2.7实验：测量电池的电动势和内阻 课时提升练（word版含答案）

2.7实验：测量电池的电动势和内阻 课时提升练（含解析）
一、选择题
1．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
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．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．
4．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
5．为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源、开关和导线以外，配合下列哪组仪器，不能达到实验目的（　　）
A．—个电流表和一个电阻箱
B．—个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器
C．一个电压表和一个滑动变阻器
D．—个电流表和一个滑动变阻器
6．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，以下结论正确的是（　　）
A．电池电动势和内电阻的测量值都偏小
B．电池内阻的测量值为1.0Ω
C．外电路发生短路时的电流为0.50A
D．电压表的示数为1.30V时，电流表的示数I′=0.20A
7．如图所示的电路（R1、R2为标准定值电阻）测量电源的电动势E及内电阻r时，如果偶然误差可忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．电动势的测量值等于真实值
B．内电阻的测量值大于真实值
C．测量误差产生的原因是电流表具有内阻
D．测量误差产生的原因是测量次数太小，不能应用图像法求E和r
二、实验题
8．将两个锌、铜等金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究。
（1）某学习小组通过查阅资料得知，将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约有，他们找来了一个苹果做实验，用电压表并联在两极时测得其读数为。则该苹果电池的电动势应______（填“大于”、“等于”或“小于”）。但当他们将三个这样的苹果电池串起来给标称值为“，”的小灯泡供电时，灯泡并不发光，经小组检查，电源串联没有问题，灯泡、线路也均没有故障，则出现这种现象的原因估计是______（不要求写分析、推导过程）。
（2）为验证上述猜想，该学习小组想尽可能准确测量出“苹果电池”的电动势和内阻，利用以下器材设计了实验：
苹果电池1个
电流表（量程，内阻约为）
电压表（量程，内阻约为）
滑动变阻器（阻值，额定电流为）
滑动变阻器（阻值，额定电流为）
电键，导线若干
①应选图中______（选“”或“”）电路图实验。
②实验中滑动变阻器应选用______（填器材代号）。
③根据实验记录的数据，经描点、连线得到水果电池的路端电压随电流变化的图像如图所示，由图可知，水果电池的电动势______，内阻______。（结果均保留三位有效数字）
9．在“用DIS测电源的电动势和内阻”实验中。
（1）下图中，A代表电流传感器，B代表电压传感器，R为变阻器，R1为定值电阻。则下面各电路图中，图______是合理正确实验电路图；
A． B． C． D．
（2）某次实验得到的电源的U–I图线如图（1）所示，由实验图线的拟合方程y= 1..03x+2.82可得，该电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω；
（3）根据实验测得的该电源的U、I数据，若令y=UI，，则通过计算机拟合得出y-x图线如图（2）所示，则图线最高点A点的坐标x=______Ω，y=______W（结果保留2位小数）；
（4）若该电池组电池用旧了，电池内电阻会明显增加，如果用这个旧电池组重做该实验，请在图（2）中定性画出旧电池组的y-x图线。______
10．某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示。
实验次数 1 2 3 4 6
R（Ω） 4.0 10.0 16.0 22.0 28.0
I（A） 1.00 0.50 0.34 0.25 0.20
1/I（） 1.0 2.0 2.9 4.0 5.0
（1）若利用图像确定电池的电动势和内阻，则应作_________（填“”或“”）图像；
（2）利用测得的数据在坐标图中画出适当的图像______；
（3）由图像可知，该电池的电动势E=__________V，内阻r=_________Ω；
（4）利用该实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，理论上E测_____E真，r测______r真（填“>”“<”或“=”）。
11．某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻，除了待测电池外，从实验室还找到以下器材：
A．灵敏电流计G（满偏电流为10mA，内阻为10Ω）；
B．定值电阻；
C．定值电阻；
D．电阻箱R（）；
E. 开关、导线若干。
(1)由于电流表量程偏小，需改装成量程较大的电流表，则应将灵敏电流计G与定值电阻__________（填“串联”或“并联”），如果改装成满偏电流为60mA的电流表A，需选用的定值电阻为__________（填器材前的序号）。
(2)用改装并重新刻度的电流表A对电池的电动势及内阻进行测量，电路图如图甲所示，请根据电路图甲用笔画线代替导线连接图乙所示实物电路______。
(3)改变电阻箱接入电路的阻值R，记录对应的电流表示数I，根据实验数据，画出IR-I图线如图丙所示，根据图线可得电池的电动势E=__________V，内阻r=__________Ω。（结果均保留3位有效数字）
12．某实验小组用图甲所示电路测量一节干电池的电动势和内阻。实验器材如下：
干电池（电动势约为，内阻约为）；
电压表V（量程，内阻可视为无穷大）；
电流表A（量程，内阻为）；
电阻箱（最大阻值）；
滑动变阻器R（阻值）；
开关、，导线若干；
请完成下列填空：
（1）当电流小于时，把开关断开进行实验。某次测量时，电流表A、电压表V的读数如图乙所示，则图中电流表的读数为_______A，电压表的读数为_______V。
（2）当电流超过时，闭合开关，调整的阻值使电流表的量程增大，如果电流表满偏时通过电源的电流为，则应将阻值调整为_______。
（3）调节滑动变阻器R，测得多组数据后作出电源的路端电压U与通过电源电流I的关系如图丙所示，则根据图像可以求得电源电动势_______V，电源内阻_______（结果均保留三位有效数字）。
13．某实验小组需测定干电池的电动势和内阻，器材有：一节待测干电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为）、一个电流表（内阻为）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘，某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角对应的弧长来表示接入电路的电阻丝长度，主要实验步骤如下：
（1）将器材如图（a）连接：
（2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的__________端（填“a”或“b）；
（3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数I，得到多组数据；
（4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为，该电池电动势和内阻可表示为______，________（用、、k、d、表示）；
（5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验，在图（c）方框中画出实验电路图______（电阻丝用滑动变阻器符号表示）；
（6）利用测出的，可得该电池的电动势和内阻。
14．在实验室做电学实验时会经常用到滑动变阻器，请为下列实验从图中选择最合适的“接法”（填“A”、“B”、“C”、“D”）
①在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要求加在小灯泡上的电压从零开始变化，开关闭合前滑动变阻器的正确接法是图中_____的连接方式；
②在“测干电池的电动势和内电阻”实验中，要求加在电源两端的电压从最大值开始变化，开关闭合前滑动变阻器的正确接法是图中_____的连接方式；
15．用如图所示电路，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0.6 A．3 A)；
b．电压表(量程3 V、15 V)；
c．滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A)；
d．滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)．
(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_____ V，R应选择阻值范围是______Ω的滑动变阻器．
(2)图是本实验电路原理图，右边的实物图（图）连接是否正确：_____（选对或错）．
16．（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”）
参考答案
1．B
【详解】
设（U1，I1）、（U2，I2）为两组测量值，由闭合电路的欧姆定律得关于E和r测量值的方程为
解方程组得
考虑到电流表的分压作用，由闭合电路的欧姆定律可知
求得准确值
比较两种情况下的最终表达式可以看出
故B正确，ACD错误。
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．A
【详解】
由闭合电路欧姆定律得
解得
可知图线是一条不过原点的随增加的直线。故A正确，BCD错误。
故选A。
4．B
【详解】
A．纵轴截距的坐标为，所以纵轴截距表示待测干电池的电动势，即E=3.0V，故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，故B错误；
C．U－I图像的斜率的绝对值表示干电池的内阻，故
故C正确；
D．甲测量电路所测内阻偏小，乙测量电路所测内阻偏大，故D正确。
故选B。
5．CD
【详解】
AB．测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律
用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；或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，
通过改变电阻箱的阻值，从而改变电流，实现多次测量，能达到实验目的，AB正确；
C．由于滑动变阻器不能读出阻值，不能求出电路中电流，不能达到目的，C错误。
D．由于滑动变阻器不能读出阻值，不能求出路端电压，不能达到目的，D错误。
故选CD。
6．ABD
【详解】
AB．由图像可知，电动势测量值
电源内阻测量值为
由图甲电路图可知，相对电源来说，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，电动势的测量值为
内阻的测量值表示为
故AB正确；
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1.30V时，电流表的示数
故D正确。
故选ABD。
7．ABC
【详解】
ABC.先求出测量值的表达式：设电动势为E，内阻为r，由闭合电路欧姆定律E=IR+Ir得
E=I1（R1+r）…①，E=I2（R2+r）…②
联立①②解得
，
再求出真实值的表达式：
设电流表的内阻为RA，电源的电动势和内阻真实值分别为E′和r′
则有
E=I1（R1+RA+r）…③E=I2（R2+RA+r）…④
联立③④解得
，
分析以上数据可知：E=E′，r＞r′，
即电动势的测量值等于真实值，电源内电阻的测量值大于真实值．故选项ABC正确；
D.测量误差产生的原因是电流表的内阻引起的，不是测量次数太小的原因，但是能应用图像法求E和r，选项D错误；
故选ABC。
8．大于 水果电池的内阻太太，接灯泡时电流太小，不能使灯泡发光 a 1.30 433
【详解】
（1）由于电源内阻的分压作用，导致该苹果电池的电动势应大于；
由题意可得，水果电池的内阻太太，接灯泡时电流太小，不能使灯泡发光。
（2）①由题意可知水果电池内阻较大，为减小实验误差，相对电源来说，电流表应采用外接法，因此应选择a所示电路图。
②电源的内阻大约为
若选用的滑动变阻器，移动滑片，电流基本不变，因此滑动变阻器应选。
③由图示电源图像可知，图像与纵轴截距为E=1.30V，电池内阻为
9．B 2.82 1.03 1.03 1.94
【详解】
（1）该实验原理为闭合电路的欧姆定律，需要测量电源的路端电压和干路电流，电路应为B；
（2）根据闭合电路的欧姆定律可得
E= 2.82V，r=1.03Ω
（3）由题意可知，y=UI＝P出，
功率为
当R=r时，P出 最大
故图线最高点A点的坐标x=R=r=1.03Ω。
W。
（4）若电池用旧了，电动势变小，内阻变大，旧电池组的y-x图线将变为
10． 6.0 2.0 = >
【详解】
（1）由闭合电路欧姆定律可知
则
若画图，则图象为曲线，不易得出结论；而画出图象为直线，故容易得出结论，故应画出图象
（2）利用测得的数据，描点做图
（3）根据
图象中的斜率
纵轴截距
（4）考虑电流表内阻，则
因此
当电阻箱无穷大时，电流表分压可以忽略，所以电源电动势准确，即E测=E真；测量内阻为电流表和电源内阻之和，所以测量值偏大，即r测>r真。
11．并联 B 1.50 5.48
【详解】
(1)由于电流表量程偏小，需改装成量程较大的电流表，则应将灵敏电流计G与定值电阻并联；
根据欧姆定律
需选用的定值电阻为B；
(2)实物电路如图所示
(3)根据闭合电路欧姆定律
根据图线可得电池的电动势为
电池内阻为
12．0.07 1.40 0.6 1.48 1.19
【详解】
（1）电流表量程为0.3A，最小分度为0.01A，则读数为0.07A；电压表量程为3V，最小分度为0.1V，故读数为1.40V；
（2）如果电流表满偏时通过电源的电流为，则超过电流表的量程，则流过电流表的电流为0.3A，故流过的电流为0.5A，根据并联电路电压相等的特点，则有
解得
（3）根据闭合电路欧姆定律有
可知图线的纵截距离表示电源电动势，则有E=1.48V
图线斜率的绝对值表示电源的内阻，则有
13．b
【详解】
（2）开关闭合前，为了保护电路中的元件，应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律可知电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹应夹在电阻丝的端；
（4）设圆心角为时，电阻丝接入电路中的电阻为，根据闭合电路欧姆定律可知
整理得
结合图象的斜率和截距满足
，
解得电源电动势和内阻为
（5）实验器材中有定值电阻和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝电阻，如图
【点睛】
14．D A
【详解】
在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要求加在小灯泡上的电压从零开始变化，开关闭合前应使电路中总电阻最大，即应让小灯泡支路短路。故选D。
在“测干电池的电动势和内电阻”实验中，要求加在电源两端的电压从最大值开始变化，开关闭合前应使电路中总电阻最大，即滑动变阻器全部接入电路，故选A。
15．0～3 0～10 对
【详解】
试题分析：（1）由于一节干电池的电压约为1.5V，故选择的电压表量程为0～3V；干电池的内阻较小，故变阻器的阻值也应该选择较小的，即阻值范围0～10 Ω；（2）该实物图的连接是正确的．
考点：测定一节干电池的电动势和内阻．
16． 1.45 0.75 偏小 偏小
【详解】
试题分析：：（1）根据给出的点得出对应的伏安特性曲线；由U-I图可知，
电源的电动势E=1.45V，路端电压为1V时，电流为0.6A，则由闭合电路欧姆定律可知：
（2）该实验的系统误差主要是由电压表的分流，导致电流表测量的电流小于通过电源的真实电流；利用等效电源分析，即可将电压表等效为电源内阻，测实验中测出的电动势应为等效电阻输出的电压，由图可知，输出电压小于电源的电动势；故可知电动势的测量值小于真实值；测实验中测出的内阻应为实际电源内阻和电压表内阻并联的等效电阻，所以测得的内阻与实际值相比偏小．