高考物理一轮复习过关练习专题60实验：测定电池的电动势和内阻 (含解析)

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(1)现需要将其中一个电流表改装成量程为3 V的电压表，可以将其中一个电阻箱与该电流表串联，则电阻箱示数应调为________ Ω；将另一个电流表改装成量程为0.5 A的电流表，则需要与另一电阻箱并联，则电阻箱示数应调为________ Ω；若第三个电流表与一个电动势为1.5 V的电池及一个滑动变阻器组成一个欧姆表，则该欧姆表调零后的内阻为________ Ω.
(2)用以上改装后的电压表和电流表去测量一电池的电动势E(约2 V)和内阻r(约1 Ω)，实验室还提供了如下器材：滑动变阻器R(0～10 Ω，1 A)、开关、导线若干，试在方框中画出能准确测量该电池电动势和内阻的实验原理图(要求数据处理简便).
Ｋ
2．[2022·浙江省湖州、丽水、衢州检测]如图甲所示，用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池，电动势大约在0.5 V～0.6 V之间，内阻几千欧左右，某实验兴趣小组制作了一个可乐电池并测量其电动势和内阻．
(1)如图乙所示，直接用多用电表“直流2.5 V”量程测量出可乐电池的电动势大小为________ V(保留两位有效数字)；
(2)现有实验器材：
A．电压表(0～3 V，RV约为3 000 Ω)
B．电流表(0～300 μA，RA为300 Ω)
C．电阻箱(0～9 999 Ω)
D．滑动变阻器(0～20 Ω)
E．开关，导线若干
①为了更准确测量可乐电池的电动势和内阻，选择合适的器材并按电路图__________完成电路连接；
②通过数据处理画出相应的可乐电池R­ eq \f(1,I) 图像如图丙实线所示，可知该可乐电池的内阻约为____________ Ω；
③将该可乐电池静置5 h后再次测量获得的R­ eq \f(1,I) 图像如图丙虚线所示，可知该可乐电池的电动势____________．(选填“增大”“减小”或“不变”)
3．[2022·广东省联考三]某实验小组的同学为测量由两节干电池组成的电池组的电动势E和内电阻r，设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，定值电阻R0＝3 Ω.实验过程中获得了多组电压表示数U和相应的电阻箱阻值R，并绘制出了 eq \f(1,R) ­ eq \f(1,U) 与图像如图乙所示，则：
(1)根据图像求得电池组的电动势测量值E＝________ V，内电阻测量值r＝________ Ω；(结果均保留两位有效数字).
(2)由实验原理可知，该实验得到的电动势的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值，内电阻的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．
专题60 实验：测定电池的电动势和内阻
1．(1)550.5 0.5 300 (2)图见解析
解析：(1)根据欧姆定律的特点可得Rs＝ eq \f(U,Ig)－Rg＝550.5 Ω，故电阻箱应调为“550.5 Ω”；由并联电压相等的特点可得R′s(I－Ig)＝IgRg，得R′s＝ eq \f(IgRg,I－Ig)＝0.5 Ω，故电阻箱应调为“0.5 Ω”；欧姆表电流满偏时由闭合电路欧姆定律得R内＝ eq \f(E,Ig)＝300 Ω.(2)由于要考虑电表的内阻影响，根据以上改装原理可知，改装后的两电表的内阻分别为RV＝600 Ω；RA＝0.495 Ω，且要精确测量电源的电动势和内阻，故可将电流表与电源放在一起组成如图所示电路，此种测量电路测出的电动势是准确的，并将测量结果的内阻值减去电流表内阻即为电源的内阻(此电路接法数据处理简便)，通过此法即可消除系统误差．
2．(1)0.42(0.43也可) (2)①A ②1 900 (1 800也可) ③不变
解析：(1)用中间一圈的刻线读数，其中250即是2.50 V，50即是0.50 V，则电池的电动势大小为0.42 V．(2)提供的电压表量程太大，可用安阻法测量，即用电路A.由闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋rA＋r)，整理得R＝ eq \f(E,I)－(rA＋r)，结合图像可知rA＋r＝2 200 Ω，解得电池的内阻r＝2 200 Ω－300 Ω＝1 900 Ω，图线的斜率表示电动势，静置5 h后的图线与原图线平行，斜率不变，则电动势不变．
3．(1)3.0 2.0 (2)小于 小于
解析：(1)根据闭合电路欧姆定律E＝U＋ eq \f(U,R)(R0＋r)可得 eq \f(1,R)＝ eq \f(E,R0＋r)· eq \f(1,U)－ eq \f(1,R0＋r)，由 eq \f(1,R)­ eq \f(1,U)关系图线知纵截距绝对值 eq \f(1,R0＋r)＝r＝2.0 Ω，得r＝2.0 Ω；由图线的斜率k＝ eq \f(E,R0＋r)＝ eq \f(0.1＋0.2,0.50)，解得E＝3.0 V；
(2)根据实验原理可知，电动势的测量值E测＝ eq \f(E真,r真＋R0＋RV)·RV＜E真，故测量值应小于电源电动势真实值，内电阻的测量值r测＝ eq \f(（r真＋R0）RV,r真＋R0＋RV)－R0＝ eq \f(（RV－R0）r真－R eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,R0＋RV＋r真)＜ eq \f(（RV－R0）r真,R0＋RV＋r真)＜r真，故内电阻的测量值小于真实值．