2020-2021学年3 实验：电池电动势和内阻的测量精品复习练习题

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12.3 实验：电池电动势和内阻的测量12.4 能源与可持续发展培优第一阶——基础过关练1．某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如图乙所示的图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E=____V，r=____ Ω。（结果均保留一位小数） 2．某学生用电流表和电压表测两节干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为，连接电路的实物图如图所示。（1）该学生接线中错误和不规范的做法是_______A．滑动变阻器不起变阻作用        B．电流表接线有错C．电压表量程选择不当            D．电压表接线有错（2）由于实验原理不完善，本实验所测电源电动势E跟真实值相比，E_______。（填小于号“<”或大于号“>”）3．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：A．电流表G：测量范围为，内阻为；B．电流表A：测量范围为，内阻为；C．定值电阻：电阻为；D．定值电阻：电阻为；E.滑动变阻器R：电阻变化范围为；F.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A接入电路，为了让测量更准确，应选择的电路是___________（填“甲”或“乙”）。（3）若选择正确的定值电阻R和电路图进行实验，得到电流表G和A的几组数据，并根据数据绘出了的关系图像如图丙所示（、I分别对应电流表G和A的示数），由此可知，干电池的电动势为___________V，内阻为___________。（结果保留两位有效数字）4．某校研究性活动两个小组在进行小组活动，甲小组拟通过实验测定某电源的电动势和内电阻。该小组在实验室找到了如下实验器材：电压表V（量程为3V，内阻约）；电流表A（量程为0.6A。内阻约）；滑动变阻器（最大值为），开关和若干导线。甲小组队员设计了如下实验原理图，为减小实验误差，实验原理图应选______。（1）根据所选实验原理图，甲小组某次测量某次电压表读数为______V，电流表读数为______A；（2）另一个小组按照教材的电路图，测绘小灯泡的伏安特性曲线，小灯泡规格为“2.8V、1.0W”，如图。根据图像可知该灯泡正常工作时的电阻为______Ω。5．为测定一节新干电池的电动势和内电阻（已知该干电池的内电阻相当小，额定电流为0.7A），可供选择的器材有：A．电压表：量程3V，内阻为10kΩB．电压表：量程15V，内阻为20kΩC．电流表：量程0.8A，内阻约为0.5ΩD．电流表：量程3A，内阻约为0.2ΩE.滑动变阻器：最大电阻10Ω，额定电流0.7AF.滑动变阻器：最大电阻2kΩ，额定电流2AG.定值电阻R0=1ΩH.开关、导线若干（1）要使实验误差较小且操作方便，可选择的器材是________（填字母代号）；（2）图中的电路图应选择________。6．在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，备有如下器材：A．干电池1节B．电流表（量程0 ~ 0.6A，内阻约0.1Ω）C．灵敏电流计G（满偏电流Ig为200μA，内阻rg为100Ω）D．滑动变阻器（0 ~ 20Ω）E．电阻箱R（0 ~ 9999.9Ω）F．开关、导线若干（1）由于没有电压表，需要把灵敏电流计G改装成量程为2V的电压表，需串联一个阻值为___________Ω的电阻。（2）改装后采用如图甲所示电路进行测量。在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移动至___________（填“a端”、“中央”或“b端”）。图乙为该实验绘出的I1—I2图线（I1为灵敏电流计G的示数，I2为电流表A的示数），由图线可求得被测电池的电动势E = ___________V，内阻r = ___________Ω（结果保留两位小数）。7．某实验小组利用如图甲所示的电路图连接好图乙的电路，来研究某定值电阻R0的U—I关系图像和电源的U—I关系图像，进一步来测量电阻R0的阻值和电源的电动势E，内阻r；电流表A和电压表V均可视为理想电表，开关S1、S2闭合，S3断开，调节滑动变阻器R的滑片，记录电流表A的读数，电压表V的读数，根据所得的数据描绘出U—I关系图线如图丙的I所示，横轴的截距为b：开关S1、S3闭合，S2断开，调节滑动变阻器R的滑片，记录电流表A的读数，电压表V的读数，根据所得的数据描绘出U—I关系图线如图丙的II所示，两图像的交点为（a，c）。回答下列问题：（1）下列说法正确的是___________A．定值电阻R0的测量值偏小B．合上开关之前，滑片必须置于滑动变阻器的最右端C．图线I与图线II的交点表示回路的电流与内电压D．拆掉滑动变阻器R，把定值电阻R0直接接在电源两端，输出的功率为ac（2）按照电路图甲，在乙图中用笔画线代替导线，把电路连接完成____；（3）由丙图可得R0=___________，电动势E=___________，内阻r=___________。（用丙图所给的坐标来表示）8．某同学利用实验室现有的器材，设计了一个测量电流表内阻的实验。实验器材如下：干电池E（电动势为1.5 V，内阻未知）；待测电流表A（量程为50 mA，内阻约为几十欧姆）；定值电阻R0（阻值为10Ω）；滑动变阻器R（最大阻值为10Ω）；开关S1、S2，导线若干。该同学设计了如图所示的测量电路。（1）断开开关S1和S2，按照电路图连接电路；只闭合开关S1，调节滑片位置；当滑片停留在某位置时，电流表指针稳定后的读数为31.9mA。若不考虑电池内阻，则滑动变阻器此时接入电路的电阻阻值与电流表内阻之和为_______Ω（结果保留两位有效数字）。（2）保持滑片的位置不变，再闭合开关S2，电流表指针稳定后的读数为20.0mA。若不考虑电池内阻，则待测电流表内阻的测量值为_______Ω。（3）本实验中若考虑电池内阻，则电流表内阻的测量值________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。9．某同学拟用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，其中滑动变阻器和电阻箱的调节范围足够大，电流表和电压表均为非理想电表，测量步骤如下：（1）将滑动变阻器滑片滑到最右端，将电阻箱阻值调为零。将S2和S3的开关分别掷向1和4，闭合开关S1，调节滑动变阻器的滑片，记录多组对应的电压表和电流表读数U和I，描绘出U—I图如图乙中直线①，其横、纵截距分别为a1、b1，内阻测量值为r=___________。（2）该同学认为（1）中内阻的测量值不够准确，故在（1）的基础之上进行下面两种方式的操作，使内阻测量更精确：I．将开关S2和S3分别掷向2和4，闭合S1，反复调节电阻箱和滑动变阻器，使电流表和电压表能大角度偏转并使电阻箱的示数尽可能大，分别记录此时的电压表、电流表、电阻箱的示数、、R0，结合（1）可得电源内阻的真实值为=__________。II．将开关S2和S3分别扳到1和3，将电阻箱的读数调为零，调节滑动变阻器的滑片，记录多组相应电压表和电流表的读数U和I，描绘出的U—I图如图乙中直线②，其横、纵截距分别为、，若用作为内阻的测量值，则该值________（填“大于”“等于”或“小于”）内阻的真实值。该同学欲用作为内阻的真实值是否正确__________（填“正确”或“不正确”）。10．新型冠状病毒肆虐全球，给人类的生命安全带来了极大的威胁与伤害，感染新冠病毒的主要症状有咳嗽、发热、头疼、全身乏力等，进行体温监测是进行新冠排查的主要手段之一。某中学生小明利用热敏电阻自制了一简易温度计，其内部电路装置如图甲，使用的器材有：直流电源（，内阻不计）、毫安表（量程未知）、电阻箱（最大阻值）、热敏电阻一个、开关和、导线若干。（1）为了确定毫安表的量程和内阻，先把电阻箱的阻值调到最大，然后将开关接至端，闭合开关，逐渐调节电阻箱的阻值，发现当毫安表指针刚好偏转至满偏的处，电阻箱示数如图乙，此时电阻箱阻值为________。将电阻箱阻值调为时，毫安表刚好偏转至满偏的处，由此知毫安表的量程为________，内阻________。（计算结果保留两位有效数字）（2）将开关接至端，闭合开关，该温度计可开始工作，为了得到摄氏温度与电流之间的关系，小明通过查阅资料，发现自己使用的热敏电阻为正温度系数热敏电阻，其阻值随摄氏温度增加而线性增加，比例系数为，已知该电阻0℃时的阻值为，请帮助小明写出该简易温度计所测摄氏温度与电流之间的关系式：________（用、、、等符号表示）。11．某物理兴趣小组要测量一电池组的电动势和内阻，实验室提供下列一些仪器：A．电池组（电动势约为3V，内阻约为10Ω）B．电压表V（量程0~15.0V，内阻约为3000Ω）C．电流表A（量程为0~2mA，内阻）D．定值电阻E.电阻箱（0~999Ω，0~1.0A）F.滑动变阻器（0~2000Ω，0~1.0A）G.导线及开关（1）同学们根据提供的器材，设计了如图甲所示的a、b两种测量电路，经讨论后认为a测量电路不合理，应选b测量电路。请说明a测量电路不合理的原因：___________。（2）请在图乙中按照b电路图连接测量电路。___________（3）连接好电路后进行实验，调节电阻箱，记录下各仪器的读数。若某次实验时电阻箱旋钮及电流表指针如图丙所示，则此时电阻箱的阻值为___________Ω，通过电阻箱的电流大小为___________mA。（4）设电源的电动势为E，内阻为r，电流表内阻为，某次实验中电阻箱的阻值为，电流表的读数为I，则电源电动势的表达式为E=___________。（用I、、、r表示）（5）将测量数据的单位统一成国际单位，根据记录数据作出如图丁所示的图像，若测得图线纵截距为13.5，图线斜率为0.94，则电池组电动势E=___________V；内阻r=___________Ω。（保留到小数点后一位）（6）误差分析：b测量电路设计方案及上述数据处理方法使电源电动势测量值___________（填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）。培优第二阶——拓展培优练12．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，一个定值电阻（），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）在图乙是实验图中，部分电路已正确连线，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，用电压表（量程）测出定值电阻两端的电压。下列三组电阻箱阻值的调节范围方案中，比较合理的方案是________。A．        B．      C．（3）开关S断开，调节电阻箱，读出其阻值，开关S闭合，读出电压表的示数；如此反复实验，测得多组正确的数据和，和，……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的关系图线如图丙所示，结合图线计算出两节干电池的电动势________，内阻________。（结果用、和表示）（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”）13．小明现要准确测量一个量程已知的电压表的内阻，器材如下：①待测电压表（量程3V，内阻未知）②电流表（量程0.6A，内阻0.01Ω）③电池组（电动势E为3V，内阻不计）④滑动变阻器⑤变阻箱（0-9999Ω）⑥开关和导线若干小明利用上面所给器材，进行如下实验操作：（1）首先，用多用电表进行粗测，选用×1000倍率，操作方法正确。若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是___________。（结果保留两位有效数字）（2）小明开始时设计了如图乙所示的实验电路，你认为该电路使用题目中给定的电流表是否合理___________（“合理”或“不合理“），原因是___________（3）用选择的丙电路进行实验，闭合电键前宜将电阻箱的电阻调到___________（“最大”或“最小”），闭合开关S，调节电阻箱，小明测出电阻箱读数R和电压表读数U，则伏特表内阻为___________（用电动势E以及电阻箱读数R和电压表读数U表示）。14．某研究性学习小组在测量电池组的电动势和内电阻中，利用了如下实验器材：电压表，电阻箱（阻值范围0~999.9Ω）：开关、导线若干.（1）用笔画代替导线，请将图1中器材连接成实验电路：______（2）某同学开始做实验，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后逐次改变电阻箱接入电路的阻值R，读取与R对应的电压表的示数U，并画出了图线，如图2所示；（3）根据图2中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值E=______V.内电阻测量值r=______Ω.（保留3位有效数字）（4）不同小组的同学分别用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大.同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图3所示的和图像.若已知甲电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是______（选填选项的字母）.15．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线，图线纵坐标表示，图线的横坐标表示电压表读数的倒数。若所得图线的斜率为k，图线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）从实验中取两组数据，电阻箱阻值时，对应电压表读数；电阻箱阻值时，电压表读数。由这两组数据可求得电源的电动势为E＝______V，内阻为r＝______Ω。（结果保留两位有效数字）（3）利用图甲所示电路测得的电动势和内阻与真实值和相比，______，______。（填“大于”“等于”或“小于”）16．18650锂电池具有容量大、寿命长、安全性能高等优点，被广泛应用。某活动小组设计了图甲的电路测定一节标称为3.7V的锂电池的电动势和内阻。图中，精密电阻的阻值较小，电阻箱R的调节范围为0~99.99Ω，电压表V1，V2的量程分别为3V和1V，两电表的内阻均很大。实验进行了如下的操作，完成下列填空（计算结果保留两位小数）。（1）电路连接完成后，将电阻箱的阻值R调到最大，闭合电键，再减小阻值R，读出两电压表V1，V2的示数、，反复调节电阻箱并记录多组实验数据。（2）将（1）得到的数据描到图乙中并作出图像，则图甲中精密电阻的阻值___________Ω。 （3）将（1）得到的数据描到图丙中并作出图像，由图像可知该电源的电动势___________V，内阻___________Ω。内阻r的测量值与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。