12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 强化基础 同步练习题（word版含答案）

12.3 实验：电池电动势的测量
一、单选题
1．用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，实验中可供选择的电压表有两个，量程分别为A（0~2V）、B（0~5V），滑动变阻器两个，规格分别为C（0~1000）、D（0~20），应选用的电压表和滑动变阻器分别为（　　）
A．A，C B．A，D C．B，C D．B，D
2．某同学做“测定电池的电动势和内阻”实验，电路如图所示．测得电流与路端电压的数据见下表：
组次 物理量 1 2 3 4 …
I/A 1.72 1.35 0.98 0.63 …
U/V 1.88 1.92 1.78 1.98 …
其中存在测量错误的数据是（ ）
A．第1组 B．第2组 C．第3组 D．第4组
3．采用如图所示的电路，通过改变外电路电阻R，测出多组U、I的数据，作出图像，利用图像可以求解出电源的电动势和内电阻；某同学考虑到实验中使用的电压表和电流表的实际特点，认为本实验是存在系统误差的；关于该实验的系统误差，下列分析正确的是（　　）
A．滑动变阻器接入电路的阻值越大，系统误差越小
B．滑动变阻器接入电路的阻值大小对系统误差没有影响
C．电流表的分压作用导致该实验产生系统误差
D．电压表的分流作用导致该实验产生系统误差
4．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。应该选择的实验电路是题图中的（　　）
A． B．
C． D．
5．某同学用如图甲所示的电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验，并根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图象，由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，关于该同学实验测量值误差的分析正确的是 ( )
A．由于电压表的分流作用，使得内阻的测量值大于真实值
B．由于电压表的分流作用，使得内阻的测量值小于真实值
C．由于电流表的分压作用，使得内阻的测量值大于真实值
D．由于电流表的分压作用，使得内阻的测量值小于真实值
二、多选题
6．在用图所示的电路测量电池电动势和内阻的实验中，若有两只量程相同的电压表V1和V2，内阻；两只量程相同的电流表A1和A2，内阻。为了使E、r的测量精确些，选择的电表可以是（　　）
A．V1和A2 B．V2和A2 C．V2和A1 D．V1和A1
7．某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20 Ω，连接电路的实物图如图所示．关于该学生接线的说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器不起变阻作用
B．电流表接线有误
C．电压表量程选用不当
D．电压表接线正确
8．在测量电源电动势和内阻的实验中，为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，还需要用到一些其它的实验器材，下面给出的四组实验器材中，能完成实验目的有哪几组（　　）
A．一个电流表和一个电阻箱
B．一个电压表和一个电阻箱
C．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器
D．一个电流表和一个滑动变阻器
三、实验题
9．某实验小组正在测定一节新型电池的电动势和内阻，已知该电池的电动势约为4 V，内阻很小，现要选取一个定值电阻R0当作保护电阻，同时还可以等效到电源内以增大电源的内阻。
（1）如果要准确测定R0的阻值，在操作台上准备了如下实验器材：
A．电压表V（量程4 V，电阻约为4 kΩ）
B．电流表A（量程1 A，内阻很小）
C．定值电阻R1（阻值约2 Ω）
D．定值电阻R2（阻值约10 Ω）
E.滑动变阻器R3（0~10 Ω，允许通过的最大电流为1 A）
F.开关S一个，导线若干
根据上述器材，小组的一位成员，设计了如图甲所示的电路原理图，所选取的相应器材（电源用待测的新型电池）均标在图上，应把R1、R2中的________选为待测电阻R0；其实验电路图中有什么不妥之处，你认为应该怎样调整？_____________。

（2）为了测量该新型电池的电动势和内阻，试在图乙中将所选器材进行连接（用笔画线表示导线）_____。根据实验记录，做出的U I图线如图丙所示，从中可以求出待测新型电池的内阻与定值电阻的总阻值为________ Ω，电池电动势为________ V。
10．在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，某同学利用两个理想电流表A1、A2和定值电阻R0＝2000 Ω以及滑动变阻器，设计了如图甲所示的电路来测量一个电池组的电动势和内阻，用I1和I2分别表示通过电流表A1和A2的电流，该同学测出的实验数据如下表所示：
I1/mA I2/A
1 1.35 0.30
2 1.30 0.40
3 1.20 0.60
4 1.10 0.80
5 1.05 0.90
（1）根据实验测得的数据，在图乙的坐标纸上绘出I1－I2图线______；
（2）由I1－I2图线得出，被测电池组的电动势E＝____ V，内阻r＝________ Ω。（结果均保留两位有效数字）
11．测定干电池的电动势和内阻的电路如图（a）所示，MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，定值电阻R0。调节滑片，记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x，绘制出图（b）所示的U—I图像。
（1）由图（b）求得电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω（均保留2位小数）；
（2）实验中因电表内阻的影响，电动势测量值___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值；
（3）根据实验数据可绘出图（c）所示的图像。若图像斜率为k，电阻丝横截面积为S，则电阻丝的电阻率=___________，电表内阻对电阻率的测量___________（选填“有”或“没有”）影响。
12．某同学要测定电池组（两节干电池组成）的电动势和内阻，该同学设计了如图甲所示的原理图并进行实验。其中定值电阻R0＝2.0Ω，毫安表量程为50mA，内阻Rg＝40Ω。
（1）电阻箱的取值如图乙所示，将图甲中虚线框内电路视为电流表，其量程为________mA。
（2）实验步骤如下：
①将滑动变阻器R的滑片移到________（填“A”或“B”）端，闭合开关S。
②改变滑片位置，记下电压表的示数U和毫安表的示数I，某次电压表示数如图丙所示，其读数为________V。
③将实验所测数据描绘在如图丁所示的坐标纸上，作出了U－I图线。
④根据图线求得电池组的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（结果均保留两位有效数字）
13．学校物理兴趣小组用如图甲所示的电路测定一粗细均匀的铅笔芯（图甲中的ab）的电阻率，保护电阻R0及电源电动势E均已知，电流表的内阻很小，滑片P与铅笔芯始终接触良好。
（1）若用螺旋测微器测得铅笔芯的直径如图乙所示，则铅笔芯的直径d=_______mm。
（2）团合开关，调节滑片P的位置，分别测量每次实验中aP的长度x及对应的电流I，画出-x图像如图丙所示。若该图像的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则铅笔芯的电阻率=_______（用相关物理量的符号表示）。
（3）由（2）可知，本实验还可以测定电源的内阻，该内阻r=_______（用相关物理量的符号表示）。
（4）若不考虑偶然误差，从实验原理上看，测得的电源内阻_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，其原因是_______。
14．某同学设计了如图甲所示的实物电路来测电源的电动势和内阻。
（1）请在方框内画出实验电路图。( )
（2）该同学在闭合开关后，发现电压表无示数，电流表有示数，在选用器材时，除了导线外，其他器材经检测都是完好的，则出现故障的原因是___________（请用接线柱处的字母表示）。
（3）实验前，有 “新干电池”“旧干电池”两种待测电源供选择，为了使实验效果明显，应该选择的是___________。
（4）该同学测量时记录了5组数据，并根据这些数据画出了U-I图线，如图乙中直线AB所示，则测得电源的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。
（5）本实验中测得的电池内阻比真实值___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”），从两表的内阻考虑，引起该实验系统误差的主要原因是___________。
15．在“测定一节干电池的电动势和内阻”实验中，某实验小组利用如图甲所示电路进行测量。
（1）请在图乙中相应位置的实物图上用笔画线代替导线补充完成必需的连接______；
（2）该实验小组在实验中得到的五组数据如表所示，其中缺少一个电流的数值如图所示，则电流表的读数应为______A，电压表读数应为______V。
实验次数 1 2 3 4 5
电流I/A 0.10 0.20 0.40 0.50
电压U/V 1.37 1.29 1.12 1.05
（3）据上述五组数据画出的U－I图像如图所示，求得干电池的电动势为E＝______V，内阻为r＝______Ω（保留3位有效数字）。
16．一般旧电池的电动势与新电池的相差不大，但内阻比新电池的大。某兴趣小组设计了如图甲所示电路进行测量，以研究它们的区别。已知两干电池串联的总电动势等于两个电动势之和，总内阻等于两个内阻之和，实验室提供了如下器材：
新、旧干电池各一节（每节电动势约1.5V）
电压表V1、V2（量程0~3V，内阻约3kΩ）
电流表A（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）
滑动变阻器（最大阻值3kΩ）
滑动变阻器（最大阻值20Ω）
开关，导线若干
（1）为了便于操作及测量，滑动变阻器应选____________（选填“”或“”）；
（2）按甲图连接好实验电路，闭合S1和S2，小组通过调节变阻器阻值使电流表示数逐渐变大，获得V1、V2和A示数的多组数据；
（3）利用实验数据在坐标纸上分别描绘出U－I图像如图乙。由该图像可得，干电池的内阻为________Ω（保留两位有效数字），该电池是__________（选填“新”或“旧”）电池；
（4）不考虑电表内阻对电路的影响，当外电阻R小于________Ω时，旧电池提供的电能反而小于自身内阻消耗的电能。（保留两位有效数字）
17．某同学在实验室进行了“测定新型电池电动势和内阻”的实验。
实验器材如下：
两节相同的待测电池（每节电池电动势约为1.5V，内阻约为1）
电流表A（0～30mA，内阻为49）
电压表V（0～3V，内阻约为2k）
滑动变阻器R1（0～10）
定值电阻R2=1
开关和导线若干
（1）选择合适的器材，在下面方框中画出电路图并标明所选用器材的符号_______。
（2）改变滑动变阻器阻值得到多组电压表和电流表的值，作U-I图像，图像的纵截距为2.92，斜率为－150，由此可以得到一节电池的电动势E=___________V，内阻r=__________。（结果均保留3位有效数字）
（3）当滑动变阻器接入电路的阻值从最大减到最小的过程中，电源的输出功率将___________，电源工作的效率将________。（填选项序号）
A．一直增大　　B．一直减小　　C．先增大后减小　　D．先减小后增大
18．在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，请回答下列问题：
（1）某同学找来一电阻箱，结合电流表（内阻rA=100Ω）用如图甲所示电路对水果电池b进行测量。测得多组数据，作出图象如图乙所示，则水果电池b的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω；
（2）现有如图丙所示的实验器材，照片中电阻箱阻值可调范围为0~9999Ω，滑动变阻器阻值变化范围为0~10Ω，电流表G的量程为0~3mA、内阻为200Ω，电压表的量程有0~3V和0~15V。请在图丙中选择合适的器材，在答题纸相应方框中画出两种测定一节干电池的电动势和内阻的电路图。( )
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参考答案：
1．B
2．C
3．D
4．A
5．B
6．AD
7．AB
8．ABC
9． R1 电流表改为外接法 2.5（2.46~2.54均可） 3.90（3.88~3.92均可）
10． 3.0 1.0
11． 1.49 0.25 小于 kS 没有
12． 300 A 2.20 3.1 0.96
13． 0.350 大于 电流表存在内阻
14． jd部分断路 旧干电池 1.45 0.90 偏小 电压表的分流
15． 0.30 1.20 1.45 0.818
16． 5.0 旧 4.2##4.3##4.4##4.5
17． 1.46 1.01 C B
18． 1.0 900 或
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