电学专题实验——《测定电池的电动势和内阻》专项提升

如图甲所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验电路图，已知电池组的电动势约3V，内阻约2Ω。现提供的器材如下：

A.电池组

B.电压表V₁（量程0～10V，内阻约10000Ω）

C.电压表V₂（量程0～3V，内阻约3000Ω）

D.电阻箱R（0~～99.9Ω）

E.定值电阻R₁=20Ω

F.定值电阻R₂=1000Ω

G.开关和导线若干

依据实验室提供的器材和实验电路图，回答下列问题：

为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材：

A．被测干电池一节；

B．电流表1：量程0~0.6 A，内阻r＝0.3 Ω；

C．电流表2：量程0~0.6 A，内阻约为0.2 Ω；

D．电压表1：量程0~3 V，内阻未知；

E．电压表2：量程0~15 V，内阻未知；

F．滑动变阻器1：0~10 Ω，3 A；     

G．滑动变阻器2：0~100 Ω，0.5 A；

H.开关、导线若干。

利用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。

为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：

①待测干电池E（电动势约1.5V，内阻约为1.0Ω）

②电流表G（满偏电流3.0mA，内阻0.10Ω）

③安培表A（量程0~0.60A，内阻0.10Ω）

④滑动变阻器R₁（0~20Ω，2A）

⑤滑动变阻器R₂（0~1000Ω，1A）

⑥定值电阻R₃=990Ω

⑦开关和导线若干。

（1）为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是（填仪器代号）；

（2）请用铅笔在图实甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材的字母代号；

（3）图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的I₁-I₂图线（I₁为电流表G的示数，I₂为安培表A的示数），由该图线可求出被测干电池的电动势E=V，内电阻r=Ω

 

某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（）一个、开关两个、导线若干．电路图如图所示；

①在图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．

②请完成下列主要实验步骤：

A．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图所示，读得电阻值是；

B．将开关S₁闭合，开关S₂断开，电压表的示数是1.49 V；

C．将开关S₂，电压表的示数是1.16 V；断开开关S₁ ．

③使用测得的数据，计算出干电池的内阻是（计算结果保留两位有效数字）．

在实验室内要测量一节干电池（电动势约为1.5V，内阻小于）的电动势和内阻，实验室提供的用于实验的器材除了开关、导线外，还有：电压表（0~3V）、电流表（0~0.6A）、滑动变阻器（）、定值电阻（阻值）

   

（1）按照电路图进行实验，测量得到7组U、I数据，在图像中描点、画图，得到的图像如图所示，由图像可得被测电池的电动势V，电池内电阻。（结果均保留2位小数）

（2）由于实验存在误差，导致电动势和内电阻的测量值相对于真实值都有偏差，通过分析可知， ， 。（选填“大于”、“小于”或“等于”）

用DIS（电流传感器，内阻可忽略）测电源电动势和内阻的电路如图甲所示，R₀为一定值电阻。

（1）调节电阻箱R，记录电阻箱接入电路的阻值R和相应的电流I，将测得数据以R为横坐标，以为纵坐标，经计算机拟合得到如图乙所示图像，由图线可得该电源电动势为V；

（2）现有三个相同规格的小灯泡A、B、C，将它们与图甲中电源按图丙所示电路相连，此种灯泡的I-U特性曲线如图丁所示，C灯泡两端电压为2.0V，则电源内阻r=Ω，图甲中定值电阻R₀=Ω，电源的输出功率为W。

某研究小组对铭牌如图一所示的移动电源进行研究，设计的实验电路如图二，电源内阻不超过1Ω，除开关和若干导线外，可选用的其他实验器材有：

A．电压表（量程0~6V，内阻未知）；

B．毫安表（量程0~3mA，内阻R_g=99.5Ω）

C．定值电阻（阻值0.5Ω）；

D．定值电阻（阻值5Ω）

E．滑动变阻器（阻值范围）；

F．滑动变阻器（阻值范围）

某同学为了测量某一节干电池的电动势和内阻，进行了以下操作：

某同学根据实验室提供的器材组成如图1所示电路，测电源电动势和内阻并同时测量电流表的内阻。所用器材：电源为两节干电池，电流表（量程 ， 内阻），电流表（量程），电阻箱 ， 滑动变阻器 ， 开关和单刀双掷开关、 ， 导线若干。

近年来以比亚迪为代表的新能源汽车得到了空前发展，然而使用新能源的车主发现新旧电池不能混用，更换电池时须整体更换，成本高昂。某学习小组为了弄清新旧电池不能混用的原因，利用普通5号碱性电池做了如下模拟实验。实验器材如下：

新旧5号碱性电池若干；

灵敏电流计G一个（量程0~2mA，内阻为10Ω）；

电流表A一个（量程0~0.3A，内阻为2Ω）；

滑动变阻器（阻值0~20Ω）；

电阻箱（阻值0~9999Ω）；

开关、导线若干。

（1）小王同学用上述器材分别测量5号碱性电池A、B的电源电动势和内阻（每次测量一节电池）。首先他把灵敏电流计和电阻箱串联改装成2V的电压表，电阻箱应调至Ω。

（2）改装完成后，设计了图甲所示的电路进行实验；利用实验数据作出了图乙所示的U-I图像。图乙中有可能是旧电池的是（选填“A”或“B”），其电动势为V，内阻为Ω（结果保留两位有效数字）。

（3）小赵同学对标有“2.5V，0.3W”的小灯泡描绘出了伏安特性曲线如乙图中的C所示。若将上述A、B两节电池串联起来为该小灯泡供电，则该电池组的发热功率为W（结果保留两位有效数字）。由此他们推测新旧电池不能混用的原因可能是混用后电池内阻消耗的功率很大。

某学习兴趣小组将铜片和锌片磨光后分别平行插入番茄和土豆制成果蔬电池进行实验探究。实验电路如图甲所示，实验中用到的电流传感器和电压传感器都可看成理想电表，经实验采集数据并正确分析计算后得到的电池参数见表中数据。

电池	电动势 E（V）	内阻r（Ω）
番茄	0.6959	291.81
土豆	0.7549	559.59

“圆梦”小组同学在物理实验室进行电学实验探究，老师给出的实验器材如下：

电流表G（量程1mA，内阻约为几十欧）

电阻箱（最大阻值999.9Ω）

电阻箱（最大阻值99.9Ω）

滑动变阻器R（最大阻值4kΩ）

电池组（电动势约3V，内阻未知）

导线、开关若干

在“测量一节干电池的电动势和内阻”实验中，电路图如图，可选用的实验器材有：

电压表V₁（量程3V）；电压表V₂（量程15V）；

电流表A₁（量程0.6A）；电流表A₂（量程3A）；

滑动变阻器R₁（最大阻值20Ω）；滑动变阻器R₂（最大阻值300Ω）；

干电池；开关S；导线若干；

某实验小组想要测量一电源的电动势和内阻，选用合适的器材设计了如图所示的电路，图中是阻值约为几欧的定值电阻，选用的器材有：电流表（量程 ， 内阻未知）；电流表（量程 ， 内阻）；定值电阻；滑动变阻器（）；定值电阻；待测电源（电动势约为）；开关、单刀双掷开关 ， 导线若干．

精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表（量程1.5V，内阻约为）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。

在“测量干电池的电动势和内阻”实验中

    

  

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 ， 内阻很大）；

电流表（量程）；

电阻箱（阻值）；

干电池一节、开关一个和导线若干。

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1所示实验电路，由测得的实验数据绘制成的图像如图2所示。