- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

山东省烟台市2020-2021学年高二上学期物理期末学业水平诊断试卷

某实验小组设计如图甲所示的电路来测量一电源的电动势和内阻，所用的实验器材如下：

A．待测电源

B．电阻箱R（阻值的变化范围为0～999.9Ω）

C，定值电阻R₀（阻值为3.0Ω）

D．电流表A（量程为200mA、内阻为6.0Ω）

E.开关S和导线若干

（1）、该实验小组通过多次调节电阻箱，记下每次电阻箱的阻值R及对应的电流表示数I，并得到电流I的倒数 $\text{[math]}$ ，分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则 $\text{[math]}$ 与R的关系式为；

（2）、实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R=4.0Ω时电流表的示数如图乙所示，则表格中应填写的数据①②分别为、；

R/Ω	4.0	5.0	6.0	7.0	8.0	9.0
I/A	①	0.125	0.108	0.102	0.091	0.084
$\text{[math]}$ /A^-1	②	8.0	9.3	10.0	11.0	11.9

（3）、然后以 $\text{[math]}$ 为纵坐标，R为横坐标，请你根据表中数据在图丙中描绘 $\text{[math]}$ -R图线；

（4）、根据图线求得电源电动势E=V，内阻r=Ω（计算结果均保留一位有效数字）。

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）

某物理兴趣小组用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，其中电压表V的内阻较大。

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#}。

利用图1中的电路可以用两种方法测量待测电源的电动势和内阻。电路图中上半部分电源是待测电源，下半部分电源是学生电源。已知保护电阻的阻值为 R₁ ，电流表 $\text{[math]}$ 阻值为 $\text{[math]}$ ，电流表 $\text{[math]}$ 阻值为 $\text{[math]}$ 。

新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来，然后测量其电动势 $\text{[math]}$ 和内阻 $\text{[math]}$ 。所提供的器材有：

A．电压表V₁（量程 $\text{[math]}$ ）

B．电压表V₂（量程 $\text{[math]}$ ）

C．电流表A₁（量程 $\text{[math]}$ ）

D．电流表A₂（量程 $\text{[math]}$ ）

E．滑动变阻器 $\text{[math]}$ （阻值范围 $\text{[math]}$ ，额定电流 $\text{[math]}$ ）

F．滑动变阻器 $\text{[math]}$ （阻值范围 $\text{[math]}$ ，额定电流 $\text{[math]}$ ）

G．保护电阻 $\text{[math]}$

某同学采用了图甲所示的电路图，在进行了正确操作后，得到了图乙所示的 $\text{[math]}$ 图像。

要测量一电源的电动势E（小于3V）和内阻r（约1Ω），现有下列器材：理想电压表V（3V和15V两个量程）、电阻箱R（0~999.9Ω）、定值电阻R₀=3Ω、开关和导线。某同学根据所给器材设计如下的实验电路：

（1）电路中定值电阻R₀的作用是{#blank#}1{#/blank#}；

（2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路{#blank#}2{#/blank#}；

（3）该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表示数U，得到二组数据：R₁=2Ω时，U₁=2.37V，R₂=4Ω时，U₂=2.51V。由这二组数可求得电源的电动势E={#blank#}3{#/blank#}V，内阻r={#blank#}4{#/blank#}Ω。（结果保留三位有效数字）

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