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；量程15V时内阻约）

B．电阻箱（阻值范围）

C．电阻箱（阻值范围）

D．滑动变阻器（阻值，额定电流）

E．滑动变阻器（阻值，额定电流）

F．电流表（量程为，内阻约）

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a b

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根据电动势的测量的方法可知，用电压表直接测量电源的电动势时，测量时电路中有微小电流，根据闭合电路的欧姆定律可知，这种测量方法得到的电动势的测量值比真实值小，故AC错误，B正确。

②根据5号干电池的电动势是，所以电压表的量程要选择的量程，同时由于5号干电池的电动势比较小，所以选择的滑动变阻器的最大电阻值不能太大，所以宜选择50欧姆的滑动变阻器。

③根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中的电流为I，则：，当路端电压为0时，电路中的电流：，此图线在横轴上的截距表示电池被短路时的短路电流，故A正确。在该实验的过程中，由于放电电流不能太大，所以路端电压的测量值比较大，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，故B正确；纵轴的标度放大后，图线在横轴上的截距对应的路端电压大于0，所以不再表示电池被短路时的短路电流．故C错误；纵轴的标度放大后，图线斜率的绝对值：，仍然等于电池的内阻，故D正确。

（4）把的直流电压表接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为25V的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联，整个作为电压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为；以下的主要步骤中：

A．闭合开关前测量电路中的电压值要保持最小，所以需要将将滑动变阻器的滑片移至 a端，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；

C．把的直流电压表，改装为量程为的电压表时，满偏时的电压从扩大为，量程扩大为：倍，则的实际电压，在电压表上的读数为：，所以需要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。

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

（5）当电压表满偏时，量程为，此时电阻箱上分担的电压为：，由欧姆定律可知： ，所以：，所以要选择最大电阻值的变阻箱C，由于选择使用分压式电路，所以要选择电阻值比较小的滑动变阻器D。

考点：测定电源的电动势和内阻

【名师点睛】本题涉及电表的改装，其原理是串联电路的特点．伏安法测量电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，要注意路端电压应为改装后电压表的读数。