专题13-5+测量电池电动势和内阻实验（一）-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练

专题13-5+测量电池电动势和内阻实验（一）-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练

100 考点最新模拟题千题精练 13- 5 1．(2018·甘肃民乐一中模拟)电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池 的电动势变小，内阻变大。某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标 为 A、B、C、D，测量它们的电动势和内阻。 (1)用多用电表直流电压 50 V 挡测量每块电池的电动势。测量电池 A 时，多用电表的指 针如图甲所示，其读数为________V。 (2)用图乙所示电路测量 A、B、C、D 四块电池的电动势 E 和内阻 r，图中 R0 为保护电 阻，其阻值为 5 Ω。改变电阻箱的阻值 R，测出对应的电流 I，根据测量数据分别作出 A、B、 C、D 四块电池的 1IR 图线，如图丙。由图线 C 可知电池 C 的电动势 E＝________V，内阻 r ＝________Ω。 (3)分析图丙可知，电池________(选填“A”“B”“C”或“D”)最优。 【名师解析】(1)用多用电表直流电压 50 V 挡测量每块电池的电动势，可以从表盘中的 中间刻度读出正确结果，由指针指示可知：E＝11.0 V。 (2)根据闭合电路欧姆定律有：E＝I(R0＋r)＋IR，因此有： 1I＝ 1E×R＋ 1E×(R0＋r)，由 此可知，题图丙中图 线的斜率表示 1E，纵轴截距为： r＋R0E 。由图线 C 可知：k＝ 112＝ 1E， r＋R0E ＝0.5，由此解得： E＝12 V，r＝1 Ω。 (3)电动势大、内阻小的电源最优，由题图丙可知图线 C 代表的电源电动势最大，内阻最小， 因此最优。 【参考答案】(1)11.0 (2)12 1 (3)C 2. （ 9 分）被誉为“新四大发明”之一的共享单车，部分车型在车框内安装了太阳能电池为智 能锁和车灯供电。某同学在探究该太阳能电池组件的特性时，用多用电表粗测其电动势为 6.4V 。内阻约 10 Ω。为精确测量该电池组件的电动势 E 和内电阻 r ，可使用的器材有： 该同学采用伏安法进行测量 , 可供选用的器材有 : A. 电流表 A( 量程 0~30mA ，内阻为 381.9 Ω ) B. 电压表 V1( 量程 0~30V ，内阻约为 20k Ω ) C. 电压表 V2( 量程 0~6V ，内阻约为 10k Ω ) D. 滑动变阻器 R( 阻值 0~50 Ω ) E. 电阻箱 Ro(0 ～ 9999.9 Ω )开关 S ，导线若干 （ 1 ）画出实验电路原理图，为更准确的进行实验测量，电压表应该选择 ______________ ，图中 电阻箱的阻值应调为 _______ Ω。 （ 2 ）正确设置、连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，读 , V 的示数为 1.72V 、 A 的示 数为 0.300A ；重新调节滑动变阻器，读得 V 的示数为 1.60V 、 A 的示数为 0.600A 。可知 E= ______V 、 r=______ Ω。 【参考答案】（ 1 ） ； C ； 20.1 Ω； （ 2 ） 6.52V ， 12 Ω 【名师解析】用安法测电源的电动势和内阻，电流表内阻和电箱箱阻值可以求出，电流表外 接法，如图电路的接法如图 电动势约 5,4V 。所以电压表的量程应该选择 6V ，量程 30V 太大了，故电压表选 C ；电动势 是 6.4V ，内阻约 10 Ω，则回路的最大电流约为 ，电流表内量程太小，故应 并 联 一 个 小 电 阻 扩 大 电 流 表 的 量 程 ， 把 电 流 表 改 成 量 程 为 0.6A ， 要 并 联 电 阻 根据闭合电路欧姆定律：依据 E=U+Ir ，其中 U1=1.72 × 3V ， I1=0.300A ； U2=l.60 × 3V ， I2=0.600A ，解得： E=5.52V ， r=1.2 Ω。 3. （ 6 分） 1 ．某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。除干电池外，老师还提供了电 压表 V 、电流表 A ，滑动变阻器 R 、开关、导线等。 （ 1 ）该同学发现电流表 A 的量程太大，其它器材都合适，于是他从实验里找到了电流表 G（量程 3mA ，内阻 Rg=l00 Ω）与定值电阻 R1=0. 5 Ω并联，实际上是进行了电表的改装，则 他改装后的电流表对应的量程是 ______A 。（保留两位有效数字） （ 2 ）请帮该同学画出适当的实验原理图 （ 3 ）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表 G 读数为横坐标，以电压表 V 读数为 纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势 ____V ，电源内阻 Ω（保 留两位有效数字）。 【参考答案】（ 1 ） 0.60 ；（ 2 ） ； （ 3 ） 1.5V ； 1.0 Ω 【名师解析】（ 1 ）改装后电流表量程： ； （ 2 ）实验原理图如图所示 4. （ 9 分）现有一电池，现有一电池，电动势 E 约为 3V ，内阻 Ω，允许通过的最大 电流为 750mA ．为测定该电池的电动势和内阻，某同学利用如图（ a ）所示的电路进行实验．图 中 R 为电阻箱，阻值范围为 0 ～ 9999 Ω； R0 为保护电阻． （ 1 ）（单选）可备选用的定值电阻 R0 有以下几种规格，本实验应选用 A.2 Ω B.3 Ω C.4 Ω D.5 Ω （ 2 ）按照图（ a ）所示的电路图，将图（ b ）所示的实物连接成实验电路． （ 3 ）某同学测量电池的电动势和内阻 , 经正确操作后得到几组数据，并根据这几组数据作出 电压表示数 U 的倒数 1/U 随变阻器 R 的阻值的倒数 1/R 变化的规律如图丙所示。由图象可 知 ①用 、 表示电动势和内阻，则 与 关系式为 ________________________ ； ②依据实验数据绘出的 － 图线如 (c) 图所示；则电源电动势 =_______V ，内阻 =_______ Ω . （计算结果保留两位有效数字） 【参考答案】（ 1 ） B ；（ 2 ）见解析；（ 3 ）① 2.9V ；② 1.2 Ω (3) ①由闭合电路欧姆定律可知， 变形可得： ②根据公式可知，图象与纵坐标的交点为 0.34 ；故 由公式可知， 解得： r=1.2 Ω 5.（10 分）（2018 广东湛江调研）某研究小组收集了两个电学元件：电阻 R0（约为 5Ω）和 旧电池（电动势约为 3V）。实验室备有如下器材： A．直流电压表 V1、V2（量程均为 3V，内阻均约为 3kΩ） B．电流表 A（量程 300mA，内阻为 5Ω） C．滑动变阻器 R1，最大阻值为 20 D．开关 S 一只，导线若干 （1）为了尽量准确测定电阻 R0 的阻值，小组设计了一个电路，如图所示为其对应的实物 图，请用笔画线代替导线将实物连线补充完整。 （2）为测量电池的电动势 E 和内阻 r，小组设计了如图乙所示的电路图。某次实验中电压 表的示数如图丙所示，则电压表读数是 V. （3）根据图乙所示的电路图，分别用 E、r、R0 表示电源的电动势、内阻和定值电阻值，则 U1 与 U2 的函数关系式为 。实验中移动滑动变阻器触头，读出直流 电压表 V1、V2 的多组数据 U1、U2，描出 U1——U2 图象如图丁所示，图中直线的斜率为 k， 与横轴的截距为 b， 则电源的电动势 E= ，内阻 r= （用 k、b、R0 表示） 。 【参考答案】（9 分） （1） 如右图。（2 分） （2）2.24~2.26（2 分） （3）U1= U2- （2 分） （2 分） （2 分） （3）对图乙所示电路，根据闭合电路欧姆定律，E=U2+Ir，I= ，两式联立解得： U1= U2- 。U1——U2 图象的斜率 k= ，解得电池内阻 r= ；由 U2- =0 得 U1——U2 图象在横轴的截距 b= ，解得：电池电动势 E= 。 6. （2018 开封质检）用下列器材组装一个电路，要求既能测量出电池组的电动势和内阻 r， 又能同时描绘一定范围内小灯泡的电流与电压的变化关系。 A．电压表 V1(量程 6V，内阻很大) B．电压表 V2(量程 3V，内阻很大) C．电流表 A(量程 3A，内阻很小) D．滑动变阻器 R（最大阻值 10Ω，额定电流 4A） E．小灯泡（2A，5W） F．电池组（电动势 E，内阻 r） G．开关一只，导线若干 实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表 V1 的示数增大，则电压表 V2 的示数减小。 （1）请将设计的实验电路图在虚线框中补充完整。 （2）每一次操作后，同时记录电流表 A、电压表 V1 和电压表 V2 的示数，组成两组坐标， 标到坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图所示，则电池组的电动势 E= ，内阻 r= 。（结果保留两位有效数字） （3）在坐标系中两条图线在 P 点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为 。 【参考答案】（1） 如右图所示 （3 分） （2） 4.5V （2 分） 1.0Ω（2 分） （3） 0Ω（2 分） 【名师解析】（1）要测量电池的电动势和内阻，需要接入滑动变阻器，考虑到还要描绘小灯 泡的伏安特性曲线，需要将小灯泡和电压表并联接入，所以电路如图所示。 7.(10 分) （2017 广州模拟） (1)如图甲，是多用电表简化电路图，作为电压表使用时，选择开关应接 ；作为欧姆 表使用时，选择开关应接 。（填 1、2 或 3）使用时，电流一定从 端流入多用 电表（填 A 或 B）。 (2)利用多用电表和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图乙。调节电阻箱，记录多组 电阻箱示数 R 和多用电表示数 I，作出 的图线如图丙。由图丙可求得电动势 E= V，内阻 r= Ω。（结果均保留 2 位有效数字） 忽略偶然误差，本实验测得的 E 测、r 测与真实值比较：E 测 E 真，r 测 r 真。（选 填“＜”、“＝”或“＞”） 【参考答案】（10 分）（1）3（2 分）； 2（2 分）； A（2 分） （2）2.8~2.9（1 分）； 1.1~1.3（1 分）；＝（1 分）； ＞（1 分） 8. （2018 辽宁名校联考）随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车产品已越来越 受到大家的青睐，某同学为了测定某电动车电池的电动势和内电阻，设计了如图所示电路， 提供的实验器材有： （A）电动车电池一组，电动势约为 12V，内阻未知 （B）直流电流表量程 300mA，内阻很小 （C）电阻箱 R，阻值范围为 0～999.9Ω （D）定值电阻 R0，阻值为 10Ω （E）导线和开关 （1）当他闭合开关时发现，无论怎样调节变阻器，电流表都没有示数，反复检查后发现电 路连接完好，估计是某一元件损坏，因此他拿来多用电表检查故障，他的操作如下： ①断开电源开关 S，②将多用表选择开关置于×1Ω档，调零后，红黑表笔分别接 R0 两端， 读数为 10Ω，③将多用表选择开关置于×10Ω档，调零后，将红黑表笔分别接电阻箱两端， 发现指针读数如图所示，则所测阻值为 Ω，然后又用多用电表分别对电源和开关进 行检测，发现电源和开关均完好． 由以上操作可知，发生故障的元件是 ． （2）在更换规格相同的元件后重新连接好电路． （3）改变电阻箱的阻值 R，分别测出阻值为 R0=10Ω的定值电阻的电流 I，下列三组关于 R 的取值方案中，比较合理的方案是 （选填方案编号 1、2 或 3）． （4）根据实验数据描点，绘出的 图象是一条直线．若直线的斜率为 k，在 坐标轴上 的截距为 b，则该电源的电动势 E= ，内阻 r = （用 k、b 和 R0 表示）． 【参考答案】(10 分)（1）70Ω， 电流表 （3）方案是 2 （选填方案编号 1、2 或 3）． （4） ， （用 k、b 和 R0 表示）．