2018_2019学年高中物理第二章恒定电流专题2.10实验：测定电池的电动势和内阻课时同步试题

1、第 10 节实验：测定电池的电动势和内阻1在“测定电源电动势和内阻”的实验中，为使实验效果明显且不损坏仪器，应选择下列哪种电源较好A内阻较大的普通干电池B内阻较小的普通蓄电池C小型交流发电机D小型直流发电机【答案】 A【解析】为了使电路中路端电压变化比较明显，应使用内阻较大的干电池，故A 正确。2 （2018河南豫南九校高二期末联考）两位同学在实验室利用如图1 所示的电路测定定值电阻0，电源的电动势E和内阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，R一个同学记录了图 1图 2A滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端B电源的输出功率最大C定值电阻R上消耗的功率为0.5 WD电源的效率达到最大值【

2、答案】 BCC 正确；电源的效率，由此可知电流越小功率越大，可见滑动变阻器的滑1 / 17动头 P滑到最右端时效率最大，故D错误。3 （2018北京市第十二中）某同学做“用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻”实验，可供选择的实验器材如下：A 1 节干电池B电流表，量程00.6 A ， 03 AC电压表，量程03 V ，015 VD滑动变阻器020 、2 A ，滑动变阻器0500 、 0.2 AE电键一个，导线若干（ 1）为了尽量得到较好效果，电流表量程应选_，电压表量程选 _ ，滑动变阻器选 _ _ 。（ 2）他采用如图所示的实验电路进行测量。下图给出了做实验所需要的各种仪器。 请你按电路图

3、把它们连成实验电路。（ 3）这位同学测量时记录了5 组数据， 并将数据填入了以下表格中。请你根据这些数据在图画出 I图线。根据图线求出电池的电动势E=_V，内阻 _U_ 。2 / 17【答案】（ 1）00.6 A 03 V 020（ 2）见解析（ 3）见解析1.48（ 1.451.49） 0.5（ 0.470.52 ）（ 3）根据描点法可知UI 图象如图所示3 / 17纵 截 距 表 示 电 源 电 动 势 ， 故， 图 象 的 斜 率 表 示 电 源 内 阻 ， 故4用如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻 R0

4、起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：（ a）电流表（量程0.6 A 、 3 A ）（ b）电压表（量程3 V 、15 V ）（ c）定值电阻（阻值 1 、额定功率 5 W）（ d）定值电阻（阻值 10 、额定功率 10 W）（ e）滑动变阻器（阻值范围010 、额定电流2 A）（ f ）滑动变阻器（阻值范围0100 、额定电流1 A ）那么（ 1）要正确完成实验，电压表的量程应选择_V，电流表的量程应选择 _A；R0应选择 _ 的定值电阻， R应选择阻值范围是 _ 的滑动变阻器。（ 2）引起该实验系统误差的主要原因是_ 。【答案】（ 1） 3 0.6 1 010（ 2）电

5、压表分流4 / 175 （2018辽宁省六校协作体高二联考）利用电压表和电阻箱可以测量电池的电动势和内电阻，某同学找到了如下的器材：电池组（电动势约为6.0 V ，内阻约为1 ），灵敏电流计 G（满偏电流Ig=100 A，内阻g=100 ），定值电阻1=1 ，2=59.9 k ，RRR变阻箱 R3（阻值范围0 9.9 可调），开关、导线若干。该同学发现还需要一个合适的电压表，于是把上述G表改装成电压表。（ 1）将 G表改装成量程为 6 V 的电压表，需将 G表与 _（选填 R1、 R2 或 R3）串联。（ 2）为了准确地测量出电池组的电动势和内电阻，请在虚线框中把实验电路图补充完整，并在对应的

6、电阻旁边标上（R1、R2 或 R3），如果为变阻箱，请补充完整其符号。（ 3）某次测量，电压表示数如图乙，其读数为_ V 。（ 4）经过多次测量，得出图丙所示的图象，由图可求得该电池组的电动势为_V，内阻为 _ （结果保留两位有效数字）。【答案】（ 1） R（ 2）（ 3）4.4 V（ 4） 5.0 1.525 / 17（ 3）电压表示数为4.4 V ；（ 4）根据测电源电动势和内阻的原理：，整理得：，由图象可知，解得：，所以。6为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱， R0=5 为保护电阻。（ 1）按照图甲所示的电路图， 某同学已经

7、在图乙所示电路中完成部分导线的连接，请你完成余下导线的连接。（ 2）断开开关 S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值。 多次重复上述操作， 可得到多组电压值 U及电阻值 R，并以为纵坐标，以为横坐标，画出的关系图线（该图线为一直线），如图所示。由图线可求得电池组的电动势E=_V，内阻 r =_ 。（保留两位有效数字）（ 3）引起该实验系统误差的主要原因是。6 / 17【答案】（ 1）（ 2） 2.9 1.2 （ 3）电压表的分流【解析】（ 1）电路图如下：（ 2）由闭合电路欧姆定律知：化简得：结合图象知：，联立解得： E=2.9 V ，r= 1.2；

8、（ 3）引起该实验系统误差的主要原因是电压表的分流。【名师点睛】电源的电动势和内阻测量方法一般为伏安法，另外还有以下几种方法：（ 1）安阻法： 用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示， 测量原理为： E=I （ R+r ），11=2（ 2+），由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大。E IR r7 / 17（ 4）双伏法： 用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所示。 测量方法为： 断开 S，测得 V1、 V2 的示数分别为 U1 、U2，此时， E=U1+U2+r ， RV 为 V1 的内阻；再闭合S， V1 的示数为 U1，此时 E=U1+r ，解方程组可求得E和

9、r 。7 （2018重庆市高三下学期高考模拟）为了测量一直流电源的电动势和内电阻，某同学设计实验电路如图（ a），所用的实验器材有：待测电源，电流表（满偏电流0.6 A 、内阻未知），两个电阻箱（最大阻值999.9 ），两个开关和若干导线。实验步骤如下：将电阻箱 R 阻值调到最大，闭合开关S ，调节 R 的阻值使得电流表满偏；111再闭合开关 S2，调节 2 的阻值使得电流表半偏，此时电阻箱2 的示数如图（ b）；RR保持 S1 闭合， 断开 S2，多次调节电阻箱1，记下电流表示数I和电阻箱相应的阻值；RR以 为纵坐标， R为横坐标，作图线（用直线拟合），如图（c）。回答下列问题：（ 1）在步

10、骤中若认为干路电流不变，由此可得电流表的内阻为_ ；（ 2）根据图线求得电源电动势E=_V，内电阻 r =_ ；（结果保留两位有效数字）（ 3）由于电流表的内阻测量存在系统误差（步骤中干路电流实际发生了变化），导致电源电动势的测量值与真实值相比，E 测 _， E 真 ，内电阻的测量值与真实值相比， r 测 _r 真 。（以上两空均选填“ ”、“ 8为测定电源的电动势和定值电阻Rx 的阻值，实验室提供了如下器材：A电源（电动势约为9 V ，内阻不计）B电压表（视为理想电压表，量程03 V ）C电阻箱 R（ 0999.9）D定值电阻R0=10 E被测电阻RxF 开关、导线若干（ 1）用欧姆表（ 1

11、 ）测定定值电阻Rx，欧姆表的指针如图所示，则Rx =_ ；（ 2）为达到测定的目的，某同学设计了如图所示两种电路，并选择图_（填“甲”或“乙”），应用所测得的数据，绘出 R图象是一条直线，测得直线的斜率k= ，纵坐标的截距为 b= （如图示）。则电源的电动势E=_，电阻 Rx=_。9 / 17【答案】（ 1） 3（ 2）乙9.0 2.0【名师点睛】本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意明确实验原理，知道本实验中采用电压表与定值电阻并联的方式来求解电流，然后再根据闭合电路欧姆定律分析求解即可。9某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1 的内阻r 1=1.0 k

12、 ，电阻 R1=9.0 k ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 的电阻。（ 1）按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线。 为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建 S 闭合，用多用电表的电压挡先测量 a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是 _导线断开；若读数为零，则一定是_导线断开。（ 2）排除故障后，该小组顺利完成实验。 通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表 A1 和 A2 的多组 I 1、I 2 数据，作出图象如右图。由I 1I 2 图象得到电池的电动势E=_V，内阻 r =_ 。10 / 17【答案】（ 1）（ 2）

13、1.41 （ 1.361.44均可）0.5（ 0.40.6均可）【名师点睛】由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义纵轴截距和斜率表示什么，闭合电路的欧姆定律是核心。10 （2018河北省衡水中学高三二十模考试）（ 1）某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图所示，其中， 虚线框内为用灵电流计G改装的电流表 A， V 为标准电压表，E 为待测电池组，S 为开关， R 为滑动变阻器，是标称值为的定值电阻。已知灵敏电流计G 的满偏电流、内阻，若要改装后的电流表满偏电流为，应并联一只 _（保留 2 位有效数字）的定值电阻。某次实验的数据如表所示：该小组借鉴 “研究

14、匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法（逐差法）计算出电池组的内阻_（保留 3 位有效数字）11 / 17该小组在前面实验的基础上，为探究电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组通过上述方法多次测量后发现： 电动势的测量值与已知值几乎相同， 但内阻的测量值总是偏大， 若测量过程无误， 则内阻测量值总是偏大的原因是 _（填选项前的字母）A电压表内阻的影响B滑动变阻器的最大阻值偏小C的实际阻值比计算值偏小D的实际阻值比标称值偏大（ 2）某同学测量一个额定电压为3 V ，额定电流约为的小灯泡的伏安特性曲线，选用下列实验器材进行实验，电路图如下图所示：A电源 E：电动

15、势为，内阻不计；B电压表V：量程为，内阻约为C电流表A：量程为，内阻约为；D滑动变阻器器：最大阻值为，数额定电流为；E滑动变阻器器：最大阻值为，额定电流为：F开关 S，导线若干；若滑动变阻器a 端与滑片 P之间的电阻为Rx，滑动变阻器的最大阻值为，若在该实验中分别接入滑动变阻器R1，R2 调整小灯泡两端的电压U，则在额定电压范围内， U随变化的图象可能正确的是_。12 / 17【答案】（ 1） 1.01.66CD（ 2） B如果考虑电压表的内阻，则虚线部分相当于电源，测得的电阻相当于电源E 的内阻与 R0 串联后再与电压内阻并联的阻值，即测得的电阻值偏小，故A 错误；滑动变阻器的阻值不会影响r

16、 的测量结果， 故 B 错误；电表改装时， R1 的实际阻值比计算值偏小，可导致通过表头的电流偏小，电流表读数偏小， 故内阻测量值总量偏大，故 C 正确；结合电路图，由闭合电路欧姆定律E=U+I （ R0+r ）知， R0 的实际阻值比称标值偏大，可导致内阻测量值总量偏大，故D 正确。（ 2）设变阻器的全电阻为，变阻器左端电阻为1，根据欧姆定律可求出变阻器的输RR出电压应为，设变阻器两接线柱距离为L，则单位长度的电阻为，所以：，由于 R 并Rx ，且 R1 越小时 R并 越接近 R1，所即变阻器的输出电压，考虑电阻丝是圆形不是直线，所以x图象一定不能是线性关系，排U除 C、 D 选项，再根据上

17、面分析可知，当变阻器的全电阻越小时线性越好，变阻器的输出电压越大，所以可能符合实际的图象应是B，故选 B。11小华、小刚共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为：电池组（电动势约 6 V ，内阻 r 约 3 ）、电流表（量程2.0 A ，内阻 r A=0.8 ）、电阻箱R1（ 099.9 ）、滑动变阻器R2（ 0Rt ）、开关三个及导线若干。他们认为该电路可以用13 / 17来测电源的电动势、内阻和R2 接入电路的阻值。（ 1）小华先利用该电路准确地测出了R2 接入电路的阻值。他的主要操作步骤是：先将滑动变阻器滑片调到某位置，接着闭合S、 S2，断开 S1 ，读出电流表的示数

18、I ；再闭合S、 Sl ，断开 S2，调节电阻箱的电阻值为3.6时，电流表的示数也为I 。此时滑动变阻器接入电路的阻值为_ 。（ 2）小刚接着利用该电路测出了电源电动势E 和内电阻 r 。他的实验步骤为：a在闭合开关前， 调节电阻 R1 或 R2 至 _（选填“最大值” 或“最小值” ），之后闭合开关S，再闭合 _（选填“S1”或“S2”）；b调节电阻 _（选填“ R1”或“ R2”），得到一系列电阻值R 和电流 I的数据；c断开开关，整理实验仪器。图乙是他由实验数据绘出的图象，图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表 _ （用对应字母表示），电源电动势E=_V，内阻 r=_ 。（计算结果保留两位有

19、效数字）。【答案】（ 1） 3.6（ 2）最大值S 1R1 RA 与 r 之和6.0 2.8得：。【名师点睛】 本题中有两个难点，一个等电阻替代法测电阻原理，二是需要根据闭合欧14 / 17姆定律推导出的形式。12（ 2018云南省宣威市二中下学期期末考试）某中学生课外科技小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们为了测量这种电池的电动势E 和内阻 r ，设计了如下两种方案：方案一：（ 1）测电池内阻时， 选择多用电表 “ 10”倍率欧姆挡， 将两个表笔插入电池两极内侧，尽量靠近两极而不与两电极接触，此时欧姆表指针如图甲所示，则电池的内阻为_ ；（ 2）测电池电动势时，先在电池两端

20、连接一个滑动变阻器作为负载，然后用多用电表的直流电压挡分别测量外电压和内电压，其中测外电压时，选择开关置于直流电压1V 挡，指针位置如图乙所示，则此时的外电压为_V。（ 3）根据公式 E=_（用内电压 U内 和外电压 U外 表示）即可得到电池的电动势。方案二：用如图丙所示的电路进行测量，通过调节滑动变阻器得到多组电压电流值，描点做出UI 图如图丁所示；（ 1）由图可得，电池电动势 E=_V，内阻 r =_；（ 2）仅从测量的原理来看，由于电流表的分压作用，电压表示数比真实的路端电压，测得的电动势比真实的电动势_，测得的内阻比真实的内阻_；（以上三空均填“偏大”“偏小”或“相等”）（ 3）若所用电流表的内阻为100 ，则待测电池的真实内阻为_ 。15 / 17【答案】 方案