 填 R3或 凡”)
23、;(3)利用图乙实验装置测得多组实验数据,并将电流表的示数作为横坐标,电压表的示数作为纵坐标,绘制了如图丙的图线,则干电池内阻的测量值r=Q(保留两位有效数字),该测量值一(选 填“小于”或“大于”)真实值。16.(2022秋翼城县校级月考)在测电源电动势E 及内阻r 的实验中,某同学在电路中添加了一个阻值未知的保护电阻凡,本实验的器材有:待测电源E(内阻为)、保护电阻凡、电流表4、电压表X、滑动变阻器R、开关耳、单刀双掷开关和导线若干。(1)根据图甲所示的电路图把实物连线图(图乙)补充完整(只要在图中补画两条导线即(2)该同学先让邑接到a 处,调节滑动变阻器的滑片,读出几组两电表的数据并记录
24、:再让 S?接到6 处,调节滑动变阻器的滑片,读出几组数据并记录。第14页(共38页)(3)将两次记录的数据在同一个图像坐标系中描点作图,如图丙所示。由图像可得到保护电阻凡=C,被测电源的电动势E=V,内阻r=一。(保留两位有效数字)(4)由实验电路图分析可知,所测电阻&的测量值真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。1 7.(2 0 2 2 春新会区校级月考)小明同学网购了一块太阳能电池板,查阅资料得知太阳能电池板在有光照时.,可以将光能转化为电能,而在没有光照时,可以视为一个电学器件。(1)小明先根据多组数据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究太阳能电池板在没有光照时的U-/特性。所用的
25、器材包括:太阳能电池板、电源E、电流表/、电压表/、滑动变阻器R、开关S 及导线若干;为了达到上述目的,实验电路应选用图甲、乙中的图第1 5 页(共3 8 页)(填“甲”或“乙”)。(2)小明为了研究太阳能电池板的电动势和内阻跟光照强度的关系,选用的器材有电流表(2 004 5 00复)、电阻箱、开关、导线等。实验器材如图丙所示,请用笔画线代替导线将电路补充完整请在丙图作答;以白炽灯为光源,太阳能电池板距离灯分别为4 0c m 和 6 0c m 时进行测量。并用图像法研究太阳能电池板的电动势和内阻,在坐标系中描点、作图如图丁所示,”和“x ”分别表示太阳能电池板距离灯4 0丽 和 6 0c m
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