- 二一组卷

题型：实验探究题题类：模拟题难易度：普通

四川省攀枝花市2020年高考物理二模试卷

实验课中同学们要完成“测量电池的电动势和内阻”的任务。某小组计划用如图甲所示的电路进行测量，已知实验室除待测电池（电动势约几伏）、开关、导线外，还有下列器材可供选用：

电流表A：量程0～0.6A，内阻约0.2Ω

电压表V：量程0～3V，内阻约3kΩ

滑动变阻器R₁：0～500Ω，额定电流1A

滑动变阻器R₂：0～20Ω，额定电流2A

（1）、为了便于实验，滑动变阻器最好选用（填写仪器的字母代号）。

（2）、请根据图甲所示的电路图，在图乙中完成实物的连接。

（3）、实验过程某次测量时电流、电压表示数情况如图丙所示，此时电压表读数为V，电流表读数为A。

（4）、实验得到的U﹣I图线如图丁所示，可得电池的电动势E＝V，内阻r＝Ω．（结果保留两位有效数字）

（5）、为了研究电表内阻对测量结果的影响，我们用U和I的函数关系来分析这一个问题。若字母R_V、R_A分别表示电压表和电流表的内阻，U、I分别表示电压表和电流表的示数，E、r分别表示电池的电动势和内阻的真实值。考虑到电表内阻的影响，请选择相关的字母写出反映U和I实际关系的函数表达式U＝。

举一反三

某同学利用如图（a）所示的电路测量未知电阻 $\text{[math]}$ 的阻值与电源电动势E和内阻r，R为电阻箱，电流表可视为理想电流表．操作步骤如下：

某同学要测量电池组的电动势和内阻，由于电压表的内阻不是很大，该同学根据实验室提供的器材组成了如图所示电路。电流表的量程为 $\text{[math]}$ ，电压表的量程为 $\text{[math]}$ 。实验室提供的定值电阻有 $\text{[math]}$ 。

小李同学要测量一节干电池的电动势和内阻。

（1）先用多用电表粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电源的{#blank#}1{#/blank#}（填“正”或“负”）极相连，黑表笔与电池的另一电极相连，多用电表的示数如图1所示，则粗测电源电动势为{#blank#}2{#/blank#}V。

（2）要精确测量电源的电动势和内阻，小李同学设计了如图2所示的电路。闭合电键S，调节滑动变阻器滑片，测得多组电压表和电流表的示数U、I（电表内阻忽略不计），在U-I坐标系中作出如图3所示的图像，图像反映电压变化范围比较小，出现这种现象的主要原因是{#blank#}3{#/blank#}。

A．电压表内阻过大

B．电压表接触不良

C．电源的内阻较小

D．滑动变阻器以最大阻值接入

（3）小李同学选择合适的器材改进实验方案，已正确连接了部分电路，如图4所示，请用笔划线表示导线完成余下电路连接{#blank#}4{#/blank#}，其中定值电阻 $\text{[math]}$ 。

根据改装的电路进行实验，实验测得多组电压、电流的值，仍在U-I坐标系中描点作图，如图5所示，由此测得电源的电动势E＝{#blank#}5{#/blank#}V，电源的内阻r＝{#blank#}6{#/blank#}Ω（结果均保留两位小数）。

王老师准备用铜片和锌片作为2个电极插入苹果制成水果电池，探究电极间距、电极插入深度对水果电池的电动势和内阻的影响。她设计了两个方案测量苹果电池的电动势E和内阻r，电路原理如下图所示。实验室可供器材如下：

电压表V（0~3V，内阻约3kΩ：0~15V，内阻约15kΩ）；

电流表A（0~0.6A，内阻约0.125Ω：0~3A，内阻约0.025Ω）；

微安表G（量程200μA；内阻约1000Ω）；

滑动变阻器（额定电流2A，最大阻值100Ω）

电阻箱（最大阻值99999Ω）；开关、导线若干。

（1）查阅资料知道苹果电池的电动势约为1V，内阻约为几kΩ，经过分析后发现方案A不合适，你认为方案A不合适的原因是{#blank#}1{#/blank#}。

A.滑动变阻器起不到调节的作用

B.电流表分压导致测量误差偏大

C.电压表示数达不到量程的三分之一

（2）实验小组根据方案B进行实验，根据数据作出 $\text{[math]}$ 图像，已知图像的斜率为k，纵轴截距为b，微安表内阻为r_g ，可求得被测电池的电动势E={#blank#}2{#/blank#}，内电阻r={#blank#}3{#/blank#}。

（3）改变电极间距、电极插入深度重复实验，测得数据如图所示。

序号	电极插入深度h/cm	电极间距d/cm	电动势E/V	内阻r/Ω
1	4	2	1.016	5981
2	4	4	1.056	9508
3	2	2	1.083	11073

（3）分析以上数据可知电极插入越深入，水果电池内阻越小，电极间距越大，水果电池内阻越{#blank#}4{#/blank#}。

某实验小组测量一节干电池的电动势和内电阻，他们在实验室找到了如下器材：

A．电压表（0～3V，内阻约为3kΩ）

B．灵敏电流计（0～50mA，内阻为33.0Ω）

C．滑动变阻器（0～30Ω）

D．电阻箱（0～99.9Ω）

E．开关和导线若干

要测量一电源的电动势 $\text{[math]}$ 略小于 $\text{[math]}$ 和内阻 $\text{[math]}$ 约 $\text{[math]}$ ，现有下列器材：电压表 $\text{[math]}$ 、电阻箱 $\text{[math]}$ ，定值电阻 $\text{[math]}$ ，开关和导线。某实验小组根据所给器材设计了如图甲所示的实验电路。

（1）实验小组同学计划用作图法处理数据，同学们多次调节电阻箱阻值 $\text{[math]}$ ，读出电压表对应的数据，建立坐标系并描点连线得出了如图乙所示的图像，图像纵坐标表示 $\text{[math]}$ ，图像的横坐标表示电压表读数的倒数 $\text{[math]}$ 。若所得图像的斜率为 $\text{[math]}$ ，图像的延长线在纵轴上的截距为 $\text{[math]}$ ，则该电源的电动势 $\text{[math]}$ {#blank#}1{#/blank#}，内阻 $\text{[math]}$ {#blank#}2{#/blank#}。 $\text{[math]}$ 用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 表示 $\text{[math]}$

（2）利用上述方法测出的测量值和真实值相比， $\text{[math]}$ {#blank#}3{#/blank#} $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ {#blank#}4{#/blank#} $\text{[math]}$ 填“大于”等于”或“小于” $\text{[math]}$

某同学又用这个电源设计了测量一元硬币电阻率的实验。

（3）先用螺旋测微器测量硬币的厚度，然后用游标卡尺测量硬币的直径，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图 $\text{[math]}$ 和图 $\text{[math]}$ 所示，则硬币的厚度 $\text{[math]}$ {#blank#}5{#/blank#} $\text{[math]}$ ，直径 $\text{[math]}$ {#blank#}6{#/blank#} $\text{[math]}$

（4）将硬币的正反两面连入电路，并与一阻值为 $\text{[math]}$ 的定值电阻串联，利用伏安法测量电阻，若测得流经硬币的电流为 $\text{[math]}$ ，硬币和 $\text{[math]}$ 两端的总电压为 $\text{[math]}$ ，则硬币材料的电阻率 $\text{[math]}$ {#blank#}7{#/blank#} $\text{[math]}$ 结果用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示 $\text{[math]}$ 。

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