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

第=page1111页，共=sectionpages1111页试卷第=page66页，共=sectionpages66页12.3实验：电池电动势和内阻的测量一、单选题1．某兴趣小组用不同方法探究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（已有干电池、导线和开关）。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是（）A．两个电压表和一个滑动变阻器B．一个伏特表和多个定值电阻C．一个安培表和一个电阻箱D．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器2．利用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻的实验中，电路图如图所示，则下列说法正确的是（）A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在a端B．该实验系统误差的产生原因是电流表分压C．闭合开关后，电压表有示数，电流表示数为零的原因可能是滑动变阻器发生断路D．应选用一节新的干电池作为被测电源，电池的电动势比较大易测量3．某实验小组通过图甲所示的实验电路图测量一节干电池的电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的图线，以下结论错误的是（）A．干电池内阻的测量值为B．实验误差来源于电流表分压C．干电池电动势的测量值偏小D．干电池内阻的测量值偏小4．在甲、乙实验电路中，电源有内阻。图丙、丁是由电流表和电压表测的数据绘制的图像。下列说法正确的是（）A．丙图是由甲电路测的数据绘制的图像B．丁图图线与横坐标包围的面积表示被测电阻在某一状态的电功率C．甲电路用于测量电阻的大小，由可得出电阻的阻值D．乙电路用于测量电源的电动势和内阻，电压表测量的是电源两端的电压5．如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内阻的实验电路图，根据测得的数据作出了如图乙所示的图线，以下实验结论正确的是（）A．电池电动势测量值为B．电池内阻的测量值为C．外电路发生短路时的电流为D．电压表的示数为时，电流表和滑动变阻器接入电路的总阻值为6．某同学利用如图所示的电路测定干电池的电动势和内电阻，在是否可忽略电流表内阻这两种情况下，绘制两类图像。第一类图像以电流表读数I为横坐标，将电流表和电阻箱读数的乘积IR记为U作为纵坐标。第二类图像以电阻箱读数R为横坐标，电流表读数的倒数为纵坐标。下图中实线代表电流表内阻可忽略的情况，虚线代表电流表内阻不可忽略的情况，这四幅图中，能正确反映相关物理量之间关系的是（）A．B．C．D．二、多选题7．用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法正确的是A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显B．应选用内阻较小的电压表和电流表C．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D．使滑动变阻器阻值尽量大一些，测量误差才会小8．某同学利用如图所示的电路做“测定电池的电动势和内阻”的实验，其中P、Q为内电表，则（）A．P为电流表B．P为电压表C．Q为电压表D．Q为电流表三、实验题9．在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中。（1）备有如下器材：干电池1节，量程合适的电压表和电流表，开关、导线若干，另外还有可供选择的滑动变阻器：A．滑动变阻器（0~1kΩ，额定电流2A）B．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A）某同学按甲图原理进行实验，其中滑动变阻器应选；（只填器材前的序号）（2）根据实验数据画出的图象如图乙所示，由图象可得电池的电动势为V，内电阻为Ω；10．某同学想用伏安法测定一个电池的电动势和内阻1实验室的老师给他如下这些器材：①电压表V（量程0~15V，内阻约15kΩ）；②电流表A（量程0~3.0A，内阻约0.5Ω）；③滑动变阻器R（0~100Ω，2.5A）；④定值电阻R0（3Ω，2.5A）；⑤开关，导线若干。2实验后该同学用所测得的数据，已在U－I坐标中描好了数据点，如图乙所示，请完成下列问题：（1）为了尽可能地减小误差，请在图甲的基础上将本实验的电路图设计完整。（2）由图乙可求得该电源电动势E＝V，内阻r＝Ω。（结果保留一位小数）11．某研究性学习小组欲较准确地测量一新型电池的电动势及其内阻（E约为10V，r约为2Ω），提供的器材有：电流表A（满偏电流，内阻）；电阻箱（最大阻值10Ω）；电阻箱（最大阻值1000Ω）；开关与导线若干。（1）同学们根据给出的器材，设计出了如图所示的电路，图中电阻箱应选择（填“”或“”）。（2）按电路图连接好电路，接通开关，改变电阻箱连入电路中的阻值，并记录电阻箱的阻值R及电流表的示数I，根据记录数据作出图像为一条直线，求得图像的纵截距为b，斜率为k，则电池电动势的表达式，内阻的表达式（用题目中给出的相应字母表示）。12．将导电材料置于磁场中，通以纵向电流，就会产生横向电势差，这种现象称为霍尔效应，如图1是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下，通入如图示方向的电流I，C、D两侧面的电势差即为霍尔电压。可以用图2所示的符号表示霍尔元件，为了研究霍耳效应，同学们设计了如图3所示的实验电路。其中，电源E内阻极小，可以忽略；电压表内阻很大，读数设为；毫安表读数I；R为滑动变阻器；霍耳元件使用了N型半导体砷化镓（其导电粒子为电子），在C、D间接入数字毫伏表（图中未画出），就可以读出霍耳电压。①闭合电键S前，滑动变阻器的滑动头应置于（选填：“a”或“b”）端；②图1中霍耳元件的电极（选填：“C”或“D”）为高电势；③通过正确测量方法得到、和I，在坐标纸上画出图线如图4所示。通常我们将霍耳电压与电流的比值，称为输出电阻，也称为横向电阻或霍耳电阻。由图线可知，该霍耳元件的输出电阻为，电源电动势为V。13．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。（1）应该选择的实验电路是题图中的（填“甲”或“乙”）。现有开关和导线若干，以及以下器材：A．电流表（0-0.6A）B．电流表（0-3A）C．电压表（0-15V）D．电压表（0-3V）E.滑动变阻器（0-10Ω）F.滑动变阻器（0-500Ω）（2）实验中电流表应选用；电压表应选用；滑动变阻器应选用。（均填相应器材前的字母）（3）根据实验数据作出U-I图像如图所示，该电池的电动势E=V，内阻r=Ω。（结果均保留三位有效数字）14．某同学要测量一节干电池的电动势和内阻。他根据老师提供的以下器材，画出了如图甲所示的原理图。①电压表V（量程3V，内阻RV约为10kΩ）②电流表G（量程3mA，内阻RG=100Ω）③电流表A（量程3A，内阻约为0.5Ω）④滑动变阻器R1（0~20Ω，2A）⑤滑动变阻器R2（0~500Ω，1A）⑥定值电阻R3=0.5Ω⑦开关S和导线若干（1）该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是A。（保留两位有效数字）（2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是。（填写器材编号）（3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V的读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=1.50V，电源的内阻r=Ω。15．某学习小组用两种不同的金属电极插入柠檬做了一个“水果电池”，为了测量该电池的电动势和内阻，同学们经过讨论设计的实验电路图如图甲所示。（1）在图甲中，①应为表，②应为表。（均填“电流”或“电压”）（2）正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录多组U和I的值，并以U为纵坐标、I为横坐标，作出的图像如图乙所示，则该水果电池的电动势V、内阻Ω。（结果均保留三位有效数字）（3）为测未知电阻Rx，某同学将Rx改接在A、B之间，其他部分保持不变，电路图如图丙所示。正确连接电路后重新实验，得到另一条图线，分析发现图线满足关系式，则未知电阻的阻值。（用b、k和r表示）16．当今人工智能技术迅猛发展，电池是新型人工智能机器人的重要部分，某新型机器人上的一节电池的电动势约为3V，内阻约为2~7Ω，为测量该电池的电动势和内阻，实验室可供选用的器材如下：A．待测电池B．定值电阻R0（R0＝1.8Ω）C．电压表V（量程3V，内阻约2kΩ）D．电流表A（量程0.6A，内阻RA＝1.2Ω）E．电阻箱（0~99.99Ω，额定电流1.5A）F．开关一个、导线若干（1）甲、乙两位同学为测量出该电池的电动势和内阻，各自想出了自己的测量方法，设计电路分别如图、图所示，则你认为合理的是。A．甲的设计B．乙的设计C．误差几乎一样，都可以D．两人的设计都不行（2）如果按甲同学所设计的电路进行测量得到电阻箱的电阻R和电流表的读数I以及计算出的多组数据后，作出了如图所示的图像。请你帮助他分析计算电池的电动势E＝V，内阻r＝Ω。（结果均保留1位小数）17．某实验小组用铜片和锌片作为2个电极插入苹果制成水果电池，测量水果电池的电动势和内阻。小组成员设计了两个方案进行测量，电路原理如图所示。实验室可供器材如下：电压表V（，内阻约；，内阻约）；电流表A（，内阻约；，内阻约）；微安表G（量程：内阻）；滑动变阻器（额定电流，最大阻值）；电阻箱（最大阻值）；开关、导线若干。

（1）查阅资料知道苹果电池的电动势约为，内阻约为，经过分析后发现方案A不合适，你认为方案A不合适的原因，下列说法不正确的是()A．滑动变阻器起不到调节的作用B．电流表几乎没有示数C．电压表分流明显导致测量误差偏大D．电压表示数达不到量程的三分之一（2）实验小组根据方案B进行实验，多次改变电阻箱R的阻值，读出微安表G示数I，根据测得的数据作出图像。如图所示，根据图像可得，“水果电池”的电动势V，内电阻。（以上两空结果均保留两位有效数字）18．某同学用下列器材测电源的电动势与内阻。A．待测电源（电动势E约6V，内阻约4Ω）B．电流表A（量程1.0A，内阻约1.5Ω）C．电阻箱R（0~999.9Ω）D．定值电阻R1=10ΩE．定值电阻R2=20ΩF．开关、导线若干（1）该同学先将器材连接成图甲所示的电路测量电流表内阻RA，闭合开关S1，反复调节电阻箱阻值，当R=2.4Ω时，发现闭合和打开开关S2时电流表指针指示值相同，则电流表的内阻RA=Ω，若忽略偶然误差，从理论上分析，实验测得的电流表内阻值（填“大于”小于”或“等于”）真实值。（2）该同学利用测得的电流表内阻，又将部分器材连接成图乙所示的电路测电源的电动势与内阻．将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应阻值R；将测量数据在坐标系中描点如图丙如示，则电源的电动势E=V，内阻r=Ω（结果保留两位有效数字）。19．某位同学用伏安法想尽量准确的测量一节干电池的电动势和内电阻，可供选择的器材有：A．毫安表A1（量程10mA，内阻为100Ω）B．毫安表A2（量程120mA，内阻为20Ω）C．定值电阻R1=5ΩD．定值电阻R2=0.1ΩE、定值电阻R3=200ΩF、定值电阻R4=1400ΩG、滑动变阻器RH、开关、导线若干要求使用已有器材改装一量程为0.6A的电流表和一量程为3V的电压表，并设计电路如图甲，根据测量所得数据，描点作图，得到毫安表A1和A2的示数I1与I2关系曲线如图乙所示，则电池的电动势E=V，内电阻r=Ω。（结果均保留两位有效数字）20．同学们用如图1所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势和内电阻。实验室提供的器材如下：电压表，电阻箱（阻值范围）；开关、导线若干。（1）请根据图1所示的电路图，在图2中用笔替代导线，画出连线，把器材连接起来。（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，然后改变电阻箱，随之电压表示数发生变化，读取和对应的，并将相应的数据转化为坐标点描绘在图中。请将图3、图4中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图5所示的坐标系中（描点用“+”表示），并画出图线；（3）根据图5中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量