高二上学期物理人教版（2019）必修第三册12.3实验：电池电动势和内阻的测量 同步练习（word版含答案）

12.3实验：电池电动势和内阻的测量
一、单选题
1．在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列哪组仪器，不可以达到测定目的（　　）
A．一只电流表和一个滑动变阻器 B．一只电流表和一只电压表
C．一只电流表和一个电阻箱 D．一只电压表和一个电阻箱
2．为测量电源的电动势和内阻，甲同学采用图甲所示的方案，测得电源电动势为E1，内阻为r1；乙同学采用图乙所示的方案，测得电源电动势为E2，内阻为r2。若他们选用的是同一个电池，且操作过程均完全正确，所选电源电动势的真实值为E，电源内阻的真实值为r，由于系统误差的存在，则（　　）
A．， B．，
C．， D．，
3．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
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．电池电动势和内电阻的测量值均偏大
B．电池内阻的测量值为3.50Ω
C．外电路发生短路时的电流为0.40A
D．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′=0.20A
5．如图为“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验电路，电源由两节干电池串联而成（电池允许通过最大电流为0.6 A）。保护电阻R有四种规格，其中最适合的是（　　）
A．5 Ω、2.0 W B．5 Ω、0.2 W C．50 Ω、20 W D．50 Ω、2.0 W
6．某同学在实验室利用如图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻。根据实验数据绘出的图像与如乙图所示的图线类似，其中为电阻箱读数，为电压表读数。请根据已学习的电学知识分析出正确的选项（　　）
A．电源的电动势大小为、内阻大小为
B．电源的电动势大小为、内阻大小为
C．电源的电动势大小为、内阻大小为
D．电源的电动势大小为、内阻大小为
7．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．
8．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
9．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
10．用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，实验中可供选择的电压表有两个，量程分别为A（0~2V）、B（0~5V），滑动变阻器两个，规格分别为C（0~1000）、D（0~20），应选用的电压表和滑动变阻器分别为（　　）
A．A，C B．A，D C．B，C D．B，D
11．测定电源的电动势和内阻”的实验中，下列注意事项中错误的是（ ）
A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显
B．应选用内阻较小的电压表和电流表
C．移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载
D．根据实验记录的数据作U–I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧
12．用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻r，实验中可供选择的电压表有两个，量程分别为A(0～2 V)，B(0～5 V)，滑动变阻器两个：C(1000 Ω，0.1 A)，D(20 Ω，2A)，应选用的电压表和应选用的变阻器为( )
A．A、C B．A、D C．B、C D．B、D
13．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．
二、实验题
14．某同学做“测定电源的电动势和内阻”实验。
（1）他采用如图所示的实验电路进行测量，图中给出了做实验所需要的各种仪器，请你按电路图把它们连成实验电路_______。
（2）根据实验数据做出图象，如图所示，蓄电池的电动势______，内电阻______。
（3）这位同学对以上实验进行了误差分析，其中正确的是（______）
A．实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用
B．实验产生的系统误差，主要是由于电流表的分压作用
C．实验测出的电动势小于真实值
D．实验测出的内阻大于真实值．
15．“测定电池的电动势和内阻”的实验中：
（1）如图乙是根据实验数据作出的U-I图象，由图可知，电源的电动势E=_______V，内阻r=_______。
（2）实验中如果将电压表并连在滑动变阻器的A、B两端，则理论上电动势的测量值和真实值关系E测________E真，内阻的测量值和真实值r测________r真（填“＜，＞，或=”）。
16．某研究性学习小组利用如图甲所示电路，测定4节干电池组成的电池组的电动势和内电阻。其中，虚线框内为用灵敏电流计G改装的电压表V，A为电流表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，为的定值电阻。已知灵敏电流计G的满偏电流，内阻 为。
（1）实验刚开始时，选择了电流表量程进行测量，某一组数据测量时电流表示数如图乙所示，则电流表读数为______A。
（2）滑动变阻器滑片从右端向左滑动到中点，小组同学发现电流表示数变化范围很小，当滑片滑至左端点时电流表示数突然变大超过量程，造成这样的原因可能是______。
A．滑动变阻器最大阻值过小 B．滑动变阻器最大阻值过大
（3）换用毫安表进行实验，首先将灵敏电流计改装成量程为的电压表，则需要将灵敏电流计与电阻箱串联并将电阻箱阻值调整为______Ω。
（4）将改装后的电压表接入虚线框内后，测得几组实验数据如表格所示。利用图像进行数据处理，在图丙中作出图像______。
次数 1 2 3 4 5 6
改装后的电压表读数 5.82 5.70 5.56 5.42 5.28 5.15
电流表A读数 20 40 60 80 100 120
（5）根据图丙所作图像，可得每节电池的内阻______Ω（结果保留三位有效数字），每节电池电动势______V。（结果保留三位有效数字）
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．A
【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
作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
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，一只电流表和一个滑动变阻器，可以多次测量，但滑动变阻器阻值不能读出，所以电压无法计算，故A不可以，BCD均可以。
故选A。
2．A
【详解】
AB．甲同学的方案采用的是电流表内接法，路端电压的测量值无系统误差，而电压表分流导致干路电流偏小，所测为电源和电压表并联构成的等效电源，则有
故A正确，B错误；
CD．乙同学的方案采用的是电流表外接法，电流的测量值无系统误差，而电流表分压导致路端电压偏小，所测为电源和电流表串联构成的等效电源，则有
故CD错误；
故选A。
3．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。
4．D
【详解】
AB．由图像可知，电动势测量值
电源内阻
由图甲所示电路图可知，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，电动势和内阻测量值和真实值之间的关系为
电源电动势与内阻测量值都小于真实值，A错误，B错误；
C．外电路发生短路时的电流为
故C错误；
D．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数
I′==0.20 A
故D正确。
故选D。
5．A
【详解】
一节干电池的电动势约为1.5V，两节干电池的电动势约为3V，电池允许通过的最大电流为0.6A，电路最小总电阻约为
电源电动势约为3V，如果选用50Ω的保护电阻，电路最大电流约为0.06A，电流太小，故不能选择50Ω的保护电阻；如果选择5Ω、0.2W的电阻，电路最大电流为
电流太小，不能测多组实验数据。
故选A。
6．B
【详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
整理得
由题图乙可知
解得
故选B。
7．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。
8．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。
9．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。
10．B
【详解】
干电池的电动势约为1.5V，因此电压表应选用的量程为0~2V，干电池内阻约为几欧，为了调节方便并减小误差，滑动变阻器应选用最大阻值为20的，B正确。
故选B。
11．B
【详解】
A．旧干电池内阻较大，故应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显，故A正确；
B．应选用内阻较小的电流表和内阻较大的电压表，以避免电流表和电压表自身阻值的影响，减小实验误差，故B错误；
C．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载而发生危险，故C正确；
D．作图时，应通过尽可能多的点画一条直线并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，这样作图误差最小，故D正确；
本题选择错误的，故选B．
12．B
【详解】
电池的电动势约为1.5V，故电压表应选用的量程为0-2V即可；为了调节方便并能减小误差，故变阻器应选用20 Ω的即可，故选B。
13．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。
14．见解析
【详解】
(1)根据图所示实验电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示
(2)由图所示电源图象可知，图象与纵轴交点坐标值是，电源电动势
电源内阻
(3)AB．由图所示电路图可知，相对于电源来说电流表采用外接法，由于电压表分流作用，使所测电流小于电流的真实值，造成了实验误差，故A正确，B错误；
C．当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的图像如图所示
由图像可知，电源电动势的测量值小于真实值，故C正确；
D．电源内阻
由图像可知，电源内阻测量值小于真实值，故D错误。
故选AC。
15．1.5 1.0 =
【详解】
(1)由闭合电路欧姆定律得
则在U-I图象中纵坐标的截距代表的是电源的电动势，所以
U-I图象斜率的绝对值等于内阻，所以有
(2)实验中如果将电压表并连在滑动变阻器的A、B两端，实验采用电流表外接法，由于电流表的分压作用，电压的测量值小于真实值，当电流为零时，电压的测量值等于真实值，电源的U-I图象如图所示
由图象可知，电源电动势的测量值等于真实值，电源内阻的测量值大于真实值。
16．0.04 B 58000 0.900-1.00 1.48/1.49/1.50
【详解】
（1）如图乙所示，则电流表读数为0.04A。
（2）根据题意，滑动变阻器接入电路阻值变化时，电流变化很小，说明滑动变阻器接入电路的阻值一直很大，则原因可能是滑动变阻器最大阻值过大。
故选B。
（3）根据串并联关系
解得
（4）根据题给数据，作图如下
（5）根据闭合电路欧姆定律
结合图像可知
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