12.3测电源电动势和内阻 同步练习（word版含答案）

12.3高二物理测电源电动势和内阻
一、单选题
1．某同学在设计测电源电动势和内阻的电路时，电压表可视为理想电表，电流表的内阻不能忽略。能精确地测量出电源的电动势和内阻的电路为（　　）
A． B．
C． D．
2．某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为，接电路的实物图如图所示。下列对该学生接线说法错误的是（　　）
A．滑动变阻器不起变阻作用 B．电流表接线有错
C．电压表量程选用不当 D．电压表接线不妥
3．下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是
A．测出两组I、U的数据，代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r，求出E和r
B．多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值
C．测出多组I、U的数据，画出U–I图象，再根据图象求出E、r
D．多测几组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻r
4．如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图，根据测得的数据作出了如图乙所示的U-I图线，以下实验结论正确的是（　　）
A．电池电动势的测量是准确的，内电阻的测量值偏小
B．电池内阻的测量值为3.50 Ω
C．外电路发生短路时的电流为0.40 A
D．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′=0.20 A
5．用伏安法测电池1和电池2的电动势E1、E2以及内阻r1和r2。由测得的数据在U—I图上分别它们的图线直线1和直线2，如图所示，由图可以判断（ ）
A．E1 < E2，r1 < r2 B．E1 < E2，r1 > r2 C．E1 > E2，r1 > r2 D．E1 > E2，r1 < r2
6．某同学在做“测定干电池的电动势和内电阻”的实验时，记录的数据如下表所示：发现实验结果与预期的不一致。分析记录的数据可估计实验电路错误所在。已知下图中的均为保护电阻，则该同学的实验电路可能错接成图中的（　　）。
0.60 0.70 0.80 0.90 1.0 1.1
0.18 0.21 0.24 0.27 0.30 0.33
B．
C． D．
7．某同学用如图甲所示的电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验，并根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图象，待测电源的电动势E，内电阻r ( )
A．0.40V 1Ω B．0.40V 3.5Ω
C．1.40V 1Ω D．1.40V 3.5Ω
8．在如图所示的电路中，已知电阻和的阻值，在电键打到位置1和位置2时，在电流表中读出不同的示数，则利用该电路（　　）
A．可以测量电源电动势，但不能测量电源内电阻
B．可以测量电源内电阻，但不能测量电源电动势
C．可以测量电源电动势，也可以测量电源内电阻
D．不能测量电源电动势，也不能测量电源内电阻
9．利用如图所示电路可以测出电压表的内阻。已知电源的内阻可以忽略不计，R为电阻箱。闭合开关，当R取不同阻值时，电压表对应有不同读数U。多次改变电阻箱的阻值，所得到的图象应该是（　　）
B．
C． D．
10．某研究性学习小组利用下图所示电路测量电池组的电动势E和内阻r．根据实验数据绘出如下图所示的图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到（　　）
A．电源电动势约为1.5V
B．内阻约为1.0Ω
C．用该电路测电动势，测量值比真实值小
D．用该电路测内阻，测量值比真实值小
11．用如图所示电路可以测量干电池的电动势和内阻，图中R为电阻箱．下列关于该实验的说法中正确的是（ ）
A．为了测量电动势和内阻，至少需要测量6组数据
B．用图象处理数据时，为了得到线性图象，可以作U与R的图象
C．用图象处理数据时，为了得到线性图象，可以作1/U与R的图象
D．因电压表内阻产生的误差属于系统误差
二、多选题
12．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，以下说法正确的是（　　）
A．在图甲所示电路中，E测B．在图甲所示电路中，r测C．在图乙所示电路中，E测D．在图乙所示电路中，r测13．用伏安法测电源电动势和内阻，由于没考虑电表内阻造成了误差，下列说法正确的是（ ）
A．用甲图电路测量时，电源电动势和内阻的测量值均小于真实值
B．用乙图电路测量时，电源电动势和内阻的测量值均大于真实值
C．用丙图电路测量时，电源内阻的测量值小于真实值，电动势的测量值等于真实值
D．用丁图电路测量时，电源内阻的测量值大于真实值，电动势的测量值等于真实值
14．用电流表和电压表测定干电池的电动势和内阻的实验中，有两种电路可供选择，若所测干电池内阻较小，为减小内阻测量的误差，实验电路应选择甲图所示电路，若根据某次实验记录数据画出的U—I图像如图丙所示，下列关于这个图像的说法正确的是（　　）
A．纵轴截距表示待测干电池的电动势，即E＝3.0V
B．横轴截距表示短路电流，即I短＝0.6A
C．根据，计算出待测干电池的内阻为5Ω
D．根据计算出待测干电池的内阻为1.0Ω
15．为测定电池的电动势和内阻，待测电池、开关、导线配合下列仪器可达到实验目的的是（　　）
A．—个电流表和一个电阻箱 B．—个电压表和一个电阻箱
C．一个电流表和一个滑动变阻器 D．—个电压表和电流表和一个滑动变阻器
16．某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0~，连接电路的实物图如图所示。关于该学生接线的说法正确的是（　　）
A．滑动变阻器不起变阻作用 B．电流表接线有误
C．电压表量程选用不当 D．电压表接线不正确
17．为了测量1节电池的电动势和内电阻，除了课本上的实验方法之外，还可以采用下列哪几组仪器进行？（ ）．
A．一个电流表、一个电阻箱、一个开关、导线若干
B．一个电流表、两个定值电阻、一个开关、导线若干
C．一个电流表、一个滑动变阻器、一个开关、导线若干
D．一个电压表、一个滑动变阻器、一个开关、导线若干
18．如图是根据某次测定电池的电动势和内阻的实验记录的数据作出的U—I图像，关于这个图像的说法中正确的是( )
A．纵轴截距表示待测电池的电动势，即E=1.5V
B．横轴截距表示短路电流，即I0=0.5A
C．根据，计算出待测电池内阻为3Ω
D．根据，计算出待测电池内阻为1Ω
19．某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验．图中电流表的量程为0.6A，内阻约；电压表的量程为3V，内阻约；G为小量程电流表；电源电动势约为3V，内阻较小．下列电路中正确的是
A． B．
C． D．
三、实验题
20．用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻。
（1）为了减小实验误差，画出其电路原理图；___________ ；
（2）由实验数据描出的U -I如图，则此电池的电动势是___________V，内阻是___________Ω；（小数点后保留两位）
（3）本实验系统误差产生的原因是___________。
21．测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U﹣I图象如图所示；请回答下列问题：
（1）如图甲所示，在闭合开关之前为防止电表过载而移动滑动变阻器的滑动头P，应放在滑动变阻器___________处（填“a”或“b”）。
（2）现备有以下器材：
A．干电池1个
B．滑动变阻器（0～50 Ω）
C．电压表（0～3 V）
D．电压表（0～15 V）
E．电流表（0～0.6 A）
F．电流表（0～3 A）
其中电流表应选___________，电压表应选___________。（填字母代号）
（3）如图乙是根据实验数据画出的U﹣I图象。由此可知这个干电池的电动势E=________V，内电阻r=________Ω。（计算结果均保留两位有效数字）
22．用如图甲电路测定一节干电池的电动势和内阻，电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用，除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
A．电流表（量程0.6A）
B．电流表（量程3A）
C．电压表（量程3V）
D．电压表（量程15V）
E．定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）
F．定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W）
G．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）
H．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω、额定电流1A）
（1）要正确完成实验，电压表应选择______，电流表应选择______A；定值电阻R0应选择______，滑动变阻器R应选择______；（填各项前面的字母代号）
（2）如图乙所示是根据实验数据作出的图像，由图可知，电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω；（结果保留2位有效数字）
（3）引起该实验系统误差的主要原因是______。
23．某同学设计了如图所示电路，测量定值电阻的阻值、电源的电动势和内阻，使用的器材有：待测定值电阻（约几欧）、待测电源E、电流表A、电阻箱（）、开关两个及导线若干.
（1）请用笔画线代替导线在图中完成实物电路的连接______；
（2）测量的阻值时，闭合开关前，调节至最大值，然后闭合开关和，调节使电流表示数为I，此时的值为；再断开，将调到时，电流表示数也为I，则的值为______Ω；
（3）测量电源电动势E和内阻r时，闭合开关、断开，调节，得到和对应电I的多组数据，作出图像如图所示，则电源电动势______V，内阻______Ω（计算结果均保留2位有效数字），若电流表A内阻不可忽略，则r的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
参考答案
1．A
【详解】
因为电压表可视为理想电表，电流表的内阻不能忽略。则A图可以精确地测量出电源的电动势和内阻；B图中测得的电源内阻包含了电流表的内阻，即内阻测量值偏大；C图无电流表，只有滑动变阻器和电压表，无法测量电动势和内阻；D图中导线把电源短路了，也无法进行测量。
故选A。
2．C
【详解】
A．变阻器要起到变阻作用接入电路的两根导线一条接在上面的金属杆一端，另一条接在下面的接线柱上，所以图中滑动变阻器不起变阻作用，故A正确；
B．电表接入电路，选好量程后，还应注意正、负接线柱，图中电流表接法不对，故B正确；
C．一节干电池的电压不超过3V，所以电压表量程选用得当，故C错误；
D．在实验中电压表不应并联在电源两端，因为电键断开后，电压表仍有读数，故D正确。本题选择不正确的。
故选C。
3．C
【详解】
A、根据两组测量数据可以算出一组E，r值，但不能减少偶然误差，故A错误；
B. 原理可行，但不符合题目中“直观、简便”的要求，故B错误；
C. 采用图象法处理实验数据，直观、同时减小了偶然误差，故C正确；
D. 该做法是错误的，不能求出I、U的平均值，然后应用欧姆定律求出电阻阻值，故D错误；
故选C．
【点睛】
图象法可以减小偶然误差，并且能直观简便的得出最终结果，故在测电动势和内电阻时常常用图象法分析．
4．D
【详解】
AB．由图像可知，电动势测量值E测=1.4V，电源内阻测量值为
由图甲电路图可知，相对于电源来说，电流表采用了外接法，由于电压表的分流，使电流表所测电流小于流过电源的电流，实验误差来源于电压表的分流，电动势的测量值表示为
内阻的测量值表示为
AB错误；
C．外电路发生短路时的电流为
C错误；
D．电压表的示数为1.20V时，电流表的示数
D正确。
故选D。
5．A
【详解】
根据闭合电路的欧姆定律有
E = U + Ir
整理后有
U = - Ir + E
则U—I图线斜率的绝对值代表内阻的大小，纵截距代表电源的电动势，所以有
E2 > E1，r2 > r1
故选A。
6．B
【详解】
根据图表可知电压表示数与电流表示数同时增大，对B图，定值电阻有
可能同时测量定值电阻两端的电压和电流，对A图，
CD图
故电压随电流增大而减小。
故选B。
7．C
【详解】
在U-I图像中，图像与纵轴的交点表示电源的电动势，斜率表示内阻．由图可知测得的电池的电动势为1.40V，内阻
故C正确。
8．C
【详解】
开关接1时，由闭合电路欧姆定律可得
开关接2时，同理可得
由于已知电阻和的阻值，在电流表中读出不同的示数、，则可根据以上两方程得出电源电动势的值和电源内阻的值。
故选C。
9．A
【详解】
根据闭合电路欧姆定律应有
整理可得
可见图象应是一个一次函数的关系图象。
故选A。
10．B
【详解】
AB．根据闭合电路的欧姆定律，可得
则可知图线的斜率等于E，纵轴截距绝对值等于r，由图得到，电源的电动势约为3V，内阻约为1Ω，故A错误，B正确；
CD．将电流表的内阻等效为电源的内阻，故电流表内阻对电动势的测量无影响，故E测量值等于真实值，而由于电流表内阻的影响，r测量值大于真实值，故CD错误。
故选B。
11．D
【详解】
根据实验原理E=U+r可知，方程中有两个未知量，则为了测量电动势和内阻，至少需要测量2组数据，选项A错误；根据E=U+r可得，则用图象处理数据时，为了得到线性图象，可以作的图象，选项BC错误；因电压表内阻产生的误差属于系统误差，选项D正确.
12．AB
【详解】
AB．本实验中甲图是伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-I图象如图所示
由图象可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值，故AB正确；
CD．本实验中乙图是伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表内接法，由于电流表分压作用，电流表测量值偏大，当外电路短路时，电压测量值等于真实值，电源的U-I图象如图所示，
由图象可知，电动势测量值等于真实值，电源内阻测量值大于真实值，故CD错误。
故选AB。
13．AD
【详解】
A.用甲图电路测E和r，对应公式有U=E－Ir，由于电压表的分流，导致电流表测量的并不是干路电流，而是略小于干路电流，修正后图形如图甲所示.由图可知E测＜E真，r测＜r真，故A正确.
B.用乙图电路测E和r，对应公式有U=E－Ir.由于电流表的分压，导致电压表测量的不是路端电压，而是略小于路端电压，修正后图形如图乙所示.由图可知E测=E真，r测＞r真，故B错误.
C.用丙图电路测E和r，对应公式有，整理后得，由于电压表的并联，负载电阻的真实值R真与实验值R满足，修正后图形如图丙所示.由图可知E测＜E真，r测＜r真，故C错误.
D.用丁图电路测E和r，对应公式有E=I（R+r），整理后得，由于电流表的分压，负载电阻的真实值R真与实验值R满足R真=R+RA，修正后图形如图丁所示.由图可知E测=E真，r测>r真，故D正确.
14．AD
【详解】
A．所测干电池的内阻较小，电路图应设计为电流表相对于干电池的外接法，故应选甲图所示的电路图。U－I图像的纵截距为I＝0时的路端电压，其大小等于电动势，故E＝3.0V，选项A正确；
B．横轴截距表示路端电压为2.4V时的电流，并非短路电流，选项B错；
CD．U－I图像的斜率的绝对值表示干电池的内阻，故
r＝＝Ω＝1.0Ω
选项C错误，选项D正确。
故选AD。
15．ABD
【详解】
测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律E=U+Ir，电压表测量路端电压U、用电流表测量电流I，利用滑动变阻器调节外电阻，改变路端电压和电流，实现多次测量，即由一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器组合可测量电源的电动势和内阻。也可以在没有电压表的情况下，用一个电流表和一个电阻箱组合测量，电阻箱可以读出阻值，由U=IR可求出路端电压。也可以用电压表和电阻箱组合，由电压表读数U与电阻箱读数R之比求出电流。但不能用一个电流表和一个不能读数的滑动变阻器组合测量电动势和内电阻；故ABD正确，C错误。
故选ABD。
16．AD
【详解】
A．由题图知，移动滑动变阻器触头时，不会改变接入电路的电阻大小，滑动变阻器不起变阻作用，故A正确；
B．电流表只允许电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，而且应该选择0~量程，图中电流表接线正确，故B错误；
C．图中电源为两节干电池，电动势为，所以电压表量程应选用0~，故C错误；
D．图中开关不能控制电压表，且电流从负接线柱流入，从正接线柱流出，所以电压表的接线不正确，故D正确。
故选AD。
17．AB
【详解】
A. 一个电流表、一个电阻箱、一个开关、导线若干，可以采用一箱一表法进行实验，故A正确。
B. 一个电流表、两个定值电阻、一个开关、导线若干，可以利用定值电阻和电流表表示电压，通过改变定值电阻个数来改变电阻得到多组数据，进行实验，故B正确。
C. 一个电流表、一个滑动变阻器，无法表示电压数值，无法进行实验，故C错误。
D. 一个电压表、一个滑动变阻器，无法表示电流数值，无法进行实验，故D错误。
18．AD
【详解】
根据闭合电路欧姆定律有，由此可知，电源U—I图像中纵截距即电源电动势、斜率的绝对值为电源内阻，故可知：，故AD正确、C错误；因图像中纵轴并不是从零开始，所以横轴截距并不等于短路电流，故B错误。
故选AD。
19．AB
【详解】
A．利用伏安法测量未知电阻，图示为“限流接法”，电压表量程等于电源电动势，回路中最大电流：
等于电流表量程，电压表内阻远大于待测电阻，分流造成误差小于电流表分压误差，所以采用电流表外接，故A正确；
B．电压表量程等于电源电动势，电压表内阻很大，分流造成误差小，故采用电流表内接，电流表测量电流近似等于电路总电流，根据全电路欧姆定律：
该电路可以测量电源电动势和内电阻，故B正确；
C．测量小灯泡伏安特性曲线应使得小灯泡两端电压从零增大，应采用分压接法而不是限流接法，故C错误；
D．半偏法测量电流表的内阻，最终支路电阻即为电流表的内阻，所以支路的电阻不能用滑动变阻器，应该用电阻箱，故D错误。
故选AB。
20． 1.49 0.86 电压表的分流
【详解】
（1）应用伏安法测电压电动势与内阻实验，电压表测路端电压，电流表测电路电流，由于电源内阻较小，电流表采用相对电源外接，故实验电路图如图所示
（2）由图示电源U-I图线可知，电源电动势为
E=1.49V
电源内阻为
（3）本实验系统误差产生的原因是电压表的分流。
21．a E C 1.5 0.75
【详解】
（1）滑动变阻器采用限流接法，在闭合开关之前为防止电表过载，划定变阻器滑动头P应放在滑动变阻器a处；
（2）由图乙可知：电路中的最大电流为0.4A，因此电流表选择量程为0.6A比较合适，故电流表则E，电源电动势约为1.5V，因此电压表选择量程为3V比较合适，故电压表选择C；
（3）由图乙可知，电源的U﹣I图象与纵轴的交点坐标值是1.5，则电源电动势为1.5V，图象的斜率表示电源内阻，所以电源内阻为
22．C A E G 1.5 1.0 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小
【详解】
（1）由于电源是一节干电池1.5V，所选量程为3V的电压表C，估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几欧左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表A；由于电池内限很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大，所以定值电阻选E，滑动变阳器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0~109能很好地控制电路中的电流和电压，若取0~1009会出现开始几乎不变最后突然变化的现象，所以滑动变阻器选G；
（2）由图示电源的图像可知，电源的电动势为
图像斜率的绝对值等于电源的内阻，内阻为
（3）引起该实验系统误差的主要原因是电压表的分流作用，导致造成电流表读数总是比电池实际输出电流小。
23． 6.0 1.0 大于
【详解】
(1)实物电路的连接如图所示
(2)两次电流均为I，说明回路总阻值相等，故电阻箱减小的示数等于的阻值，可得
(3)由闭合电路欧姆定律可得
整理得
对比图像可得，截距为
斜率为
联立解得
，
若电流表A内阻不可忽略，则据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可得
故电源内阻的实际值较小，即内阻r的测量值大于真实值。