- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

广东省广州市番禺区2020-2021学年高二上学期物理期末考试试卷

某研究性学习小组想用如图所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻。准备了以下器材：

干电池（电动势约为1.5V，内阻小于0.5Ω）

灵敏电流计G（满偏电流1.5mA，内阻为10Ω）

电流表A₁（0～0.6A，内阻约为1Ω）

电流表A₂（0～3A，内阻约为0.2Ω）

滑动变阻器R₁（0～10Ω，5A）

滑动变阻器R₂（0～20Ω，1A）

定值电阻 $\text{[math]}$

开关、导线若干

（1）、为减少实验误差，应选用滑动变阻器，电流表；

（2）、该小组按照所提供的实验器材设计了实验方案，通过调15滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录数据并作岀图像.结果发现灵敏电流计的变化范围比较小，给数据处理带来了困难.为此利用所提供的器材帮助他改进实验方案，并尽可能减小测量误差，下列比较合适的电路图是（填写“甲”、“乙”或“丙”）；

（3）、该小组利用改进后的实验方案，重新测量得到的数据如下表所示，测出了几组I₁（电流计G的示数）和I₂（电流表A的示数），请在答题卡的坐标纸上根据给出的数据，作出I₁和I₂的关系图线；

序号	1	2	3	4	5	h	7	8
$\text{[math]}$	1.42	138	1.34	1.30	1.22	1.18	1.14	1.10
$\text{[math]}$	0.10	0.14	0.20	0.26	036	0.40	0.46	0 50

（4）、根据I₁-I₂的关系图线可得，被测干电池的电动势为V，内阻为Ω。（结果保留两位有效数字）

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：

某学习小组测定某电池的电动势与内阻，已知其电动势 $\text{[math]}$ 约为十几伏，内阻 $\text{[math]}$ 约为几欧姆，实验室中提供以下器材：

A．量程为 $\text{[math]}$ 、内阻未知的电流表 $\text{[math]}$ ；

B．电阻箱 $\text{[math]}$ ；

C．定值电阻 $\text{[math]}$ ；

D．滑动变阻器 $\text{[math]}$ ；

E．滑动变阻器 $\text{[math]}$ ；

F．开关2只，导线若干。

先用如图所示甲的电路来测定电流表G内阻。实验步骤与如下：

①按图甲连接好电路，断开 $\text{[math]}$ ，将滑动变阻器 $\text{[math]}$ 的滑片调至图中 $\text{[math]}$ 端所对应的位置；

②闭合 $\text{[math]}$ ，调节 $\text{[math]}$ ，使电流表 $\text{[math]}$ 满偏；

③保持 $\text{[math]}$ 不变，再闭合 $\text{[math]}$ ，调节电阻箱电阻 $\text{[math]}$ ，使电流表 $\text{[math]}$ 的读数为 $\text{[math]}$ ；

④调节电阻箱时，干路上电流可视为几乎不变，即可测定的电流表 $\text{[math]}$ 内阻 $\text{[math]}$ 的大小。

（1）为确保实验仪器安全，滑动变阻器应该选取{#blank#}1{#/blank#}（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）；而实际干路上电流会发生变化，故测得的电流表内阻比真实值{#blank#}2{#/blank#}（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）

（2）按图乙连接电路，闭合开关，多次调节电阻箱 $\text{[math]}$ 的阻值，记录每次电阻箱的阻值 $\text{[math]}$ 及对应的电流表的示数 $\text{[math]}$ 。作出 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，处理数据得到斜率 $\text{[math]}$ 大小为0.2，纵轴截距 $\text{[math]}$ 为8，则求得电池的电动势为{#blank#}3{#/blank#}V，内阻为{#blank#}4{#/blank#} $\text{[math]}$ （结果均保留两位有效数字）。

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#}。

某同学想利用电流表表盘与弹簧制作一个电子测力计。

（1）他在实验室找来一根粗细均匀的导体棒，其每厘米电阻为 $\text{[math]}$ ，如图甲所示，利用游标卡尺测量该导体棒的长度为{#blank#}1{#/blank#}mm。

（2）他设计了如图乙所示的实验原理图，实验器材包括：弹簧（电阻可以忽略，劲度系数为 $\text{[math]}$ ）、电阻箱、电流表（0~0.6A，可看成理想电表）、电源（电动势约3V，内阻未知）、刻度尺。已知滑片固定在弹簧上且与导体棒接触良好，当弹簧处于原长时，滑片位于导体棒最左端。闭合开关，用力拉动拉钩时，电流表示数将{#blank#}2{#/blank#}（填“增大”或“减小”）。若在电流表表盘上每隔相同力的大小标注一个刻度，则刻度分布{#blank#}3{#/blank#}（填“均匀”或“不均匀”）。

（3）图乙还能用于测量电源电动势与内阻，他调节 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，拉动拉钩，改变导体棒接入电路中的长度 $\text{[math]}$ ，测出不同 $\text{[math]}$ 对应的电流表示数 $\text{[math]}$ ，并作出 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，可测得电源内阻为{#blank#}4{#/blank#} $\text{[math]}$ （计算结果均保留两位有效数字）。