届高考高三二轮复习实验培优练电源的电动势和内阻的测量.docx

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届高考高三二轮复习实验培优练电源的电动势和内阻的测量

2020届高考高三二轮复习实验培优练：

电源的电动势和内阻的测量

一、实验题

1．某个同学设计了一个电路，既能测量电池组的电动势E和内阻r，又能同时测量未知电阻Rx的阻值。

器材如下：

A．电池组（四节干电池）

B．待测电阻Rx（约l0Ω）

C．电压表V1（量程3V、内阻很大）

D．电压表V2（量程6V、内阻很大）

E．电阻箱R（最大阻值99.9Ω）

F．开关一只，导线若干

实验步骤如下：

（1）将实验器材连接成如图（a）所示的电路，闭合开关，调节电阻箱的阻值，先让电压表V1接近满偏，逐渐增加电

阻箱的阻值，并分别读出两只电压表的读数。

果。

由图可求得电池组的电动势E=__V，内阻r=____Ω；两图线的交点的横坐标为___A，纵坐标为________V.（结

果均保留两位有效数字）

2．某同学现有以下器材，他希望利用它们来测量某电池的电动势和内阻。

A．被测电池（电动势在10V～15V之间，内阻未知）

B．电阻箱（0～20Ω）

C．滑动变阻器（最大阻值20Ω）

D．定值电阻R0（阻值5Ω）

E．电流表A1（量程3A，内阻忽略不计）

F．电流表A2（量程0.6A，内阻忽略不计）

G．电键

H．导线若干

①实验时电阻箱和滑动变阻器二者中应选择___________________；

②在虚线框内画出实验原理图（请在图中表明所选器材的符号）______；

③根据图线求出电池的电动势为________V，内阻为________Ω。

3．在测量一节干电池电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路。

（1）根据图甲实验电路，请在乙图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接________；

（2）实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P调到_______（选填“a”或““b”端）；

（3）合上开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；

S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。

在同一坐标系

内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象，如图丙所示，两直线与纵轴的截距分别为UA、

UB，与横轴的截距分别为IA、IB。

①S2接2位置时，作出的U-I图线是图丙中的________（选填“A”或“B”）线；测出的电池电动势E测和内阻r

测,与真实值相比有E测______E真，r测_______r真（选填“>”、“<”或“=”）；

②由图丙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为：

E真=___，r真=________。

4．某同学用如图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r，R为电阻箱。

干电池的工作电流不宜超过0.5A，实

验室提供的器材如下：

电压表（量程0〜3V，内阻约3kΩ）；电阻箱（阻值范围0〜999.9Ω）；开关、导线若干。

（1）请根据图甲的电路图在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路__________。

（2）实验时，改变电阻箱R的值，记录电压表的示数U，得到若干组R、U的数据。

根据实验数据绘出如图丙所示的

（3）关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是（______）

A．电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差

B．该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差

C．本实验用图像法处理数据可以减小偶然误差

D．如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差

5．目前汽车上都有车载电瓶作为备用电源，用久以后性能会下降，表现之一为电瓶的电动势变小，内阻变大。

某

兴趣小组将一块旧的车载电瓶充满电，准备利用下列器材测量电瓶的电动势和内电阻。

A．待测电瓶，电动势约为9V，内阻约几欧姆

B．直流电压表V1、V2，量程均为9V，内阻约为9kΩ

C．定值电阻R0未知

D．滑动变咀器R，最大阻值Rm已知

E.导线和开关

（1）根据如图乙所示的电路图，用笔画线代替导线将图甲实物图连接完整。

（2）实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R0的阻值，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm，再闭合

开关，电压表V1和V2的读数分别为U1、U2，则R0＝_____（用U1、U2、Rm表示）。

（3）实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1－U2图象如图丙所示，图中

直线斜率为k.与横轴的截距为b，则电瓶的电动势E＝_____，内阻r＝_____（用k、b、R0表示）。

6．有一节干电池，电动势已知为1.5V。

某小组要用以下器材测量其内阻：

A．待测电池（E=1.5V,内阻约几欧）

B．电流表（量程为100μA,内阻约几百欧）

C．电阻箱R（099.9Ω,1A）

D．滑动变阻器R0（015kΩ,0.1A）

E.开关S1、S2和导线若干

实验电路图如图所示。

实验步骤如下：

①闭合S1,断开S2,调节R0使电流表满偏（指针指在I=100μA刻度处）；

②调整电阻箱R,使其为较大的阻值R1,再闭合S2,读出电流表的示数I1;

③逐渐减小电阻箱R的阻值，使其分别等于R2、R3、…，读出对应的电流表的示数I2、I3、…；

回答以下问题。

（1）步骤①中，电流表满偏时，滑动变阻器与电流表内阻的总阻值为_____kΩ；

（2）步骤③中改变电阻箱阻值时，开关S2应处于_____（填“闭合”或“断开”）状态；

（3）求内阻有两种方法：

①利用多组数据作出图像求解，②利用其中任意两组数据求解。

两种方法相比，减小偶

然误差最有效的方法是_____（填“①”或“②”）；

（4）电池内阻r=_____Ω。

7．为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R0的阻值，某同学利用DIS设计了如图所示的电路，闭合

电键Sl，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据；

并根据测量数据利用计算机分别描绘了如图所示的M、N两条U－I直线，不考虑传感器在测量过程中对电路的影

响，请回答下列问题：

（1）根据图中的M、N两条直线可知___________。

A．直线M是根据电压传感器l和电流传感器的数据画的

B．直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据画的

C．直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据画的

D．直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画的

（2）图象中两直线交点处电路中的工作状态是______。

A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端

B．电源的输出功率最大

C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5W

D．电源的效率达到最大值

（3）根据图可以求得电源电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。

8．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。

要求尽量减小实验误差。

（1）应该选择的实验电路是图中的_______（选项“甲或‘乙”）；

（2）现有开关和导线若干，以及以下器材：

A．电流表A1：

量程0~0.6A，内阻约0.125Ω

B．电压表V1：

量程0~3V，内阻约3kΩ

C．电压表V2：

量程0~15V，内阻约15kΩ

D．滑动变阻器0~50Ω

E.滑动变阻器0~500Ω

实验中电压表应选用：

_______；滑动变阻器应选用：

_______（选填相应器材前的字母）；

（3）某位同学记录下数据，并画出一图线。

根据图中所画图线可得出干电池的电动势E=_______V，内电阻

r=_______Ω；

（4）甲电路中，产生误差的主要原因是_______；

（5）若采用甲电路图，实验过程中存在系统误差。

在图所绘图像中，虚线代表没有误差情况下，电压表两端电压

的真实值与通过电源电流真实值关系的图像，实线是根据测量数据绘出的图像，则图中能正确表示二者关系的是

_______（选填选项下面的字母）。

A．B．C．D．

9．用如（甲）图所示的实验电路测电源电动势和内电阻，其中R0为定值电阻，R为阻值可调可读的电阻箱．

（1）实验中电源电动势E、电压传感器读数U、电阻箱读数R、定值电阻阻值R0、电源内阻阻值r之间的关系式为

E=_________．

（2）实验测得多组电阻箱读数R及对应的电压传感器读数U，选取电阻箱读数R（Ω）为横坐标，选取y为纵坐标，由

计算机拟合得到如图（乙）所示的实验图像，则纵坐标________

（3）若R0=1Ω，根据在

（2）中选取的纵坐标y，由实验图像（乙）可得电源电动势E=_________V，内阻r=_________Ω（结

果保留两位有效数字）

10．实验小组要测定一个电池组的电动势E和内阻r，已知电池组的电动势约为4.5V、内阻约几欧姆，可用的实验

器材有：

待测电源（电动势约4.5V，内阻约几欧姆）：

电压表V1（量程0－6V）

电压表V2（量程0－3V）

滑动变阻器R1（阻值0－5.0Ω）

滑动变阻器R2（阻值0－15.0Ω）

开关S一个，导线若干

（1）实验小组的某同学利用以上器材，设计了如图所示的电路，M、N分别是电压表___________、P、Q分别是滑动

变阻器___________、___________（填器材对应符号）；

（2）按照电路将器材连接好，先将P、Q均调节到最大值，闭合电键S，然后___________（填写对应的实验操作过程），

依次记录M、N的示数；

（3）根据M、N数据作出如下M、N图象，由M、N图象得到的电池电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。

（保留两位有效数字）。

11．某电池的电动势约为10V，内阻约为50，已知该电池允许输出的最大电流为50mA。

为了测定这个电池的

电动势和内阻，某同学利用图示电路进行实验，图中电流表的内阻RA=2.5Ω，R为电阻箱，阻值范围0～999.9Ω，

R0为定值电阻，对电源起保护作用。

（1）本实验中的R0应选____________（填字母）。

A．10ΩB．150ΩC．250ΩD．500Ω

（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了

如图所示的图象，则根据图象可求得该电池的电动势为E=________V，内阻r=___________。

12．在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有：

A．干电池一节

B．电流表（量程0．6A）

C．电压表（量程0～3V）

D．电键S和若干导线

E．滑动变阻器R（最大阻值20Ω，允许最大电流2A）

①为使测量尽可能精确，请根据原理图甲用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图连成实验电路（已连接了部分线）．

②完成下列实验步骤中所缺的内容：

A．按实验要求连接好电路，使滑动变阻器以阻值接入电路中（选填“最大”或“最小”）．

B．闭合电键，移动滑动变阻器的滑片，使电压表和电流表的指针有明显偏转，读取电压表和电流表的示数．

C．继续移动，并再次读取电压表和电流表的示数．用同样方法测量多组数据．

D．断开电键，整理好器材，进行实验数据处理．

③将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中，作出U—I图线，由此求得待测电池的电动势E=V，内电阻r=

Ω．（结果保留三位有效数字）

13．某同学要测某新型手机电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，电路中R0为定值电阻，阻值大小为

3.5Ω。

（1）请按电路图完成图乙中实物图的连接_________。

（2）闭合开关S前，应先将实物图中的滑动变阻器的滑片移到最_______（填“左”或“右”端），电路中定值电阻R0

的作用是_______________________________________。

（3）闭合S，调节滑动变阻器的滑片，测出多组电流表和电压表的值，作出U—I图像如图丙所示，则电池的电动

势E=_____V，电池的内阻r=______Ω。

（4）本实验由于存在系统误差，使得电动势的测量值比真实值_______（填“大”或“小”），电池内阻的测量值比真实

值__________（填“大”或“小”）。

14．将铜片和锌片插入水果中可制成水果电池，现要测量番茄电池的电动势和内阻，三位同学一起进行的实验研究。

（1）乙同学用以下器材设计了如图（a）所示的电路

A．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）

B．电流表（0~0.6A，内阻为几欧）

C．滑动变阻器（0~50Ω）

D．开关1个、导线若干

闭合开关后，发现左右滑动滑动变阻器的滑片，电流表与电压表都几乎没有示数（经检查，电路无故障），请分析

电表无示数的原因是___________________。

（2）丙同学分析了乙同学的实验结果的原因后，使用1个电阻箱（0~9999Ω）和1个微安表（0~300μA，内阻为

横坐标，得到如图（c）所示的图像。

根据图像可得到番茄电池的电动势为________V，内阻为________Ω。

（结果保留

4位有效数字）

15．某同学设想运用如图甲所示的实验电路，测量未知电阻Rx的阻值、电流表A的内阻和电源（内阻忽略不计）

的电动势，实验过程中电流表的读数始终符合实验要求。

（1）为了测量未知电阻Rx的阻值，他在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至_______（选填“最大”或“最

小”），然后闭合开关K1，将开关K2拨至1位置，调节R2使电流表A有明显读数I0；接着将开关K2拨至2位置。

保持R2不变，调节R1，当调节R1=34.2Ω时，电流表A读数仍为I0，则该未知电阻的阻值Rx=_______Ω。

（2）为了测量电流表A的内阻RA和电源（内阻忽略不计）的电动势E，他将R1的阻值调到R1=1.5Ω，R2调到最

大，将开关K2拨至2位置，闭合开关K1；然后多次调节R2，并在表格中记录下了各次R2的阻值和对应电流表A

的读数I；最后根据记录的数据，他画出了如图乙所示的图象，根据你所学知识和题中所给字母写出该图象对应的

函数表达式为:

_______；利用图象中的数据可求得，电流表A的内阻RA=__Ω，电源（内阻忽略不计）的电动势E=_____

V。