Question

某课外小组的三位同学想要测量以下三种电池的电动势和内电阻：

Ⅰ．R20（1号）干电池：电动势约为1．5V

Ⅱ．R6（5号）干电池：电动势约为1．5V

Ⅲ．某种锂电池：电动势约为20V

他们可选择的部分器材有：

A．电压表（量程3V时内阻约3kΩ；量程15V时内阻约15kΩ）

B．电阻箱（阻值范围0 ~999Ω）

C．电阻箱（阻值范围0 ~99999Ω）W

D．滑动变阻器（阻值0 ~50Ω，额定电流1．5A）

E．滑动变阻器（阻值0 ~2kΩ，额定电流0．5A）

F．电流表（量程为0．6A，内阻约0．125Ω）

为完成测量，三位同学进行了如下实验：

①甲同学将一节1号干电池直接接在量程为3V的电压表两端（如图甲所示），将此时电压表的示数作为电池电动势的测量值。以下对这种测量方法的误差分析正确的是

   

A．这种测量方法得到的电动势的测量值比真实值大

B．这种测量方法造成误差的原因是测量时电路中有微小电流

C．因为“断路时路端电压等于电源电动势”，所以这种测量方法的系统误差为零

②乙同学将一节5号干电池接入图乙所示电路中，为完成该实验，电压表应选择的量程是  V；滑动变阻器应选择    （选填相应器材前的字母）。

③乙同学根据测量数据画出U-I的图像如图丙所示（图中只画了坐标纸的大格），关于此图像的下列说法中正确的是

A．此图线在横轴上的截距表示电池被短路时的短路电流

B．为减小误差，可以将原坐标纸上两坐标轴交点处的纵坐标取为1．0V，使每小格代表的电压值变小，从而放大纵轴的标度

C．纵轴的标度放大后，图线在横轴上的截距仍表示电池被短路时的短路电流

D．纵轴的标度放大后，电池的内阻仍等于图线斜率的绝对值

④丙同学为了测量锂电池的电动势，想给量程是15V的电压表串联一个定值电阻（用电阻箱代替），改装成量程是25V的电压表，实验电路如图丁所示，请将以下电压表改装过程的主要实验步骤补充完整：

A．闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至   端（选填“a”或“b”），并把电阻箱阻值调到零

B．闭合开关后调节滑动变阻器使电压表示数为10V

C．保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱使电压表示数为    V

D．不改变电阻箱的阻值，保持电阻箱与量程为15V的电压表串联，撤去其它线路就得到量程为的25V电压表

⑤丙同学的上述操作步骤中，电阻箱应选   ，滑动变阻器应选    （选填相应器材前的字母）

Answer

①B；②0-3；D；③ABD；④a；6；C；D

【解析】

试题分析：①由于电压表的内阻远大于电源的内阻，故这种测量方法得到的电动势的测量值比真实值略小，这种测量方法造成误差的原因是测量时电路中有微小电流，选项B正确，AC错误；

②因为5号电池的电动势为1．5V,故可选用0-3V量程的电压表；选用0 ~50Ω的滑动变阻器D；

③此图线在横轴上的截距表示电池被短路时的短路电流，选项A正确；为减小误差，可以将原坐标纸上两坐标轴交点处的纵坐标取为1．0V，使每小格代表的电压值变小，从而放大纵轴的标度，选项B正确；纵轴的标度放大后，图线在横轴上的截距不再表示电池被短路时的短路电流，而是当路端电压是1V时的电流值，选项C错误；纵轴的标度放大后，电池的内阻仍等于图线斜率的绝对值，选项D正确；故选ABD．

④A．闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至a端，并把电阻箱阻值调到零；把15V的电压表改装为量程为25V的电压表时，满偏时的电压由15V扩大为25V，量程扩为倍，则10V的实际电压电压表的读数为：，所以：，要择最大电阻值为9999Ω的变阻箱C．滑动变阻器因为用分压电路故应该选择阻值较小的D．

考点：测量电源的电动势及内阻

【名师点睛】本题涉及电表的改装，其原理是串联电路的特点；伏安法测量电源电动势和内阻的原理是闭电路欧姆定律，搞清实验的原理是解题的关键．