高中物理实验：电池电动势和内阻的测量实验探究专题训练

1、外装订线请不要在装订线内答题内装订线高中物理必修3实验：电池电动势和内阻的测量实验探究专题训练姓名：_ 班级：_考号：_一、实验,探究题（共8题）1、 某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻.实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：电压表：V（量程3V，内阻Rv约为10k）电流表：G（量程3mA，内阻Rg=100）滑动变阻器：R（阻值范围010，额定电流2A）定值电阻：R0=0.5（1）该同学将电流表G与定值电阻R0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（2）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读数为纵坐标绘出了如图乙所示

2、的图线，根据图线可求出电源的电动势E= _ V（结果保留三位有效数字），电源的内阻r= _ （结果保留两位有效数字）（3）由于电压表内阻电阻对电路造成影响，本实验电路测量结果电动势E _ ，内阻r _ （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）2、 某研究性学习小组用如图所示的电路，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 R 0 起保护作用。 （ 1 ）按正确的器材连接好实验电路后，接通开关，改变滑动变阻器的阻值 R ，读出对应的电流表的示数 I 和电压表的示数 U ，并作记录。某同学记录的实验数据，根据这些数据在图中画出了 U - I

3、 图线。根据图线得到被测电池的电动势 E =_V ，内电阻 r =_ （结果保留三位有效数字）。 （ 2 ）引起该实验误差的主要原因是 _ 。 A 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大 B 由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比电源实际输出的电压大 C 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小 D 由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比电源实际输出的电压小 3、 利用如图所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R（最大阻值999.9），电阻R0（阻值为3.0），电阻R1（阻值为3.0），电流表A（量程为200mA，

4、内阻为RA=6.0），开关实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关；多次调节电阻箱，记下电流表的示数和电阻箱对应的阻值；以为纵坐标，R为横坐标，作图线（用直线拟合）；求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b回答下列问题（1）分别用和表示电源的电动势和内阻，则与的关系式为 （2）实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻时电流表的示数如图（b）所示，读出数据，完成下表答： ， （3）在图（c）的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率= A-1-1，截距= A-1（4）根据图线求得电源电动势= V，内阻= 4、 两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路测定值电阻R0、电源的电动势E和内电

5、阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一位同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据并根据数据描绘了如图(b)所示的两条UI图线回答下列问题：(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知（_）A甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据B甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据C乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据 D乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是（_）A滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端 B电源的输出功率最大C定值电阻R0上消耗的功率为0.5 W D电源的效率达到最大值(3)根据图(b)，可以

6、求出定值电阻R0_，电源电动势E_V，内电阻r_. 5、 某实验小组要测定一电池组的电动势和内阻，选用器材如下：待测电池组（电动势约为，内阻约为）电压表（量程，内阻约为）电流表（量程，内阻约为）滑动变阻器（，额定电流）(1)要求测量结果尽量准确，应选用甲、乙两电路图中的_图电路；(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的_端；（填“”或“”）(3)实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数和对应的电流表读数，并作出图像，如图丙所示。根据图象可知，电池组的电动势为_，

7、内阻为_。（小数点后均保留两位）6、 某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（）一个、开关两个、导线若干电路图如图所示;在图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接_请完成下列主要实验步骤：A检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图所示，读得电阻值是_；B将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V；C将开关S2_，电压表的示数是1.16 V；断开开关S1使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_（计算结果保留两位有效数字）7、 实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的

8、器材有：干电池一节（电动势约1.5 V，内阻小于1 ）；电压表V （量程3 V，内阻约3 k）；电流表A （量程0.6 A，内阻约1 ）；滑动变阻器R （最大阻值为20 ）；定值电阻R1 （阻值2 ）；定值电阻R2 （阻值5 ）；开关一个，导线若干。(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U-I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是_。（单选，填正确答案标号） A电压表分流B干电池内阻较小C滑动变阻器最大阻值较小D电流 表内阻较小(2)针对电压表示数的变

9、化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。序号1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52请根据实验数据，回答以下问题：答题卡的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在答题卡的坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像_。根据实验数据可知，所选的定值电阻为_ （填“R1”或“R2”）。用笔画线代替导线，请在答题卡上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路_。8、 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r1

10、=1.0 k，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I1、I2数据，作出图象如右图由I1I2图象得到电池的电动势E=_V，内阻r=_=参考答案=一、实验,探究题1、 ； 1.48； ； 偏小； 偏小； 【详解】（1）设改

11、装后电流表的量程为I，则有，（2）由上可知，改装后电流表的量程是电流表G量程的200倍，图象的纵截距b等于电源的电动势，由图读出电源的电动势E=1.48V图线的斜率大小k=r，由数学知识得：，则电源的内阻；（3）可用“等效电源法”分析误差大小：可以把电源与电压表看做一等效电源，则电动势测量值等于外电路断开时“等效电源”两极间的电压，由于电压表不是理想电表，所以有电流通过“电源”，因而路端电压要小于电动势，所以电动势测量值小于真实值即偏小；同理，此电路测得的内电阻是“等效电源”的内阻，即电压表与电池内阻的并联电阻，所以测得的内阻也小于真实值2、 1.45 1.37 C 【详解】 (1) 根据闭合

12、电路欧姆定律，有 图线与纵轴的交点表示电动势，即 图线的斜率表示内阻，即 (2) 引起该实验误差的主要原因是由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小。 3、 （1）（2）0.110 9.09（3）1，（4），【详解】（1）电流表和电阻并联构成大量程电流表，电流表读数为，根据，可得电路的总电流为，大量程电流表电阻为，电路总电阻为，电流，所以（2）根据图（b）可得电流表示数为，所以（3）描点作图如下所示：为一条倾斜的直线，根据图线可得斜率：，截距。（4）根据，可得：，解得：，4、 AD BC 2.0 1.50 1.0 【解析】（1）从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压

13、表V1的读数减小，电压表V2的读数增大甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据绘制图象的，故B错误，A正确；乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据绘制图象的，故C错误，D正确故选AD（2）图象中两直线的交点表示电压表V1的读数与电压表V2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，故A错误；图象可以得出电阻R0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，故B正确；定值电阻R0消耗功率为：P=U2I=1.00.5 W=0.5 W，故C正确；电源的效率为：，U越大，效率越大，故D错误故选BC（

14、3）从图象可以得出定值电阻R0的阻值为：；从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.50 V，即电源的电动势为1.50 V，图象斜率的绝对值为：，即电源的内阻为r=1.0【点睛】本题考查测量电动势和内电阻实验的数据和定值电阻电流及电压数据的处理，要求能明确实验原理，并能正确用图象法求出电势和内电阻5、 甲 2.95 0.90 【详解】(1)若用乙电路，则电流表内阻对电源内阻的测量的影响较大，则要测量结果尽量准确，应选用甲电路；(2)闭合开关前，滑动变阻器的电阻应该最大，即滑片应置于滑动变阻器的b端； (3)根据图象可知，电池组的电动势为E=2.95内阻为6、 20 闭合 0.69 【详解】

15、实物连线如图电阻箱的阻值为210=20测量电源电动势和内阻主要采取的方法是通过改变外电阻改变路端电压，利用E=U+Ir得到方程组求解，所以本题中通过通断开关改变外电阻由闭合电路欧姆定律有E=U1+I1r；E=U2+I2r解得内阻r=0.69【点睛】难度中等，要理解本实验的实验原理，是通过闭合电路欧姆定律测量的，即公式E=U+Ir的应用，通过多次改变路端电压和电流得到方程组求解出电源电动势和内阻7、 B R1 【解析】(1)电压表示数变化过小，则原因是外电阻比内阻大的多，即电源内阻偏小，故选B。(2)根据数据做出U-I图像如图；由图像可知电源内阻小于1，则定值电阻大于1.63，可知定值电阻为R1；定值电阻与电源串联，电路如图；8、 1.41（1.361.44均可） 0.5（0.40.6均可） 【解析】用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电