實驗：電池電動勢和內阻的測量 同步練習 高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

第=page1111頁，共=sectionpages1111頁試卷第=page66頁，共=sectionpages66頁12.3實驗：電池電動勢和內阻的測量一、單選題1．某興趣小組用不同方法探究測定干電池的電動勢和內阻，他們提出的實驗方案中有如下四種器材組合（已有干電池、導線和開關）。為使實驗結果盡可能準確，最不可取的一組器材是（）A．兩個電壓表和一個滑動變阻器B．一個伏特表和多個定值電阻C．一個安培表和一個電阻箱D．一個安培表、一個伏特表和一個滑動變阻器2．利用電流表和電壓表測一節(jié)干電池的電動勢和內電阻的實驗中，電路圖如圖所示，則下列說法正確的是（）A．閉合開關前，滑動變阻器的滑片應放在a端B．該實驗系統(tǒng)誤差的產生原因是電流表分壓C．閉合開關后，電壓表有示數，電流表示數為零的原因可能是滑動變阻器發(fā)生斷路D．應選用一節(jié)新的干電池作為被測電源，電池的電動勢比較大易測量3．某實驗小組通過圖甲所示的實驗電路圖測量一節(jié)干電池的電動勢和內電阻，根據測得的數據作出了如圖乙所示的圖線，以下結論錯誤的是（）A．干電池內阻的測量值為B．實驗誤差來源于電流表分壓C．干電池電動勢的測量值偏小D．干電池內阻的測量值偏小4．在甲、乙實驗電路中，電源有內阻。圖丙、丁是由電流表和電壓表測的數據繪制的圖像。下列說法正確的是（）A．丙圖是由甲電路測的數據繪制的圖像B．丁圖圖線與橫坐標包圍的面積表示被測電阻在某一狀態(tài)的電功率C．甲電路用于測量電阻的大小，由可得出電阻的阻值D．乙電路用于測量電源的電動勢和內阻，電壓表測量的是電源兩端的電壓5．如圖甲所示為測量一節(jié)干電池的電動勢和內阻的實驗電路圖，根據測得的數據作出了如圖乙所示的圖線，以下實驗結論正確的是（）A．電池電動勢測量值為B．電池內阻的測量值為C．外電路發(fā)生短路時的電流為D．電壓表的示數為時，電流表和滑動變阻器接入電路的總阻值為6．某同學利用如圖所示的電路測定干電池的電動勢和內電阻，在是否可忽略電流表內阻這兩種情況下，繪制兩類圖像。第一類圖像以電流表讀數I為橫坐標，將電流表和電阻箱讀數的乘積IR記為U作為縱坐標。第二類圖像以電阻箱讀數R為橫坐標，電流表讀數的倒數為縱坐標。下圖中實線代表電流表內阻可忽略的情況，虛線代表電流表內阻不可忽略的情況，這四幅圖中，能正確反映相關物理量之間關系的是（）A．B．C．D．二、多選題7．用伏安法測電池的電動勢和內阻的實驗中，下列說法正確的是A．應選用舊的干電池作為被測電源，以使電壓表讀數變化明顯B．應選用內阻較小的電壓表和電流表C．移動滑動變阻器的滑片時，不能使滑動變阻器短路造成電流表過載D．使滑動變阻器阻值盡量大一些，測量誤差才會小8．某同學利用如圖所示的電路做“測定電池的電動勢和內阻”的實驗，其中P、Q為內電表，則（）A．P為電流表B．P為電壓表C．Q為電壓表D．Q為電流表三、實驗題9．在“用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內電阻”的實驗中。（1）備有如下器材：干電池1節(jié)，量程合適的電壓表和電流表，開關、導線若干，另外還有可供選擇的滑動變阻器：A．滑動變阻器（0~1kΩ，額定電流2A）B．滑動變阻器（0~20Ω，額定電流2A）某同學按甲圖原理進行實驗，其中滑動變阻器應選；（只填器材前的序號）（2）根據實驗數據畫出的圖象如圖乙所示，由圖象可得電池的電動勢為V，內電阻為Ω；10．某同學想用伏安法測定一個電池的電動勢和內阻1實驗室的老師給他如下這些器材：①電壓表V（量程0~15V，內阻約15kΩ）；②電流表A（量程0~3.0A，內阻約0.5Ω）；③滑動變阻器R（0~100Ω，2.5A）；④定值電阻R0（3Ω，2.5A）；⑤開關，導線若干。2實驗后該同學用所測得的數據，已在U－I坐標中描好了數據點，如圖乙所示，請完成下列問題：（1）為了盡可能地減小誤差，請在圖甲的基礎上將本實驗的電路圖設計完整。（2）由圖乙可求得該電源電動勢E＝V，內阻r＝Ω。（結果保留一位小數）11．某研究性學習小組欲較準確地測量一新型電池的電動勢及其內阻（E約為10V，r約為2Ω），提供的器材有：電流表A（滿偏電流，內阻）；電阻箱（最大阻值10Ω）；電阻箱（最大阻值1000Ω）；開關與導線若干。（1）同學們根據給出的器材，設計出了如圖所示的電路，圖中電阻箱應選擇（填“”或“”）。（2）按電路圖連接好電路，接通開關，改變電阻箱連入電路中的阻值，并記錄電阻箱的阻值R及電流表的示數I，根據記錄數據作出圖像為一條直線，求得圖像的縱截距為b，斜率為k，則電池電動勢的表達式，內阻的表達式（用題目中給出的相應字母表示）。12．將導電材料置于磁場中，通以縱向電流，就會產生橫向電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應，如圖1是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應強度垂直于霍爾元件的工作面向下，通入如圖示方向的電流I，C、D兩側面的電勢差即為霍爾電壓。可以用圖2所示的符號表示霍爾元件，為了研究霍耳效應，同學們設計了如圖3所示的實驗電路。其中，電源E內阻極小，可以忽略；電壓表內阻很大，讀數設為；毫安表讀數I；R為滑動變阻器；霍耳元件使用了N型半導體砷化鎵（其導電粒子為電子），在C、D間接入數字毫伏表（圖中未畫出），就可以讀出霍耳電壓。①閉合電鍵S前，滑動變阻器的滑動頭應置于（選填：“a”或“b”）端；②圖1中霍耳元件的電極（選填：“C”或“D”）為高電勢；③通過正確測量方法得到、和I，在坐標紙上畫出圖線如圖4所示。通常我們將霍耳電壓與電流的比值，稱為輸出電阻，也稱為橫向電阻或霍耳電阻。由圖線可知，該霍耳元件的輸出電阻為，電源電動勢為V。13．利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻，要求盡量減小實驗誤差。（1）應該選擇的實驗電路是題圖中的（填“甲”或“乙”）。現(xiàn)有開關和導線若干，以及以下器材：A．電流表（0-0.6A）B．電流表（0-3A）C．電壓表（0-15V）D．電壓表（0-3V）E.滑動變阻器（0-10Ω）F.滑動變阻器（0-500Ω）（2）實驗中電流表應選用；電壓表應選用；滑動變阻器應選用。（均填相應器材前的字母）（3）根據實驗數據作出U-I圖像如圖所示，該電池的電動勢E=V，內阻r=Ω。（結果均保留三位有效數字）14．某同學要測量一節(jié)干電池的電動勢和內阻。他根據老師提供的以下器材，畫出了如圖甲所示的原理圖。①電壓表V（量程3V，內阻RV約為10kΩ）②電流表G（量程3mA，內阻RG=100Ω）③電流表A（量程3A，內阻約為0.5Ω）④滑動變阻器R1（0~20Ω，2A）⑤滑動變阻器R2（0~500Ω，1A）⑥定值電阻R3=0.5Ω⑦開關S和導線若干（1）該同學發(fā)現(xiàn)電流表A的量程太大，于是他將電流表G與定值電阻R3并聯(lián)，實際上是進行了電表的改裝，則他改裝后的電流表對應的量程是A。（保留兩位有效數字）（2）為了能準確地進行測量，同時為了操作方便，實驗中應選用的滑動變阻器是。（填寫器材編號）（3）該同學利用上述實驗原理圖測得數據，以電流表G讀數為橫坐標，以電壓表V的讀數為縱坐標繪出了如圖乙所示的圖線，根據圖線可求出電源的電動勢E=1.50V，電源的內阻r=Ω。15．某學習小組用兩種不同的金屬電極插入檸檬做了一個“水果電池”，為了測量該電池的電動勢和內阻，同學們經過討論設計的實驗電路圖如圖甲所示。（1）在圖甲中，①應為表，②應為表。（均填“電流”或“電壓”）（2）正確連接電路，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片，記錄多組U和I的值，并以U為縱坐標、I為橫坐標，作出的圖像如圖乙所示，則該水果電池的電動勢V、內阻Ω。（結果均保留三位有效數字）（3）為測未知電阻Rx，某同學將Rx改接在A、B之間，其他部分保持不變，電路圖如圖丙所示。正確連接電路后重新實驗，得到另一條圖線，分析發(fā)現(xiàn)圖線滿足關系式，則未知電阻的阻值。（用b、k和r表示）16．當今人工智能技術迅猛發(fā)展，電池是新型人工智能機器人的重要部分，某新型機器人上的一節(jié)電池的電動勢約為3V，內阻約為2~7Ω，為測量該電池的電動勢和內阻，實驗室可供選用的器材如下：A．待測電池B．定值電阻R0（R0＝1.8Ω）C．電壓表V（量程3V，內阻約2kΩ）D．電流表A（量程0.6A，內阻RA＝1.2Ω）E．電阻箱（0~99.99Ω，額定電流1.5A）F．開關一個、導線若干（1）甲、乙兩位同學為測量出該電池的電動勢和內阻，各自想出了自己的測量方法，設計電路分別如圖、圖所示，則你認為合理的是。A．甲的設計B．乙的設計C．誤差幾乎一樣，都可以D．兩人的設計都不行（2）如果按甲同學所設計的電路進行測量得到電阻箱的電阻R和電流表的讀數I以及計算出的多組數據后，作出了如圖所示的圖像。請你幫助他分析計算電池的電動勢E＝V，內阻r＝Ω。（結果均保留1位小數）17．某實驗小組用銅片和鋅片作為2個電極插入蘋果制成水果電池，測量水果電池的電動勢和內阻。小組成員設計了兩個方案進行測量，電路原理如圖所示。實驗室可供器材如下：電壓表V（，內阻約；，內阻約）；電流表A（，內阻約；，內阻約）；微安表G（量程：內阻）；滑動變阻器（額定電流，最大阻值）；電阻箱（最大阻值）；開關、導線若干。

（1）查閱資料知道蘋果電池的電動勢約為，內阻約為，經過分析后發(fā)現(xiàn)方案A不合適，你認為方案A不合適的原因，下列說法不正確的是()A．滑動變阻器起不到調節(jié)的作用B．電流表幾乎沒有示數C．電壓表分流明顯導致測量誤差偏大D．電壓表示數達不到量程的三分之一（2）實驗小組根據方案B進行實驗，多次改變電阻箱R的阻值，讀出微安表G示數I，根據測得的數據作出圖像。如圖所示，根據圖像可得，“水果電池”的電動勢V，內電阻。（以上兩空結果均保留兩位有效數字）18．某同學用下列器材測電源的電動勢與內阻。A．待測電源（電動勢E約6V，內阻約4Ω）B．電流表A（量程1.0A，內阻約1.5Ω）C．電阻箱R（0~999.9Ω）D．定值電阻R1=10ΩE．定值電阻R2=20ΩF．開關、導線若干（1）該同學先將器材連接成圖甲所示的電路測量電流表內阻RA，閉合開關S1，反復調節(jié)電阻箱阻值，當R=2.4Ω時，發(fā)現(xiàn)閉合和打開開關S2時電流表指針指示值相同，則電流表的內阻RA=Ω，若忽略偶然誤差，從理論上分析，實驗測得的電流表內阻值（填“大于”小于”或“等于”）真實值。（2）該同學利用測得的電流表內阻，又將部分器材連接成圖乙所示的電路測電源的電動勢與內阻．將電阻箱阻值調到最大，閉合開關S；多次調節(jié)電阻箱，記下電流表的示數I和電阻箱相應阻值R；將測量數據在坐標系中描點如圖丙如示，則電源的電動勢E=V，內阻r=Ω（結果保留兩位有效數字）。19．某位同學用伏安法想盡量準確的測量一節(jié)干電池的電動勢和內電阻，可供選擇的器材有：A．毫安表A1（量程10mA，內阻為100Ω）B．毫安表A2（量程120mA，內阻為20Ω）C．定值電阻R1=5ΩD．定值電阻R2=0.1ΩE、定值電阻R3=200ΩF、定值電阻R4=1400ΩG、滑動變阻器RH、開關、導線若干要求使用已有器材改裝一量程為0.6A的電流表和一量程為3V的電壓表，并設計電路如圖甲，根據測量所得數據，描點作圖，得到毫安表A1和A2的示數I1與I2關系曲線如圖乙所示，則電池的電動勢E=V，內電阻r=Ω。（結果均保留兩位有效數字）20．同學們用如圖1所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢和內電阻。實驗室提供的器材如下：電壓表，電阻箱（阻值范圍）；開關、導線若干。（1）請根據圖1所示的電路圖，在圖2中用筆替代導線，畫出連線，把器材連接起來。（2）某同學開始做實驗，先把變阻箱阻值調到最大，再接通開關，然后改變電阻箱，隨之電壓表示數發(fā)生變化，讀取和對應的，并將相應的數據轉化為坐標點描繪在圖中。請將圖3、圖4中電阻箱和電壓表所示的數據轉化為坐標點描繪在圖5所示的坐標系中（描點用“+”表示），并畫出圖線；（3）根據圖5中實驗數據繪出的圖線可以得出該電池組電動勢的測量