4.3测量电源的电动势和内阻 自主提升过关练（Word版含解析）

4.3测量电源的电动势和内阻 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．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
2．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
3．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图线，以下实验结论正确的是（　　）
A．电池电动势的测量值偏大
B．电池内阻的测量值为
C．外电路发生短路时的电流为
D．电压表的示数为时，电源消耗的电功率为
4．如图所示，是甲、乙、丙三位同学设计的测量电源电动势和内电阻的电路，电路中、为已知阻值的电阻，下列说法中正确的是
A．只有甲同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻
B．只有乙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻
C．只有丙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻
D．三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻
5．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
6．某实验小组的同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，实验器材的连接如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．滑动变阻器连接得不正确 B．电压表的量程合适
C．电压表的量程不合适 D．电压表的接线不妥当
7．用如图所示的电路来测量电池电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如图所示的U－I图线，由图可知(　　)
A．电池电动势的测量值为1.40V
B．电池内阻的测量值为3.50Ω
C．电压表的示数为1.20V时,电流表的示数I`=0.20A
D．外电路发生短路时的电流为0.40A
8．如图是测量电源电动势和内电阻的电路，关于误差说法正确的是（　　）
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．电动势的测量值没有系统误差，有偶然误差
9．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测二、实验题
10．某实验小组准备测量一节旧干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：
电压表V（量程3V，内阻约6kΩ）
电流表A1（量程0.6A，内阻约0.1Ω）
电流表A2（量程3mA，内阻约50Ω）
滑动变阻器R1（最大阻值200Ω）
滑动变阻器R2（最大阻值5Ω）
开关，导线若干
（1）电流表应选用________滑动变阻器应选用_________；（选填“A1”、“A2”、“R1”、“R2”）
（2）将图甲的实物图连接完整；________
（3）乙同学将测得的数据在坐标纸上描点连线后画出U－I图像如图乙所示，并求出电动势E=_______V，内阻r=______Ω，实验测得的电动势______真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
11．某实验小组利用如图甲所示的电路图测量电源的电动势和内阻，已知电流表A的内阻为，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表A和电压表V的读数，根据所得的数据描绘出的关系图像如图乙所示，如图丙是实验所需要的器材，回答下列问题：
（1）在丙图中补全实验电路图_______；
（2）由乙图可知电源的电动势为_______，内阻为______；（均用a、b来表示）
（3）由此实验方法测得电动势的测量值______________真实值，内阻的测量值______________真实值。（均填“大于”“小于”或“等于”）
12．图甲是目前智能设备上常用的一种聚合物锂电池，某物理兴趣小组从一块废旧充电宝中拆出了一块这种电池，外表上印有“3.7V　4000mAh”字样。他们准备利用学过的知识测量此电池的电动势和内阻。提供的器材有定值电阻R0（有两种规格“2Ω”、“2kΩ”），电阻箱R，电流表（量程0.6A），开关和导线若干。
（1）定值电阻R0的阻值应选用_________（选填“2Ω”、“2kΩ”）。
（2）根据图乙连接好测量电路，实验中发现电流表损坏。该小组找到一只毫安表（量程20mA，内阻30Ω），并改装为量程为0.6A的电流表，则需给毫安表并联上一个合适的电阻，改装后的电流表内阻为__________Ω。
（3）用改装好的电流表替换下损坏的电表，多次改变电阻箱的阻值R，记录实验数据，以为纵坐标、R为横坐标，根据记录的数据作出图线如图丙所示，则该电源的电动势E=_______V，内阻r=________Ω。（结果均保留三位有效数字）
13．如图甲的第五代G型传感式电子体重秤，因为轻小方便，深受人们的青睐。某同学用该电子体重秤的压敏电阻R及一个电流表，通过改变压力来测定电池的电动势和内阻。该同学经过查阅说明书获得，压敏电阻阻值，其中为称重者站在体重秤上静止时对体重秤的压力，和k为已知常数，当地重力加速度为g。
备有下列器材：待测电池、压敏电阻、天平、电流表一只、开关一个，导线若干。主要实验步骤如下：
①按设计电路图乙连接好实物图；
②闭合开关S，分别在压敏电阻上放置不同质量的物体m，读出多组电流表的示数I；
③根据所测量的数据作出图像如图丙所示，b为图线在纵轴上的截距，a、c为图线上一个点的坐标值。
回答以下问题：
（1）某次实验该同学将电流表测零，选择0～0.6A挡，闭合开关，示数如图丁，电流值为___________A；
（2）根据图丙中选择为纵坐标，要符合图中图线特点，则横坐标为___________（填正确答案标号）；
A． B．Im C．m D．
（3）根据（2）问中选取纵坐标后的图丙图像可知，待测电池的电动势表达式___________（选用k、、a、b、c、g表示）；
（4）若电流表的内阻产生的系统误差不可忽略，分析可知该电池内阻的测量值___________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
14．现有一特殊的锂电池，其电动势E约为9V，内阻r在35Ω~55Ω范围，最大允许电流为50mA。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图（a）的电路进行实验。图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；及为电阻箱，阻值范围为0~9999Ω；R0是定值电阻。
（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：本实验应选用（________）
A．10Ω，2.5W B．50Ω，1.0W C．150Ω，1.0W D．1500Ω，5.0W
（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图（b）的图线。则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示________。
（3）根据图（b）所作出的图象求得该电池的电动势E为________V，内电阻r为_________Ω.
15．电源的电动势是反映电源_________的本领的物理量，这个转化过程是通过_______做功来实现。
16．在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，某同学依据测得的数据画出的U─I图像如图所示．由此可知该电源的电动势E=_______V，内阻r=_________Ω．
参考答案
1．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。
2．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。
3．C
【详解】
A．由于电压表的分流作用，电流表所测电流小于流过电源的电流，由
可知，电源电动势测量值小于真实值，故A错误；
B．根据电源图像可知，电源电动势
电源内阻
故B错误；
C．外电路发生短路时的电流为
故C正确；
D．由图像可知，当
此时电源消耗的电功率为
故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
图甲中可用
E＝I1(r＋R1)、E＝I2(r＋R2)
求得电源的电动势和内电阻；图乙中可用
E＝U1＋r，E＝U2＋r
求得电源的电动势和内电阻；而图丙中可用
E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r
求得电源的电动势和内电阻；三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻，故D项正确，ABC三项错误．
5．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。
6．ABD
【详解】
A．在实物连线图中，滑动变阻器的两个固定端接入电路，滑片没有接入，所以移动滑动变阻器滑片时，不会改变接入电路的电阻大小，变阻器不起变阻作用，故A正确；
BC．题图中电源由一节干电池充当，电动势约为1.5 V，所以电压表的量程应选用0~3 V，故B正确，C错误；
D．题图中把电压表直接和电池两端并联，这样即使将开关断开，电压表仍有示数，即开关不能控制通过电压表的电流，且电流从电压表负接线柱流入，从电压表正接线柱流出，所以电压表的接线不妥，故D正确。
故选ABD。
7．AC
【详解】
A．由图示图象可知，电源U－I图象与纵轴交点坐标值为1.40，则电源的电动势测量值为E=1.40V
故A正确；
B．电源的内阻大小等于图象斜率的绝对值，为
故B错误；
C．当电压表示数为1.20V时，电流表的示数
I′=A=0.20A
故C正确；
D．外电路发生短路时的电流为
I短==1.40A
故D错误。
故选AC。
8．BD
【详解】
由图示可得，电流表测电路电流，由于电流表的分压作用，电压表测量值小于路端电压，实验误差是由于电流表分压造成的；当外电路断路时，电压表示数等于路端电压，电源的 图像如图所示
由图示可知电源内阻的测量值大于真实值，电源电动势的测量值与真实值相等，即没有系统误差，有偶然误差。
故选BD。
9．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。
10．A1 R2 1.44－1.46 0.96－1.05 小于
【详解】
（1）[1][2]电路中的电流不超过0.6A，则电流表应选用A1；为方便调节，则滑动变阻器应选用阻值较小的R2；
（2）[3]实物图连接如图；
（3）[4][5]根据U－I图像可得电动势
E=1.45V
内阻
[6]由于电压表的分流作用，使得实验测得的电动势小于真实值。
11．见解析 b 等于 等于
【详解】
（1）[1]完整的电路图补充如下
（2）[2]由题图乙可得图像与纵轴的截距为电源的电动势
E=b
[3]图像斜率的绝对值表示电源的内阻与电流表A的内阻之和，图像斜率的绝对值为
电流表A的内阻为，则电源的内阻为
.
（3）[4][5]由误差分析可知，此方法测得的电动势和内阻均等于真实值。
12．2Ω 1.00 3.00 2.40
【详解】
（1）[1]依题意知该电池电动势为3.7V，电流表量程为0.6A，则根据闭合电路欧姆定律可得电路中总电阻最小值为
显然为了方便电流表读数，定值电阻应选择2Ω；
（2）[2]依题意，若要把量程20mA，内阻30Ω的毫安表改装为量程为0.6A的电流表，则需要并联的电阻阻值为
故改装后的电流表内阻为
（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
结合图像可得
联立可求得
13．0.48 C 大于
【详解】
（1）[1]如图丁所示，电流表分度值为0.02A，读数为0.48A。
（2）[2]根据闭合电路欧姆定律
电阻
且
联立可得
由题图丙中图线为线性关系可得
可知题图丙中选择为纵坐标，要符合题图丙中图线特点，则横坐标为m。
故选C。
（3）[3]由题图丙图线结合闭合电路欧姆定律表达式可知图线斜率
则待测电池的电动势表达式
（4）[4]若电流表的内阻不可忽略，则
解得
而
故该电池内阻的测量值大于真实值。
14．C 回路中电流 10 50
【详解】
（1）[1]电路总电阻最大值为
内阻约为，所以定值电阻，故选C；
（2）[2]横坐标与纵坐标比值
（3）[3][4]由闭合电路欧姆定律得
可知
，
所以
，。
15．把其他形式能转化为电能 非静电力
【详解】
[1]电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量；
[2]电动势的转化过程是通过非静电力做功来实现。
【点睛】
16．1.5V 2.5Ω
【详解】
根据E=U+Ir，由图示图象可知，电源电动势：E=1.5V，
电源内阻：r=△U/△I=1.5/0.6=2.5Ω；
故答案为1.5；2.5.
点睛：电源U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻，根据图示图象求出电源电动势与内阻．