- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

全国卷2022届高三上学期物理期中考试试卷（B）

某兴趣小组为了测量电动车上电池的电动势E（约为36V左右）和内阻r（约为10Ω左右），需要将一个量程为15V的电压表（内阻R_g约为10kΩ左右）改装成量程为45V的电压表，然后再测量电池的电动势和内阻。以下是该实验的操作过程。

（1）、由于不知道该电压表内阻的确切值，该小组将一个最大阻值为50kΩ的电位器R_P（可视为可变电阻）与电压表串联后，利用如图甲所示的电路进行改装，请完成③的填空

①将总阻值较小的滑动变阻器的滑片P移至最右端，同时将电位器的阻值调为零；

②闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P调到适当位置，使电压表的示数为9V；

③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，调节电位器，使电压表的示数为V；

④不再改变电位器的阻值，保持电压表和电位器串联，撤去其他电路，即可得到量程为45V的电压表。

（2）、该小组利用一个电阻箱R（阻值范围0~999.9Ω）和改装后的电压表（电压表的表盘没有改变，读数记为U）连接成如图乙所示的测量电路来测量该电池的电动势和内阻。该小组首先得出了 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的关系式为 $\text{[math]}$ =（用E、r和U表示），然后根据测得的电阻值R和电压表的读数U作出 $\text{[math]}$ ~ $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，则该电池的电动势E=V、内阻r=Ω；

（3）、不考虑电压表改装时的误差。利用图乙所示电路测得的电动势E_测和内阻r_测与真实值E_真和r_真相比，E_测E_真， r_测r_真（填“大于”“等于”或“小于”）。

举一反三

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 $\text{[math]}$ 。

某实验小组尝试测量电动车上蓄电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测蓄电池等器材设计了如图甲所示实验电路。

利用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差。

实验“测电源电动势和内阻”。如图所示，图1和图2为测电源电动势和内阻的两种电路，图3和图4为误差分析图像，由于电流表和电压表都不是理想电表，所以测量结果存在系统误差。

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 $\text{[math]}$ 。

用电流表和电压表测量某干电池组的电动势和内阻，电路图如图甲所示。

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