1、第3节 实验：电池的电动势和内阻的测量1(8分)某兴趣小组探究用不同方法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。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是(D)A一个安培表、一个伏特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两个安培表和一个滑动变阻器解析：A选项属于伏安法测定干电池的电动势和内阻的实验器材，A项正确；由UEr，B项正确；由EI(Rr)，C项正确；因不能读出滑动变阻器的阻值，D项错误。2(9分)(2020山东省济南市高三模拟)用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用电路如下图(a)所示，一位同学测得的6组数据如下表
2、所示。组别123456电流I/A0.120.200.310.320.500.57电压U/ V1.371.321.241.181.101.05(1)试根据这些数据在图(b)中作出UI图线。(2)根据图线求出电池的电动势E_1.46_ V，电池的内电阻r_0.72_。答案：(1)见解析图解析：本题考查用作图法处理实验数据。作图线时应使尽可能多的点落在直线上，个别偏离太大的点应舍去，图线如下图所示。由图线与纵轴的交点可得电动势E1.46 V，再读出图线与横轴交点的坐标(1.00，0.64)，由EUIr得r 0.72 。3(9分)某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验
3、数据绘出如图乙所示的R图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E_3_ V，r_1_。解析：由闭合电路的欧姆定律得EI(Rr)整理得：Rr由图像可知截距|r|IR斜率为E3.0 V。4(11分)某学生测量电源的电动势E及内阻r所需的实验器材如图2所示。(1)在图1画出实验电路原理图。(2)用笔画线代替导线在图2中，完成实物连线。(3)测量该电源电动势和内电阻所得的UI图线如图3，则由图3可知该电源的电动势为_6.0_ V，内电阻为_1.6_。(保留两位有效数字)答案：(1)(2)见解析解析：(1)测量电源的电动势和内阻时，只需要将滑动变阻器与电流表串联接在电源两端，由于电源内阻较
4、小，故相对于电源来说，电流表应采用外接法；原理图如图甲所示。(2)根据原理图，依次将各元件连接，注意导线不能交叉；连线图见图乙。(3)由图3可知，电源的电动势E6.0 V；图像的斜率的绝对值表示电源的内阻；故r 1.6 。5(11分)(2020广西北海市高二上学期期末)在“测定一节干电池的电动势和内阻”的实验中，提供如下实验器材：一节干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为1 )电压表V(量程02 V，内阻约为3 k)电流表A(量程00.6 A，内阻 0.2 )滑动变阻器R1(阻值 010 )滑动变阻器R2(阻值为050 )开关、导线若干(1)若考虑电流表、电压表内阻的影响，现希望能准确地测出这
5、节干电池的电动势和内阻，则应选择_乙_(填“甲”或“乙”)电路进行实验。为了调节方便，则滑动变阻器应该选择_R1_(填“R1”或“R2”)。(2)在进行了正确的选择和操作后，某同学通过调节滑动变阻器的滑片得到两组电流表与电压表的示数，分别为U11.0 V，I10.3 A；U20.7 V，I20.5 A。由此可求得该干电池的电动势E_1.45_ V，内阻r_1.3_。 解析：(1)图甲所示电路实验误差来源是电压表分流，图乙所示实验电路误差来源是电流表分压，由于电流表内阻已知，为减小实验误差，应选择图乙所示实验电路；为方便实验操作，滑动变阻器应选择R1。(2)根据图乙所示电路图，由闭合电路欧姆定律
6、可知： EUI(rRA)根据实验数据得：E1.00.3(rRA)，E0.70.5(rRA)，解得：E1.45 V，r1.3 。6(12分)某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材：待测电池，电动势约为1.5 V(小于1.5 V)电流表，量程3 mA电流表，量程0.6 A电压表，量程1.5 V电压表，量程3 V滑动变阻器，020 开关一个，导线若干(1)请选择实验中需要的器材_(填标号)。(2)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来。(3)小组由实验数据作出的UI图像如图乙所示，由图像可求得电源电动势为_1.4_ V，内电阻为_2.8_。答案：(2)如图所示解析：(1)
7、根据本实验的原理以及特点，所选器材是；(2)根据电路图连接实物图时，一定要看清电路的结构，滑动变阻器的接线柱所在的位置，注意导线不能交叉；(3)电源的电动势是纵轴截距1.4 V，内电阻r 2.8 。1(13分)(2019江苏省海头高中、海州高中高二上学期期中联考)某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0(约为2 k)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7 V，允许最大放电电流为100 mA)。实验室备有如下器材：A电压表 V(量程3 V，电阻R V约为4.0 k)B电流表A1(量程100 mA，电阻RA1约为5 )C电流表A2(量程2 mA，电阻RA2约为50 )D滑动变阻器R1(040 ，额
8、定电流1 A)E电阻箱R2(0999.9 )F开关S一只、导线若干(1)实验一：为了尽量准确测定电阻R0的阻值，小明设计了一电路，如图1所示为其对应的实物图，图中的电流表A应选_A2_(选填“A1”或“A2”)。请将实物连线补充完整_如解析图_。请判断用此电路测出来的R0较真实值相比_偏大_(填“偏大”或“偏小”)。(2)实验二：为测量锂电池的电动势E和内阻r ，某同学设计了如图2所示的电路图。求出与的关系式是，根据测量数据作出图像，如图3所示。若该图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势E，内阻r(用k和b表示)。解析：(1)电压表量程是3 V，通过待测电阻的最大电流I A0.001
9、 5 A1.5 mA，因此电流表应选A2；待测电阻R0阻值约为2 k，滑动变阻器R1与电阻箱R2最大阻值均远小于待测电阻阻值，变阻器采用限流接法时待测电阻电压与电流变化范围较小，不能测多组实验数据，为测多组实验数据，减小实验误差，滑动变阻器应采用分压接法；40，2，电流表应该采用内接法，实物电路图如图所示。因为电流表内阻的分压作用，使电压表示数偏大，则由欧姆定律可知，测量出的电阻值偏大；(2)由图2所示电路可知，EUIrUr，则，因此图像的纵轴截距b，电动势E，图像的斜率k，则电源内阻rkE。2(13分)为了测定电源电动势E、内阻r的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图甲所示
10、的电路。闭合开关，调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的阻值R，电压表 V1的示数U1，电压表 V2的示数U2。根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I，分别描绘了a、b两条UI图线，如图乙所示。请回答下列问题：(1)写出流过电阻箱的电流I的表达式I；(2)小灯泡两端电压随电流变化的图像是_b_；(选填“a”或“b”)(3)根据图乙可以求得电源的电动势E_3.0_ V，内阻r_2.0_，该电路中小灯泡消耗的最大功率为_1.0_W。解析：(1)首先要明白电路的组成，作出电路图，如图所示。电阻箱两端电压UU2U1，电阻箱阻值为R，所以流过电阻箱的电流I。(2)小灯泡两端电压随电流的增大而增大，所以选图线b
11、。(3)图线a为电源路端电压随电路中电流变化的关系图线，图线a与纵轴的交点为电源的电动势，E3.0 V，图线a斜率的绝对值为电源的内阻，r2.0 ，图线a、b的交点表示U1U2，即电阻箱的阻值为0，此时小灯泡消耗的功率最大，PUI1.0 W。3(14分)(2020辽宁省盘锦市高二上学期期末)为测定干电池的电动势和内阻，提供的实验器材如下所示：A干电池2节，每节干电池的电动势约为1.5 V，内阻约为0. 9 B电流表A(00.6 A，内阻约为0.5 )C滑动变阻器R1(050 ，额定电流为3 A)D滑动变阻器R2(01000 ，额定电流为1 A)E电流表G(03 mA，RG10 )F定值电阻R3
12、990 G定值电阻R490 (1)由于两节干电池的内阻较小，现将R03 的定值电阻与两节干电池串联后作为一个整体进行测量。在进行实验时，滑动变阻器应选用_C_，定值电阻应选用_F_；(填写实验器材前的编号)(2)在如图甲所示的虚线方框中补充完整本实验电路的原理图；_见解析_(3)根据实验测得数据作出I2I1的图线如图乙所示，其中I2为通过电流表G的电流，I1为通过电流表A的电流，根据该图线可知，两节干电池的总电动势为_3.0_V，总内阻为_2.0_ 。(结果均保留两位有效数字)解析：(1) 电源为两节干电池，电源的内阻较小，为多测几组实验数据，方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选C; 上述器材中没有直接给电压表，但给了两个电流表，将电流表G与定值电阻串联改装成电压表，改装后电压量程应不小于3 V，根据串联电路规律可知，应串联的电阻为R10 990 ，故选F；(2)用改装后的电压表测量电压值，用电流表A与滑动变阻器串联测电路电流，如图所示；(3)由电路图，根据闭合电路的欧姆定律可得EI2(R3RG)I1(R0r)整理得：I2由图像可知3.0 mA得：E3.0 Vr2.0 联立上式，代入数据解得E3.0 V，r2.0
