10 实验：测定电池的电动势和内阻知识点题库

两电阻R₁和R₂的电流I电压U的关系图线如图所示，可知两电阻的大小之比R₁∶R₂等于（　　）

A . 1∶3 B . 3∶1 C . $\text{[math]}$ D . 1∶4

法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现巨磁阻效应(GMR)而荣获了诺贝尔物理学奖。如图所示是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，图中GMR在外磁场作用下，电阻会大幅度减小。若存在磁铁矿，则指示灯(填“亮”或“不亮”)，若要提高探测仪的灵敏度，应将R(填“调大”或“调小”)。

根据所学知识，完成下面题目：

（1）
某同学用一把游标卡尺上有50个小等分刻度的游标卡尺测量摆球直径，由于被遮住，只能看见游标的后半部分，如图所示，该摆球直径为mm
（2）
为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出．（g＝9.8 m/s²）弹簧的劲度系数为N/m．

某同学用多用电表测量一个量程为15mA的毫安表内阻．已知多用电表表内电池的电动势为1.5V，欧姆档表盘中央刻度值为“15”，对毫安表进行测量时多用电表的指针如图所示．则

（1）毫安表的内阻为Ω；
（2）测量时，毫安表的指针发生了偏转（图中示画出），根据以上数据可推测，毫安表的示数为 mA；（结果保留两位有效数字）
（3）若要将此毫安表改装成量程为15V的电压表，则应联一个阻值为Ω的电阻．

若欧姆表头的满偏电流为I_g=500 μA，干电池的电动势为1.5V，则

（1）这只欧姆表的总内阻为Ω
（2）表针偏转到满刻度的 $\text{[math]}$ 时，待测电阻为Ω．

调整欧姆零点后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，那么正确的判断和做法是（）

A . 这个电阻的阻值很小 B . 这个电阻的阻值很大 C . 为了把电阻值测得更准确些，应换用“×1”挡，重新调整欧姆零点后测量 D . 为了把电阻值测得更准确些，应换用“×100”挡，重新调整欧姆零点后测量

某同学将量程为200μA、内阻为500Ω的表头μA改装成量程为1mA和10mA的双量程电流表，设计电路如图（a）所示．定值电阻R₁=500Ω，R₂和R₃的值待定，S为单刀双掷开关，A、B为接线柱．回答下列问题：

（1）
按图（a）在图（b）中将实物连线；
（2）表笔a的颜色为色（填“红”或“黑”）
（3）将开关S置于“1”挡时，量程为mA；
（4）定值电阻的阻值R₂=Ω，R₃=Ω．（结果取3位有效数字）
（5）
利用改装的电流表进行某次测量时，S置于“2”挡，表头指示如图（c）所示，则所测量电流的值为mA．

在测定电源电动势和内阻的实验中，如果根据实验结果做出的图象如图1所示，则该实验测得的电动势为V，内电阻为Ω；下面的图2是在同一坐标系中画出的a、b、c三个电源的U﹣I图象，其中a和c的图象平行，则正确的选项是

A．E_a＜E_b ， r_a=r_b B．E_b=E_c ， r_c＞r_bC．E_a＜E_c ， r_a=r_cD．E_b=E_c ， r_b=r_c ．

某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．

（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图（a）和图（b）所示，长度为cm，直径为mm．
（2）按图（c）连接电路后，实验操作如下：
（a）将滑动变阻器R₁的阻值置于最处（填“大”或“小”）；将S₂拨向接点1，闭合S₁ ，调节R₁ ，使电流表示数为I₀；
（b）将电阻箱R₂的阻值调至最（填“大”或“小”），S₂拨向接点2；保持R₁不变，调节R₂ ，使电流表示数仍为I₀ ，此时R₂阻值为1280Ω；
（3）由此可知，圆柱体的电阻为Ω．

某学习小组要探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系．选取一根乳胶管，里面灌满了稀盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的圆柱形盐水柱．进行了如下实验：

①用多用电表粗测盐水的电阻：该小组首先选用“×100”欧姆挡，其阻值如图（甲）中指针a所示，为了减小多用电表的读数误差，多用电表的选择开关应换用（选填“×10”或“×1000”）欧姆挡；

改换选择开关后，若测得阻值如图（甲）中指针b所示，则R_x的阻值大约是Ω；

②现采用伏安法测盐水柱R_x的电阻，有如下实验器材：

A．锂电池（电动势标E称值为3.7V）

B．电压表V（量程4V，R_V约为4.0kΩ）

C．电流表A₁（量程100mA，R_A1约为5Ω）

D．电流表A₂（量程2mA，R_A2约为50Ω）

E．滑动变阻器R₁（0～40Ω，额定电流为1A）

F．开关S一只，导线若干

为了测定盐水柱R_x的阻值，该小组同学实验时电流表应该选择（填A₁或A₂）．

③为探究导电溶液的电阻在体积V相同时，电阻值R与长度L的关系．该小组同学通过握住乳胶管两端把它均匀拉长改变长度，多次实验测得稀盐水柱长度L和电阻R的数据．为了定量研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图（乙）所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是．（选填L、 $\text{[math]}$ 、L²或 $\text{[math]}$ ）

用伏安法测电阻，可采用如图所示的甲、乙两种接法。若所用电压表内阻约为5 000 Ω，电流表内阻约为0.5 Ω。

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（1）当测量100 Ω左右的电阻时，宜采用电路。
（2）现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10 V、0.5 A，则此电阻的测量值为 Ω，（大于或者小于）真实值。

实验室提供如下器材测定电压表 $\text{[math]}$ 的内阻，可选用的器材如下：

A．待测电压表 $\text{[math]}$ ：量程3V，内阻约3kΩ

B．电压表 $\text{[math]}$ ：量程15V，内阻约20kΩ

C．电流表A：量程3A,内阻约0.1Ω

D．定值电阻 $\text{[math]}$ ：9.0kΩ

E.滑动变阻器 $\text{[math]}$ ：0~200Ω

F.滑动变阻器 $\text{[math]}$ ：0~2kΩ

G.电源E：电动势约为12V，内阻忽略不计

H.开关、导线若干

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（1）现用多用电表测电压表 $\text{[math]}$ 的内阻，选择倍率“×100”档，其它操作无误，多用电表表盘示数如图所示，则电压表 $\text{[math]}$ 的内阻约为Ω.
（2）为了准确测量电压表 $\text{[math]}$ 的内阻，两位同学根据上述实验器材分别设计了如图甲和乙两个测量电路，你认为（选填“甲”或“乙”）更合理．
（3）该实验中滑动变阻器应该选用（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）
（4）用已知量 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的示数 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 来表示电压表 $\text{[math]}$ 的内阻R_V1=．

实验室有一只标称为 $\text{[math]}$ 的旧滑动变阻器，如图甲所示，同学们观察滑动变阻器，发现滑动变阻器是用金属丝密绕在陶瓷管上制成的，某物理兴趣小组想测出其准确电阻、电阻率及该滑动变阻器金属丝的总长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器、导线和学生电源等器材进行实验。

（1）他们先拆开滑动变阻器，取下一段金属丝，用刻度尺量出其长度 $\text{[math]}$ ，然后用螺旋测微器三次测金属丝不同位置的直径，其中一次的示数如图乙所示，则金属丝在该位置的直径 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；
（2）之后他们使用多用电表粗测这段金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请完成第②步操作）
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“ $\text{[math]}$ ”“ $\text{[math]}$ ”插孔，选择电阻“ $\text{[math]}$ ”挡；

②；

③把红、黑表笔分别与旧滑动变阻器下面两个接线柱相接，多用电表的示数为 $\text{[math]}$ 。
（3）用伏安法测这段金属丝的电阻：已知电压表内阻为几千欧，电流表内阻为几欧，依照多用电表示数，为了减小实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 四个电路中选择__________电路来测量旧滑动变阻器的电阻；

A . B . C . D .
（4）实验中测得该段金属丝的电阻 $\text{[math]}$ ，可估算出绕制螺线管所用金属丝的长度约为 $\text{[math]}$ ；（结果保留两位有效数字）
（5）若(1)中直径的测量值 $\text{[math]}$ 恰好等于三次直径测量的平均值，则金属丝的电阻率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。（结果保留两位有效数字）

要测量一个约200Ω的未知电阻R_x的阻值，要求测量精度尽量高、且电表的指针偏角必须超过量程的三分之一。实验室提供了以下器材：

定值电阻

①电流表A₁（0 ~ 5mA，内阻r₁ = 10Ω）；

②电流表A₂（0 ~ 10mA，内阻r₂ = 5Ω）；

③定值电阻R₁（R₁ = 180Ω）；

④定值电阻R₂（R₂ = 20Ω）；

⑤滑动变阻器R（0 ~ 5Ω）；

⑥干电池（电动势1.5V，内阻不计）；

⑦开关S及导线若干。

（1）某同学设计了图（a）所示的电路，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于端（填“左”或“右”）；
（2）图中定值电阻应选（填“R₁”或“R₂”）；
（3）若某次测得电流表A₁、A₂的示数分别为I₁、I₂ ，则被测电阻的大小为R_x = （用可能用到的符号I₁、I₂、r₁、r₂、R₁、R₂表示）；
（4）若通过调节滑动变阻器，测得多组I₁、I₂ ，作出I₂—I₁的图像如图（b）所示，求得图线的斜率为k = 1.90，则被测电阻的大小为R_x = Ω（保留三位有效数字）。

在“测定金属丝的电阻率”实验中，提供的实验器材如下：

A．待测金属丝 $\text{[math]}$ （电阻约 $\text{[math]}$ ）

B．电流表 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ）

C．电压表 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ）

D．滑动变阻器 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）

E.电源 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ）

F.开关、导线若干

（1）用螺旋测微器测出金属丝的直径如图甲所示，则金属丝的直径为 $\text{[math]}$ 。
（2）某同学采用图乙所示电路进行实验，请用笔画线代替导线，在图丙中将实物电路图连接完整。
（3）在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最（选填“左”或“右”）端。
（4）实验得到几组 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的数据，用 $\text{[math]}$ 计算出相应的电阻值后作出 $\text{[math]}$ 图线如图丁所示，取图线上的两个点间的数据之差 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，若电阻丝直径为 $\text{[math]}$ ，则电阻率 $\text{[math]}$ （用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示）。
（5）采用上述测量电路和数据处理方法，电流表内阻对本实验结果（选填“有”或“无”）影响。

某同学用多用电表测量一个未知电阻的阻值。

（1）测电阻的过程如下：
①估测被测电阻的阻值大小，将选择开关旋至欧姆“×10”挡，插入表笔，红表笔连接表内电源的（选填“正”或“负”）极，黑表笔连接表内电源的另一电极；

②将红、黑表笔短接，调节，使指针指向“0Ω”处；

③将两表笔分别与待测电阻的两端接触，发现指针偏转角度太小，将选择开关旋至欧姆（选填“×1”或“×100”）挡，重新进行欧姆调零，再进行测量，测量时指针指在图示位置，则被测电阻的阻值大小为Ω；

④实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
（2）该同学又用多用电表的直流电压挡测某段电路两端的电压，选用量程为10V的挡位，红表笔应与被测电路电势（选填“高”或“低”）的一端接触，若指针所指的位置恰好也如上图所示，则被测电压的大小为V。

利用下列器材设计一个如图所示电路，尽量准确地测量R_x电阻（R_x约为100Ω）。

电流表A₁（量程0~250mA内阻 $\text{[math]}$ ）

电流表A₂（量程，0~300mA内阻约为5Ω）

滑动变阻器R₁（最大阻值约为5Ω，额定电流为1A）

滑动变阻器R₂（最大阻值约为100Ω，额定电流为2A）

（1）实验时两个滑动变阻器在本实验中选用的是。（填“R₁”或“R₂”）
（2）某同学设计方案正确，测量得到电流表A₁的读数为I₁ ，电流表A₂的读数为I₂ ，则这段金属丝电阻的计算式 $\text{[math]}$ 。从设计原理看，其测量值与真实值相比（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

某科技活动中想利用如图甲所示电路研究某玩具电池的内阻，同时还打算测出某未知电阻 $\text{[math]}$ 的阻值。提供的器材如下：

A．待测电源（电动势E约为6V）

B．待测电阻 $\text{[math]}$

C．电阻箱R（0～999.9 $\text{[math]}$ ）

D．电压表V₁（量程为0～6V，内阻约为2 $\text{[math]}$ ）

E．电压表V₂（量程为0～3V，内阻约为1 $\text{[math]}$ ）

该同学实验过程如下（所有结果均保留两位有效数字）：

①按图甲连接好电路。

②合上开关，调节电阻箱的阻值R，读出电压表V₁和V₂的读数分别为U₁和U₂ ，并将R、U₁和U₂的值填在设计好的表格中（表格未画出）。

③多次重复实验步骤②。

（1）如果纵坐标表示U₁ ，横坐标表示 $\text{[math]}$ ，获得图像如图乙所示，则电源内阻为 $\text{[math]}$ 。
（2）如果纵坐标表示 $\text{[math]}$ ，横坐标表示R，实验结果的图像如图丙所示，则待测电阻 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。由于电压表均不是理想表，待测电阻的测量值比真实值（填“大”，“小”或“不变”）。
（3）为消除（2）中的系统误差，实验时可以引入辅助电源E′，如图丁所示，闭合开关S₁和S₂ ，调节电路中的两个滑动变阻器，使灵敏电流计G的示数为0，读出电压表读数为1.78V，电流表A读数为0.22A，则待测电阻的阻值为 $\text{[math]}$ 。

某实验小组用如图甲所示的电路来测量定值电阻R。的阻值及电源的电动势和内阻。

（1）根据图甲电路，将图乙所示的实物图连线补充完整；
（2）实验时用U₁、U₂、I分别表示电表V₁、V₂、A的读数，定值电阻 $\text{[math]}$ 的计算表达式是： $\text{[math]}$ （用测得的物理量表示），若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R₀的值（填“大于”、“等于”“小于”）实际值；
（3）将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，记录了U₁、U₂、I的一系列值。实验小组在同一坐标上分别作出 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 图线，则所作的图线斜率绝对值较小的是图线（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）。若用该图线来求电源电动势E和内阻r，且电表V₂的内阻极大，则引起系统误差的主要原因是。

某同学为了研究额温枪中导电材料的导电规律，用该种导电材料制作成电阻较小的元件Z做实验，测量元件Z中的电流在两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。

（1）他应选用下图中所示的____电路进行实验：

A . B . C . D .
（2）一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻则与之相反。由（1）实验测得元件Z的电压与电流的关系作出元件Z的 $\text{[math]}$ 图线如图1所示。根据Z的 $\text{[math]}$ 图线可判断元件Z是（选填“金属材料”或“半导体材料”）；
（3）该同学为了进一步验证额温枪测温度的准确性，设计了图2所示电路。已知电源电动势E=1.5V，内阻忽略不计， $\text{[math]}$ ，热敏电阻的阻值与温度的关系如图3所示，则：
①温度越低，电压表示数（选填“越大”或“越小”）；
②闭合开关后，发现电压表示数为0.50V，则热敏电阻此时的温度为 $\text{[math]}$ （结果保留1位小数）。

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