4.2科学测量：电源的电动势和内阻基础巩固（Word版含答案）

4.2科学测量：电源的电动势和内阻基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第三册
一、选择题（共14题）
1．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
2．用伏安法测电池1和电池2的电动势、以及内阻和．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．＜，＜
B．＜，＞
C．＞，＞
D．＞，＜
3．如图是测量电源电动势和内电阻的电路，关于误差的说法正确的是( )
A．由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实值
B．由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值
C．由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值
D．由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值
4．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
5．如图所示，用一只电流表和两个定值电阻测电源电动势和内电阻，由于未考虑电流表的内阻，其测量值E和r与真实值和相比较，正确的是（　　）
A．， B．，
C．， D．，
6．利用如图所示电路可以测量电源的电动势E和内阻r，R为电阻箱，R0为定值电阻。闭合开关，当R取不同阻值时，电流表对应有不同读数I，多次改变电阻箱的阻值，所得到的图像应为（　　）
A． B．
C． D．
7．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
8．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，若所测干电池内阻校小，为减小内阻测量的误差，实验电路应选择如图甲所示电路，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错误的是（　　）
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1.0Ω
D．甲和乙所示测量电路都测不到内阻的真实值
9．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
10．在“测干电池的电动势和内电阻”实验中，某同学连接好电路进行测量，得到数据如下表所示。分析得到的数据发现不对，进一步研究表明实验电路连接错了。你认为（　　）
U/V 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10
I/A 0.18 0.21 0.24 0.27 0.31 0.33
A．该同学所连接的电路可能是上面电路图中的图c
B．该同学所连接的电路可能是上面电路图中的图d
C．为了准确完成实验目标，该同学还要继续采用图a继续实验
D．为了准确完成实验目标，该同学还要继续采用图b继续实验
11．用如图所示的电路测定电池的电动势和内阻，由于电表内阻的影响，关于电动势的真实值E0与测量值E及电池内阻的真实值r0与内阻的测量值r的说法正确的是（　　）
A．E0＞E，r0＞r B．E0＝E，r0＜r
C．E0＝E，r0＞r D．E0＜E，r0＜r
12．在测电源的电动势和内阻时。某次实验记录数据画出U-I图象，下列关于这个图象的说法中正确的是（ ）
A．纵轴截距表示待测电源的电动势，即E=3V
B．横轴截距表示短路电流，即I短=0.6A
C．根据，计算出待测电源内阻为5Ω
D．该实验中电源的内阻为2Ω
13．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．
14．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
二、填空题（共4题）
15．如图（甲）是“测定电源电动势和内阻”实验的电路图，根据实验测得的几组I、U数据作出U﹣I图象如图（乙）所示，由图象可确定：该电源的电动势为 V，电源的内电阻为 Ω（计算结果保留两位有效数字）．
16．如图所示，是根据某同学做“用伏安法测定电池的电动势和内电阻”的实验记录，画出的U-I图像，则待测电源电动势E=___________V，内电阻r=___________欧。
17．（1）含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，A．b是等效电源的两极．为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路，调节变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了U-I坐标，根据实验数据画出了坐标点，如图丙所示．请你作进一步处理________，并由图求出等效电源的电动势E=______V，内阻r=_____Ω
（2）由于电压表和电流表的内阻，会产生系统误差，则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比____，测得的内阻与实际值相比_______（填“偏大”“偏小”“相同”）
18．在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别为Ω和Ω。器材还有滑动变阻器，开关，待测电池，导线若干。
（1）为了减小实验误差，请画出该实验的电路图____________。
（2）一位同学在实验中记录的6组数据如表所示，试根据这些数据在图中画出图线_____________。
0.15 0.23 0.35 0.36 0.54 0.61
1.39 1.35 1.27 1.20 1.13 1.08
（3）根据图线可读出被测电池的电动势________，内电阻________Ω。
三、综合题（共4题）
19．一个闭合电路，当路端电压为时，通过电源的电流为；当路端电压为时，通过电源的电流为，求电源的电动势E和内电阻r（请在下面方框中画出电路原理图）
20．有一个密封盒，其表面可见一个灯泡和一个可调电阻器的旋钮。为了探究密封盒里灯泡和可调电阻器是如何连接的，某同学连接了一个如图所示的电路，他将可调电阻器的电阻R减小，并将变化前后的结果记录下来。
（1）请判断盒中的可调电阻器和灯泡是如何连接的，并说明理由。利用记录的数据，计算灯泡工作时的电阻值。
（2）将两个1.5V的电池串联来代替低压电源，进行同样的实验，发现当R减小时，灯泡的亮度会发生变化。请解释这一现象。
（3）在实际操作中，这种电路有没有安全隐患？如果有，请指出安全隐患产生的原因及可能造成的后果。
21．在如图所示的电路中，电阻，，，当电键K断开时，电压表示数为，当K闭合时电压表示数为，求：电源的电动势E和内电阻r。
22．某实验小组用电阻箱和电压表（内阻可视为无穷大）按图的电路测定一个水果电池的电动势和内阻。闭合开关后，调节电阻箱得到各组实验数据如下表。
数据序号 1 2 3 4 5 6
电阻箱的电阻 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 4.0
电压 0.09 0.16 0.27 0.40 0.60 0.67
电流
(1)由电阻箱的电阻和电阻箱两端的电压，计算通过电阻箱的电流，把每组电流的数据填在表中的空格处。
(2)根据表中电压和电流的数据，在图中描点，作出图像。
(3)根据图像，计算水果电池的电动势和内阻。
参考答案
1．B
2．A
3．C
4．C
5．C
6．A
7．A
8．B
9．B
10．C
11．B
12．A
13．B
14．C
15．1.40（1.39或1.41） 0.57（0. 55～0.59都得分）
16．3.0 1.0
17． 1.45 0.75 偏小 偏小
18． 1.50V 0.67Ω
（1）实验电路如图：
（2）画出U-I图线
（3）根据图线可读出被测电池的电动势E=1.50V，内电阻
19．3.0V，1.0Ω，
电路原理图如图所示
根据闭合电路欧姆定律
E=U+Ir
可得
E=2.8+0.2r
E=2.7+0.3r
解得
E=3.0V，r=1.0Ω
20．（1）并联，见解析，；（2）见解析；（3）有，见解析
（1）由于在调解可调电阻的过程中，灯泡的亮度不变，即通过灯泡的电流不变，可知灯泡和可调电阻器是并联的。
设灯泡工作的电阻值为Rd，电源电压为 ，最终可变调阻器电阻值为 ，电流表示数为 ，根据欧姆定律，此时电路中总的电阻值为
根据并联电阻特点
解得灯泡工作时的电阻值
（2）用两个1.5V的电池串联代替低压电源时，由于电池存在内阻，当电路中电阻R减小时，电路中电流增大，电池内阻分压增大，加在灯泡两端的电压降低，故灯泡亮度会变暗。
（3该电路存在安全隐患，由于电路中没有保护电阻，当灯泡短路或者可调电阻器短路时会造成整个电路发生短路，可能会烧坏电流表及低压电源引发火灾风险。
21．9V，6Ω
22.(1) 0.90，0.80，0.68，0.50，0.38，0.17 ；(2)
(3) r=8.5×102Ω，E=0.85V。