2022届高考物理一轮复习专题69实验：测定电池的电动势和内阻练习含解析

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灵敏电流计(内阻为50Ω)；电压表(0～3V，内阻约为10kΩ)；电阻箱R1(0～999.9Ω)；滑动变阻器R2；开关；导线若干．
由于灵敏电流计的量程太小，该实验小组用电阻箱R1与灵敏电流计并联，可使其量程扩大为原来的20倍，则改装后的电流表内阻为________Ω.
扩大量程后灵敏电流计的刻度盘并没有改变，将器材连接成如图甲所示的电路，调节滑动变阻器，读出了多组电压表示数U和灵敏电流计的示数IG，并作出了U－IG图线如图乙所示，由作出的U－IG图线及题中的相关信息，可求得干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
2．[2021·湖南师大附中]利用多用电表和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图甲．调节电阻箱，记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I，作出R－eq \f(1,I)的图线如图乙．由图乙可求得电动势E＝________V，内阻r内＝________Ω(结果均保留两位有效数字)；忽略偶然误差，本实验测得的E测和r测与真实值比较：E测________E真，r测________r真．(均填“<”“＝”或“>”)
3．[2021·哈九中测试]利用如图甲所示的电路，完成对电动势约为1.5V、内阻约为几欧姆的电源的电动势和内阻的测定．其中R为电阻箱，R0为阻值为150Ω的定值电阻．连接好电路后，通过调节电阻箱的阻值，读出了8组电压表的读数以及相对应的电阻箱的阻值，并以电压的倒数eq \f(1,U)为纵坐标、电阻箱的阻值R为横坐标，把记录的数据描绘在了坐标系中，如图乙所示．
(1)如果电源电动势用E表示，电源内阻用r表示，则eq \f(1,U)关于R的表达式应为________(用E、r、R0表示).
(2)图乙是根据测量数据画出的图线．求出该图线的斜率k＝________V－1·Ω－1，图线与纵轴交点的纵坐标b＝________V－1.(结果保留两位有效数字)
(3)结合写出的函数表达式以及图线可知该电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果保留三位有效数字)
4．[2021·湖南卷]某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干．由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘．某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度．主要实验步骤如下：
(1)将器材如图(a)连接；
(2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的________端(填“a”或“b”)；
(3)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I，得到多组数据；
(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图(b)所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为r0，该电池电动势和内阻可表示为E＝________，r＝________；(用R0、RA、k、d、r0表示)
(5)为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0，利用现有器材设计实验，在图(c)方框中画出实验电路图(电阻丝用滑动变阻器符号表示)；
(6)利用测出的r0，可得该电池的电动势和内阻．
5．[2021·四川绵阳市测试]某同学用下列器材测电源的电动势和内阻．待测电源E(电动势约为3V，内阻约为2.5Ω)；电流表A(量程为0～0.6A，内阻约为0.5Ω)；电阻箱R(最大阻值为99.9Ω)；开关S，导线若干．
(1)在虚线框中画出实验电路图．该同学根据正确的电路图，正确连接电路，规范操作．
(2)第一次测量：调节电阻箱R，示数为R1时，读取电流表示数I1，示数为R2时，读取电流表示数I2.则电源电动势的计算式E＝__________________，内阻的计算式r＝________________．
(3)第二次测量：调节电阻箱R的阻值，记录多组电流表的读数I和电阻箱的对应读数R，以eq \f(1,I)为纵坐标，R为横坐标，根据测量数据作出如图所示的eq \f(1,I)－R图线，则电源电动势E＝______V，内阻r＝______Ω.
(4)关于该实验，下列说法正确的是________．
A.由于电流表的内阻，会使电源内阻的测量值存在系统误差
B.由于电流表的内阻，会使电源电动势的测量值存在系统误差
C.第二次测量中的数据处理方式可以减小偶然误差
D.第一次测量中，若测有三组数据，则可求得电源电动势E和内阻r及电流表内阻RA
6．[2021·石家庄质检]某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻，在操作台上准备了如下实验器材：
A.待测锂电池(电动势E约为3.7V，内阻r未知)
B.电压表V(量程0～3V，内阻约为几千欧)
C.电流表A(量程0～0.6A，内阻RA＝2.2Ω)
D.电阻箱R1(0～99.9Ω)
E.滑动变阻器R2(最大阻值为10Ω)
F.定值电阻R0(阻值约为5Ω)
G.开关S一个、导线若干
(1)在实验操作过程中，该小组成员设计了如图甲所示电路．多次改变电阻箱R1的阻值R，读出电压U，根据测得的数据作出eq \f(1,U)－eq \f(1,R)图像，如图乙所示，则电源电动势E＝________V．
(2)为了测定锂电池的内阻需测出电阻R0的阻值，小组成员设计了如图丙所示的电路，请在图丁中连接对应的实物图．实验过程中，某次测量电流表示数为0.40A时，电压表示数如图戊所示，由此可求得R0＝________Ω；结合图乙可求得电池内阻r＝________Ω.(以上两空结果均保留两位有效数字)
7．某同学利用图甲所示的电路测量电流表的内阻RA(约为10Ω)和电源的电动势E.图中R1和R2为电阻箱，S1和S2为开关．已知电流表的量程为100mA.
(1)断开S2，闭合S1，调节R1的阻值，使满偏；保持R1的阻值不变，闭合S2，调节R2，当R2的阻值为5.2Ω时的示数为40mA.则电流表的内阻的测量值RA＝________Ω，该测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值．
(2)保持S1闭合，断开S2，多次改变R1的阻值，并记录电流表的相应示数．若某次R1的示数如图乙所示，则此次R1的阻值为________Ω.
(3)利用记录的R1的阻值和相应的电流表示数I，作出I－1－R1图像，如图丙所示，利用图丙可求得E＝________V.(结果保留两位有效数字)
专题69 实验：测定电池的电动势和内阻
1．2.5 1.40 7.5
解析：改装后的电流表内阻为r′g＝eq \f(1,20)rg＝eq \f(1,20)×50Ω＝2.5Ω；由闭合电路的欧姆定律得E＝U＋20IG(r＋r′g)，则U－IG图线在纵轴的截距为电动势E＝1.40V，斜率为20(r＋r′g)＝eq \f(1.40－0.80,3.0×10－3)＝200，解得内阻r＝7.5Ω.
2．2.4(2.3～2.4) 1.1(1.1～1.3) ＝ >
3．(1)eq \f(1,U)＝eq \f(1,ER0)R＋eq \f(R0＋r,ER0) (2)0.0044 0.70 (3)1.52 9.09
解析：(1)由全电路欧姆定律得E＝U＋eq \f(U,R0)(R＋r)，化简得eq \f(1,U)＝eq \f(1,ER0)R＋eq \f(R0＋r,ER0).(2)由图像可得图线的斜率k＝eq \f(0.7,160)V－1·Ω－1＝0.0044V－1·Ω－1；纵截距b＝0.70V－1.(3)由eq \f(1,ER0)＝k，eq \f(R0＋r,ER0)＝b，得E≈1.52V，r≈9.09Ω.
4.
(2)b (4)eq \f(r0,k) eq \f(dr0,k)－RA－R0 (5)如图所示
解析：(2)为了保护电流表，闭合开关前应使电路中的电阻最大，故金属夹应夹在电阻丝的b端．(4)由闭合电路的欧姆定律得E＝I(r＋RA＋R0＋θr0)，整理得eq \f(1,I)＝eq \f(1,E)(r＋RA＋R0)＋eq \f(r0,E)θ，结合题图(b)可得k＝eq \f(r0,E)，d＝eq \f(1,E)(r＋RA＋R0)，解得E＝eq \f(r0,k)，r＝eq \f(dr0,k)－RA－R0.(5)实验电路图如答图所示，先将单刀双掷开关S接1，记下电流表的示数I0，然后将单刀双掷开关S接2，移动金属夹的位置，直到电流表的示数为I0，记下此时接入电路的电阻丝对应的圆心角θ0，则r0＝eq \f(R0,θ0).
5.
(1)如图所示
(2)eq \f(I1I2（R1－R2）,I2－I1) eq \f(I2R2－I1R1,I1－I2)
(3)3 3 (4)AC
6．(1)3.6(3.60V) (2)如图所示 4.8 3.0
解析：(1)根据图甲，由闭合电路欧姆定律可得E＝eq \f(U,R)(R＋R0＋r)，得eq \f(1,U)＝eq \f(r＋R0,E)·eq \f(1,R)＋eq \f(1,E)，在eq \f(1,U)­eq \f(1,R)图像中，图线的纵截距为eq \f(1,E)，图线的斜率表示eq \f(R0＋r,E)，结合图像可得E＝3.6V．(2)电压表读数U＝2.80V，根据欧姆定律有U＝I(RA＋R0)，其中RA＝2.2Ω，I＝0.40A，解得R0＝4.8Ω.由图乙可知，eq \f(R0＋r,E)＝eq \f(\f(5,6)－\f(5,18),\f(10,39))Ω/V＝eq \f(13,6)Ω/V，得r＝3.0Ω.
7．(1)7.8 小于 (2)120.6 (3)9.1(9.2也对)
解析：(1)测RA时用了半偏法测电阻原理，认为干路电流不变，R2与电流表并联时有eq \f(RA,R2)＝eq \f(I2,IA)，eq \f(RA,5.2)＝eq \f(60,40)，RA＝7.8Ω，由于R2的接入干路电流略大于100mA，R2分流会大于60mA，R2