高考物理一轮复习实验针对训练12测量电池的电动势和内阻含答案

这是一份高考物理一轮复习实验针对训练12测量电池的电动势和内阻含答案，共8页。
A．待测电源(电动势约为18 V，内阻约为2 Ω)
B．电压表(量程为6 V，内阻约为30 kΩ)
C．电流表(量程为3 A，内阻约为0.3 Ω)
D．滑动变阻器(0～50 Ω，3 A)
E．电阻箱(最大阻值99 999.9 Ω)
F．开关和导线若干
甲 乙

丙 丁
(1)为完成实验，该同学将电压表扩大量程，需要先测量电压表的内阻，他设计了甲、乙两个电路，经过思考，该同学选择了甲电路，该同学放弃乙电路的理由是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)该同学按照图甲连接好电路，进行了如下几步操作：
①将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零；
②闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到6.0 V；
③保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为2.0 V时，电阻箱的读数为50 450 Ω，则电压表的内阻为________ Ω；
④保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为________ V。
(3)将此电压表(表盘未换)与电流表连成如图丙所示的电路，测电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的触头，读出电压表和电流表示数，作出的U­I图像如图丁所示，则电源的电动势为________ V，内阻为________ Ω(结果保留3位有效数字)。
2．利用图(a)所示电路，测量多用电表内电源的电动势E和电阻“×10”挡内部电路的总电阻R内。使用的器材有：多用电表，毫安表(量程10 mA)，电阻箱，导线若干。回答下列问题：
(1)将多用电表挡位调到电阻“×10”挡，红表笔和黑表笔短接，调零；
(2)将电阻箱阻值调到最大，再将图(a)中多用电表的红表笔和________(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。
(a) (b)
(c)
(3)调节电阻箱，记下多组毫安表的示数I和电阻箱相应的阻值R；某次测量时电阻箱的读数如图(b)所示，则该读数为________ Ω；
(4)甲同学根据I＝eq \f(E,R＋R内)，得到关于eq \f(1,I)的表达式，以eq \f(1,I)为纵坐标，R为横坐标，作eq \f(1,I)­R图线，如图(c)所示；由图得E＝________ V，R内＝________ Ω。(结果均保留3位有效数字)
(5)该多用电表的表盘如图(d)所示，其欧姆刻度线中央刻度值标为“15”，据此判断电阻“×10”挡内部电路的总电阻为________ Ω，甲同学的测量值R内与此结果偏差较大的原因是________。
(d)
3．(2023·山东济南二模)据报道，用800个马铃薯和苹果通过镍钉和铜线连接起来，组成一个超大的水果电池组，通过特殊装置就可以给手机充电。小明同学想通过实验来验证水果电池的可用性，他把铜片和锌片相隔约1 cm插入一个苹果中，制成一个水果电池，并采用如图甲所示的电路测量该水果电池的电动势和内阻。小明同学查阅资料后得知，水果电池的电动势约为1 V，内阻约为1 000 Ω，电流表量程为3 mA，内阻忽略不计。
甲 乙
(1)实验室的电阻箱有两种规格：电阻箱R1(0～99.9 Ω)，电阻箱R2(0～999.9 Ω)，图甲中的电阻箱R应选用________(选填“R1”或“R2”)。
(2)闭合开关S，改变电阻箱R的阻值，并记录对应的电流表的示数，其中某次电流表的示数如图乙所示，则电流表的示数为________ mA。
(3)利用电阻箱的阻值R与相应的电流表的示数I，作出R­eq \f(1,I)图像，如图丙所示。根据图像可得，水果电池的电动势为________ V，内阻为________ Ω(结果保留2位有效数字)。
丙
(4)若考虑电流表的内阻不能忽略，水果电池内阻的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
4．利用图甲电路测量某电池的内阻，其中AB为一段粗细均匀的铅笔芯，笔芯上套有一金属滑环P(宽度和电阻不计，与笔芯良好接触并可自由移动)。实验器材还有：标准电池(电动势为E0，内阻不计)，电阻箱(最大阻值为99.99 Ω)，灵敏电流计G(量程为600 μA)，待测电池(电动势Ex小于E0，内阻rx未知)，开关3个，刻度尺等。

甲 乙
主要实验步骤如下：
A．测量出铅笔芯A、B两端点间的距离L0；
B．将电阻箱调至某一阻值R，闭合开关S1、S2、S3，移动滑环P使电流计G示数为零，测量出此时的AP长度L；
C．改变电阻箱的阻值R，重复步骤B，记录下多组R及对应的L值。
回答以下问题：
(1)移动滑环P使G的示数为零。此时AP两端电压与电阻箱两端电压UR相等，则UR＝________(用L、L0、E0表示)。
(2)利用记录的多组R、L数据，作出eq \f(1,L)­eq \f(1,R)图像如图乙，则eq \f(1,L)随eq \f(1,R)变化的关系式为eq \f(1,L)＝________(用Ex、rx、L0、R、E0)表示，待测电池的内阻rx＝________ Ω(保留2位有效数字)。
(3)若标准电池的内阻不可忽略，仍然采用本实验原理和方法，则待测电池内阻的测量结果将________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
实验针对训练(十二)
1．解析：(1)由题给电路图可知，乙电路中电流表与电压表串联，因电压表内阻较大，故使电路中电流太小，电流表无法准确测量。(答案意思表达清楚、合理即可给分)
(2)③由题意可知，当电压表的示数为2.0 V 时，电阻箱两端电压与电压表示数之比为2∶1，则电阻箱阻值与电压表内阻之比为2∶1，所以电压表内阻为25 225 Ω；
④加在电压表与电阻箱两端的电压之和是加在电压表两端电压的3倍，故改装后的量程为18 V。
(3)根据闭合电路欧姆定律以及改装原理可知3U＝E－Ir，则可知U＝－eq \f(r,3)I＋eq \f(E,3)
则由题给图像可知，电源的电动势E＝5.8×3 V＝17.4 V，内阻r＝3×eq \f(5.8－5,1.50) Ω＝1.60 Ω。
答案：(1)乙电路中电流表与电压表串联，因电压表内阻较大，故使电路中电流太小，电流表无法准确测量 (2)③25 225 ④18 (3)17.4 1.60
2．解析：(2)电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从毫安表正接线柱流入，故红表笔接1，黑表笔接2。
(3)由题图可知，电阻箱读数为R＝(2×10＋3×1＋2×0.1) Ω＝23.2 Ω。
(4)由I＝eq \f(E,R＋R内)变形得eq \f(1,I)＝eq \f(1,E)R＋eq \f(R内,E)
由图像可得eq \f(1,E)＝k＝eq \f(175－140,50) V－1
解得E≈1.43 V
纵截距为eq \f(R内,E)＝b＝140 A－1
得R内≈200 Ω。
(5)由题图可知，此欧姆表的中值电阻为R中＝15×10 Ω ＝150 Ω，则电阻“×10”挡内部电路的总电阻为150 Ω。
由甲同学处理方法可知，测量时没有考虑毫安表的内阻，如果考虑毫安表的内阻则有eq \f(1,I)＝eq \f(1,E)R＋eq \f(R内,E)＋eq \f(RA,E)。
由此可知，甲同学的测量值R内与此结果偏差较大的原因是没有考虑毫安表的内阻。
答案：(2)1 (3)23.2 (4)1.43 200
(5)150 甲同学没有考虑毫安表内阻的影响
3．解析：(1)当不接电阻箱时的最大电流
Im＝eq \f(E,r)＝eq \f(1,1 000) A＝1 mA，而
R1m＝99 Ω≈eq \f(1,10)r，接R1时电流的变化范围为0.9 mA ～1 mA，指针几乎不变，故选择最大阻值跟r相当的R2；
(2)电流表量程为3 mA，最小分度为0.1 mA，故如题图乙所示的电流表的示数为1.00 mA；
(3)由题图甲所示实验电路可知，电源电动势为：E＝I(r＋R)
则有：R＝E×eq \f(1,I)－r，由题图丙所示图像可知，图像斜率
k＝E＝eq \f(1 100－0Ω,2.0－1.010－3 A－1)＝1.1 V。
图像横截距a＝1.0(mA)－1，则有：
0＝E·a－r，则r＝1 100 Ω＝1.1×103 Ω。
(4)考虑电流表内阻，则有I＝eq \f(E,R＋RA＋r)，可得R＝eq \f(E,I)－(r＋RA)，故水果电池内阻的测量值大于真实值。
答案：(1)R2 (2)1.00 (3)1.1 1.1×103 (4)大于
4．解析：(1)由于电流计电流为零，则待测电源的电流不会影响标准电源中的电流，由欧姆定律可知
UR＝eq \f(L,L0)E0。
(2)由闭合电路欧姆定律可知UR＝eq \f(Ex,R＋rx)R
则有eq \f(L,L0)E0＝eq \f(Ex,R＋rx)R
变形可得eq \f(1,L)＝eq \f(E0rx,ExL0)·eq \f(1,R)＋eq \f(E0,ExL0)；
由公式可得，题图乙中图线的斜率表示eq \f(E0rx,ExL0)，故eq \f(E0rx,ExL0)＝k，题图乙中图线的与纵轴的交点表示eq \f(E0,ExL0)，则由题图乙可知eq \f(E0,ExL0)＝9，eq \f(E0rx,ExL0)＝eq \f(14－9,0.5)＝10
联立解得rx≈1.1 Ω。
(3)如果标准电源内阻不能忽略，只需改变L0的数值即可，而根据(2)中数据处理可知，结果与L0无关，故对实验没有影响。
答案：(1)eq \f(LE0,L0) (2)eq \f(E0rx,ExL0)·eq \f(1,R)＋eq \f(E0,ExL0) 1.1 (3)不变