第55练实验十二：测量电源的电动势和内阻

分值：50分

1.(10分)(2022·天津卷·9(2))实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图甲所示实验电路，由测得的实验数据绘制成的U－I图像如图乙所示。

(1)(2分)图甲的电路图为图中的(选填“A”或“B”)。

(2)(4分)如果实验中所用电表均视为理想电表，根据图乙得到该电池的电动势E＝V，内阻r＝Ω。

(3)(4分)实验后进行反思，发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响，对测得的实验数据进行修正，在图乙中重新绘制U－I图线，与原图线比较，新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将，与纵坐标轴交点的数值将(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。

2.(10分)用图(a)所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为1Ω)。其中R为电阻箱，电流表的内电阻约为0.1Ω，电压表的内电阻约为3kΩ。

(1)(4分)利用图(a)中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r，所测量的实际是图(b)中虚线框所示“等效电源”的电动势E和内电阻r。若电流表内电阻用RA表示，请你用E、r和RA表示出E、r，并简要说明理由。

(2)(4分)某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图(c)中，实线是根据实验数据(图甲：U＝IR，图乙：I＝UR)描点作图得到的U－I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U－I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)

在图(c)中，对应图甲电路分析的U－I图像是；对应图乙电路分析的U－I图像是。

(3)(2分)综合上述分析，为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图(a)中的(填“甲”或“乙”)。

3.(10分)在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室仅提供下列实验器材：

A.干电池两节，每节电动势约为1.5V，内阻约几欧姆

B.直流电压表V1、V2，量程均为0~3V，内阻约为3kΩ

C.定值电阻R0，阻值为5Ω

D.滑动变阻器R，最大阻值为50Ω

E.开关和导线若干

(1)(6分)原理图如图甲所示，实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1－U2图像如图乙所示，图线斜率为k，与横轴的截距为m，则电源的电动势E＝，内阻r＝(均用k、m、R0表示)。

(2)(4分)该实验方法产生的误差是由于，属于误差。

4.(10分)(2023·湖北卷·12)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图(a)所示电路，所用器材如下：

电压表(量程0~3V，内阻很大)；

电流表(量程0~0.6A)；

电阻箱(阻值0~999.9Ω)；

干电池一节、开关一个和导线若干。

(1)(2分)根据图(a)，完成图(b)中的实物图连线。

(2)(4分)调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U－I图像如图(c)所示，则干电池的电动势为V(保留3位有效数字)、内阻为Ω(保留2位有效数字)。

(3)(2分)该小组根据记录数据进一步探究，作出1I－R图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距，结合(2)问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为Ω(保留2位有效数字)

(4)(2分)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值(填“偏大”或“偏小”)。

5.(10分)(2021·全国乙卷·23)一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约1.5V)和内阻r(小于2Ω)。图中电压表量程为1V，内阻RV＝380.0Ω；定值电阻R0＝20.0Ω；电阻箱R，最大阻值为999.9Ω；S为开关