- 二一组卷

题型：实验探究题题类：难易度：普通

2024届湖北省武汉市黄陂区第七高级中学高三下学期一模物理试题

物理兴趣小组的同学利用铜片和锌片平行插入柠檬中制作了一个水果电池，经查阅资料了解到该水果电池的电动势小于1V，内阻约为2kΩ，为了尽可能准确地测量该水果电池的电动势和内阻，要求电表读数要超过量程的三分之一。实验室能提供的器材规格如下：

电压表V（0~3V，内阻约为3kΩ）；电流表A（0~0.6A，内阻约为0.05Ω）；

微安表G（0~300μA，内阻为100Ω）；电阻箱R（0~9999Ω）；

滑动变阻器R₀（0~50Ω）；开关一个，导线若干。

同学们设计图（a）、图（b）、图（c）所示的三种实验方案并规范进行了实验操作。

（1）、用图（a）所示方案：闭合开关，电压表测得的电压（填“小于”、“等于”或“大于”）水果电池的电动势。

（2）、用图（b）所示方案：闭合开关，移动滑动变阻器滑片，电压表、电流表示数（填“有”或“无”）明显的偏转。

（3）、用图（c）所示方案：闭合开关，调节电阻箱阻值，记录下微安表和电阻箱示数如下表：

电阻箱阻值R	100Ω	500Ω	900Ω	1300Ω	1700Ω	2100Ω	2500Ω
微安表读数I	220μA	204μA	172μA	148μA	132μA	119μA	110μA

利用计算机软件描绘出 $\text{[math]}$ 图像如图（d）中实线甲所示，其拟合出的函数关系式为 $\text{[math]}$ ，则根据此函数关系式可计算出该柠檬电池的电动势为V，内阻为Ω。

（4）、某同学又将铜片和锌片平行插入同一柠檬中的另一位置，用图（c）所示方案重复实验操作，发现得到的函数图象如图（d）中虚线乙所示，造成实验差异的主要原因可能为（　　）

A、柠檬不同区域酸碱度不同导致电池电动势升高 B、铜片和锌片的间距不变但插入深度变深导致水果电池内阻减小 C、铜片和锌片的插入深度不变但间距变大导致水果电池内阻变大

举一反三

在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表的影响，不论使用何种接法，都会产生系统误差，为了消除电表内阻造成的系统误差，某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知定值电阻 $\text{[math]}$ 。

（1）实验中，定值电阻 $\text{[math]}$ 的作用有{#blank#}1{#/blank#}（填字母）。

A．保护电源

B．在电流变化时使电压表示数变化明显

C．在电压变化时使电流表示数变化明显

（2）实验操作步骤如下：

①将滑动变阻器滑片滑到最左端位置；

②接法Ⅰ：单刀双掷开关S与1接通，闭合开关 $\text{[math]}$ ，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U-I的值，断开开关 $\text{[math]}$ ；

③将滑动变阻器滑到最左端位置；

④接法Ⅱ：单刀双掷开关S与2接通，闭合开关 $\text{[math]}$ ，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U-I的值，断开开关 $\text{[math]}$ ；

⑤分别作出两种情况所对应的U-I图像。

（3）单刀双掷开关接1时，某次读取电表数据时，电压表指针如图乙所示，此时U＝{#blank#}2{#/blank#}V．

（4）根据测得数据，作出两U-I图像分别如图丙、丁所示，根据图像可知图丙对应的接法为{#blank#}3{#/blank#}（填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”）。

（5）综合可求得电源电动势E＝{#blank#}4{#/blank#}V，内阻r＝{#blank#}5{#/blank#}Ω。（结果均保留两位小数）

某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：

电压表（量程 $\text{[math]}$ ，内阻很大）；

电流表（量程 $\text{[math]}$ ）；

电阻箱（阻值 $\text{[math]}$ ）；

干电池一节、开关一个和导线若干。

（1）根据图（a），完成图（b）中的实物图连线{#blank#}1{#/blank#}。

（2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的 $\text{[math]}$ 图像如图（c）所示，则干电池的电动势为{#blank#}2{#/blank#}V（保留3位有效数字）、内阻为{#blank#}3{#/blank#} $\text{[math]}$ （保留2位有效数字）。