12.3实验：电池电动势和内阻的测量过关测试

12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 过关测试
一、单选题
1．王羽同学在测量电源电动势及内阻的实验中，把实物分别连成如图所示的甲、乙两种电路，然后在同一坐标系中分别作出如图丙所示的两条图线a与b，则下列说法正确的是（ ）
A．由甲电路所描绘的图线是a
B．由乙电路所描绘的图线是b
C．由a图线测得电源电动势约为1.50V，内阻约为3.0Ω
D．由b图线测得电源电动势约为1.45V，内阻约为0.90Ω
2．如图所示为两电源的U－I图象，则下列说法不正确的是
A．电源①的电动势比电源②的电动势大
B．当外接同样的电阻时，两电源的输出功率可能相等
C．电源①的内阻比电源②的内阻大
D．电源①的短路电流比电源②的短路电流大
二、多选题
3．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．
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
三、填空题
5．伏安法测电阻的接法有如图甲、乙两种接法，按图甲接法测得值比真实值____（填“大”或“小”），按图乙接法测得值比真实值___（填“大”或“小”）
四、实验题
6．某同学在实验室先后完成下面两个实验：
①测定一节干电池的电动势和内电阻；
②描绘小灯泡的伏安特性曲线．
(1)用①实验测量得到数据作出U-I图线如图中a线，实验测得干电池电动势为______V，内电阻为_______Ω．
(2)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，为减小实验误差，方便调节，请在给定的四个电路图(图甲)和三个滑动变阻器中选取适当的电路或器材，并将它们的编号填在横线上．应选取的电路是_________，滑动变阻器应选取________．
E.总阻值15Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器
F.总阻值200Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器
G.总阻值1000Ω，最大允许电流1A的滑动变阻器
(3)将实验②中得到的数据在实验①中同一U-I坐标系内描点作图，得到如图所示的图线b，如果将实验①中的电池与实验②中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为_________W．
7．（1）如图甲、乙所示为测电流的电动势和内阻的电路，在实验时应选用________电路．
（2）选好电路后，由于电流表和电压表内电阻对电路的影响，所测得的电动势将偏________．
（3）根据实验测得的一系列数据，画出U-I图（如图丙所示），则被测干电池的电动势为_______V，内阻为________Ω．
8．某同学想要测量一节电池（电动势约为3V，内阻为几欧）的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：
A．电流表A：量程0~100mA，内阻为3.6Ω；
B．电压表V：量程0~3V，内阻为几千欧；
C．滑动变阻器R1：量程0~20Ω；
D．滑动变阻器R2：量程0~5kΩ；
E.标准电阻R0=0.4Ω；
F.开关、导线若干。
（1）该同学设计的实验电路如图甲所示，实验器材中有两个滑动变阻器，该实验应选用的是_________（填“R1”或“R2”）。
（2）该同学闭合开关，调节滑动变阻器，多次测量，得出多组电压表示数U和电流表示数I，通过描点画出U-I图像如图乙所示，则该电池的电动势E=_________V、内阻r=_________Ω。（结果保留三位有效数字）
（3）测量电源的电动势和内阻系统误差为：E测_________E真，r测__________r真（填大于、等于、小于）。
9．某小组研究电源和小灯泡两端的电压随电流的变化规律，实验电路如图甲。
①按规范连接好实验电路；
②闭合电键S，移动滑动变阻器滑片P到某位置，读出电流表A和电压表V1、V2的示数，并记录数据；
③改变滑动变阻器滑片P的位置，重复步骤②多次测量；
④根据数据描绘U﹣I图像，获得图线A、B，如图乙；
⑤完成实验，整理实验器材。
（1）在步骤②中，移动滑动变阻器滑片P使其阻值变小的过程中，电流表A的示数将________（选填“逐渐变小”“不变”“逐渐变大”）；电压表V1的示数________（选填“逐渐变小”“不变”“逐渐变大”）。
（2）从图乙中可得，电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。
（3）如图甲，当滑片P移到滑动变阻器的最左端时，小灯泡的实际功率为________W，此时电源的效率为________。
（4）下列选项中，使滑动变阻器和小灯泡的功率最为相近的电流表A示数为________。
A．0.5A　　B．1.0A　　C．1.5A　　D．2.0A
10．某研究性学习小组想测量某电源的电动势和内阻他们在实验室找到了如下实验器材：
待测电源（电动势在之间）
两个相同的电阻箱（最大阻值）
定值电阻（阻值为）
定值电阻（阻值为）
电流表A（量程为，内阻）
开关S、导线若干
他们设计了如图甲所示的电路，实验步骤如下：
①调节电阻箱至某一阻值；
②将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；
③多次调节电阻箱，记下电流表A的示数I和电阻箱相应的阻值R；
④以为纵坐标，R为横坐标，作图线；
⑤求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。
回答下列问题：
（1）电流表A和电阻箱并联可等效为一个新电流表，为了使新电流表的量程为，应将的电阻调节为_______。
（2）保护电阻应选用________（填“”或“”）
（3）该同学分别用E和r表示电源的电动势和内阻，I表示电流表A的示数，R表示电阻箱的阻值，利用测出的数据描绘出的图线如图乙所示，则由图线可得被测电源的电动势_______V，内阻________（保留2位有效数字）。
11．某同学选择用如图甲所示电路测量电源的电动势和内阻。请完成以下实验步骤
①将滑动变阻器的滑片P调到________端（填“a”或“b”），闭合开关；
②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；
③以U为纵坐标，I为横坐标，作U－I图线(U、I都用国际单位)，如图乙所示；
④求出U－I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。
则电源电动势的表达式为_________，内阻的表达式为__________。（用a和k表示）。
12．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
(1)应该选择的实验电路是图中的______（选填“甲”或“乙”）。
(2)现有开关和导线若干，以及以下器材：
A、电压表（0~15V）
B、电压表（0~3V）
C、滑动变阻器（0~50Ω）
D、滑动变阻器（0~500Ω）
E、电流表（0~0.6A）　　
F、电流表（0~3A）
实验中电压表应选用______；滑动变阻器应选用______（选填相应器材前的字母）
(3)采用甲电路测量，误差情况是E测___E真；采用乙电路测量，误差情况是r测_____r真（选填“>”、“<”或“=”）。
13．在“测定一节干电池的电动势和内阻”实验中，某小组利用图甲所示电路进行测量。
(1)实验过程中滑动变阻器应______________（填“从左往右”或“从右往左”）滑动；
(2)某同学据实验得出的数据画出的图像如图乙所示，由图像可求得干电池的内阻为__________（保留2位有效数字）；若考虑流过电压表的电流，电动势的真实值应___________（填“略大于”或“略小于”）电动势的测量值。
14．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、3A）；
b.电压表（量程3V、15V）；
c.定值电阻（阻值1、额定功率5W）；
d.定值电阻（阻值10、额定功率10W）；
e.滑动变阻器（阻值范围0～10、额定电流2A）；
f.滑动变阻器（阻值范围0～100、额定电流1A）
那么：
(1)要正确完成实验，R0应选择_____（填c或d）。
(2)实验测得的6组数据已在U－I图中标出，如图所示，可由图线求出该电池的内阻r=_____。（结果保留两位小数）
15．小明要测量两节干电池组的电动势和内电阻，他设计了如图1的实验电路图，其中R为电阻箱，R0＝5Ω的保护电阻
（1）断开开关S，调节电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数U和电阻箱所对应的阻值R，多次实验，得到多组U和R值，描点画图，如图2所示，由图像可求得电池组的电动势E＝________V和内电阻r＝________Ω。（结果均保留两位有效数字）
R/Ω U/V 1/R(1/Ω) 1/U(1/V)
1.0 0.40 1.00 2.50
2.0 0.67 0.50 1.49
3.0 0.90 0.33 1.11
4.0 1.06 0.25 0.94
5.0 1.23 0.20 0.81
7.0 1.45 0.14 0.69
10.0 1.71 0.10 0.58
80.0 2.60 0.01 0.38
100.0 2.63 0.01 0.38
1000.0 2.80 0.00 0.36
（2）如果改用图3的实验装置测该干电池组的电动势和内电阻，实验中选择的滑动变阻器最合理的阻值变化范围是__________
A．0～5Ω B．0～30Ω C．0～60Ω D．0～100Ω
16．如图所示，是测量两节干电池组成的串联电池组的电动势和内阻的实验器材.
（1）请用笔画线代替导线将它们连接成实验电路. _______
（2）如图，是实验中通过实验测出的闭合电路的路端电压与电流之间的关系图，根据此图可得到电池组的电动势为________，内阻为________.
17．某物理兴趣小组准备测量精确测定电源的电动势和内阻，现备有下列器材：
A．电流表（量程为、内阻未知）
B．电阻箱（）
C．滑动变阻器（）
D．滑动变阻器（）
E．开关、导线若干
F．电源（电动势约，内阻未知）
（1）要完成实验，首先需测量电流表的内阻。测量电流表内阻的实验电路如图甲所示。
①将下述实验过程补充完整。
a．选择器材，滑动变阻器应该选取______（选填“”或“”）；
b．连接好电路，把的滑片调到端；
c．断开，闭合，调节，使电流表满偏；
d．保持不变，闭合，调节电阻箱的阻值，当时，电流表的示数为。
②如果认为闭合前后干路上电流不变，则电流表的内阻______。
（2）在测出电流表内阻后，测定该电源的电动势和内阻的电路如图乙所示。闭合开关，调整电阻箱，读取相应的电流表示数，记录多组数据，得到如图丙所示的图线，则电源的电动势______，内阻______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．甲图的电压表测量电源的路端电压，则其U—I图象的斜率绝对值表示电源内阻和电压表内阻并联之后的阻值，而乙图中U—I图象的斜率绝对值表示电源内阻与电流表内阻之和，所以乙图对应的图象斜率绝对值大些，故由甲电路所描绘的图线是b，由乙电路所描绘的图线是a，AB错误；
CD．电源的U—I图象与纵轴的交点坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值是电源的内阻，则由a图线测得电源电动势约为1.50V，内阻约为
r = Ω = 1Ω
由b图线测得电源电动势约为1.45V，内阻约为
r = Ω = 0.9Ω
C错误，D正确。
故选D。
2．B
【解析】
【详解】
ACD．根据闭合电路欧姆定律得，当I=0时，U=E，即图线与纵轴交点表示断路状态，交点的纵坐标等于电源的电动势大小，由图看出电源①的电动势比电源②的电动势大；当U=0时，，即图线与横轴交点表示短路状态，交点的横坐标等于短路时电路中的电流大小，由图看出电源①的短路电流比电源②的短路电流大；图线的斜率大小等于电源的内阻，由图看出，电源①的内阻比电源②内阻大，故A、C、D正确；
B．过原点O作出一条倾斜的直线③该直线与图线①、②的交点就表示该电阻与两电源连接时的工作状态，由图看出，直线③与图线①交点的两坐标的乘积大于直线③与图线②交点的两坐标的乘积，说明不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，故B错误；
3．AB
【解析】
【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。
4．ABD
【解析】
【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。
5． 大 小
【解析】
【详解】
试题分析：甲图采用电流表内接法，由于电流表的分压作用，使电压表示数偏大；则使待测电阻的测量值大于真实值．测得的电阻偏大；
乙图采用电流外接法，由于电压表的分流作用，使电流表示数偏大；故使待测电阻的测量值小于真实值；测得的电阻偏小；
考点：考查了伏安法测电阻
【名师点睛】
对于伏安法测电阻，应明确：
待测电阻远大于电流表内阻时，电流表的分压小，可忽略不计，用电流表内接法．测量值偏大．
待测电阻远小于电压表内阻时，电压表的分流小，可忽略不计，用电流表外接法，测量值偏小．
6． 1.5 0.75 C E 0.72
【解析】
【详解】
(1)[1][2]由U－I图线，知干电池电动势E＝1.5V，内电阻：

(2) [3][4]由题意知，为减小实验误差、方便调节，滑动变阻器应选用分压式接法，又灯泡电阻较小，电流表应采用外接法，因此应选取的电路为C，由于滑动变阻器采用分压接法，故其总阻值不宜太大，应与待测灯泡的阻值相当，所以滑动变阻器应选取E．
(3) [5]图线a、b的交点坐标(1.2，0.6)分别对应灯泡工作时的实际电流和实际电压值，所以：
7． 乙 小 1.5 0.5
【解析】
【详解】
试题分析：因电表均不是理想电表，故在实验中会产生误差；分析两电表的影响可知应选择的电路；并根据电路的分析可得出电动势的误差情况．根据U-I图线纵坐标的交点为电源的电动势，斜率表示内阻计算电源电动势和内阻．
（1）本实验中电源内阻较小，故应选择电流表相对电源的外接法，实验电路图选乙；
（2）本实验中由于电压表的分流作用，使电流表示数偏小，而当外电路短路时，电流表分流可忽略，故可得出真实图象如图所示；则由图可知，电动势和内电阻偏小；
（3）图象与纵坐标的交点为电源的电动势；故E=1.5V；图象的斜率表示内阻，故．
8． R1 3.05 0.955 小于 小于
【解析】
【详解】
（1）[1]标准电阻的阻值为电流表内阻的，流过得电流为电流表示数的9倍，故干路电流为电流表示数的10倍，若选用滑动变阻器R2，回路电流过小，电流表示数不明显，误差较大，应选用滑动变阻器R1，便于测量，减小误差。
（2）[2][3]由闭合电路欧姆定律可得
整理可得
故图线与纵轴交点表示电动势，可得
图线斜率的绝对值表示10r，可得
解得内阻为
（3）[4][5]若考虑到电压表的分流作用，可知干路电流的真实值总大于测量值，由
可知，路端电压越大，电压表的分流越大，可大致画出路端电压与真实干路电流的图像，如图所示
对比图线可得
E测即E测小于E真，r测小于r真。
9． 逐渐变大 逐渐变小 4.5 1.0 4.8#4.9#5.0 56%（53.3%﹣55.6%均正确） C
【解析】
【详解】
（1）[1][2] 当滑片向左滑动时，滑动变阻器连入电路的阻值减小，所以电路中的电流增大，电流表A示数增大。而内阻上的电压也将增大，而路端电压
将减小，故电压表V1的示数减小
（2）[3][4] 由图示电源U-I图线可知，图线与纵轴交点坐标为4.5V，则电源电动势
电源内阻
（3）[5] 滑动变阻器滑动片P移到滑动变阻器的最左端时滑动变阻器接入电路的阻值为零，两电压表示数相等，由图示图象可知，灯泡电压为2.5V，电流为2.0A，灯泡实际功率
[6]此时电源的效率
（4）[7] 滑动变阻器两端电压
根据图示图线求出滑动变阻器两端电压，在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示
与小灯泡的U-I图象相交，交点坐标为（1.5A，1.5V），所以此时电流表的示数为1.5A左右
故选C。
10． 1.25 4.0 0.60
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1] 电流表A和电阻箱并联可等效为一个新电流表，为了使新电流表的量程为，即
解得
（2）[2]电源的电动势为5V，则电路中最大电流不能超1A
则
保护电阻选择即可
（3）[3]根据闭合电路的欧姆定律
整理得
图像的斜率
则
解得
[4]纵轴截距
解得
11． a ak k
【解析】
【详解】
①[1]为保护电路应将滑动变阻器的滑片P调到a端，再闭合开关；
④[2][3]由U－I图象可知，图线的斜率表示内阻即：
r=k，
根据，可得电动势为：
；
12． 甲 B C < <
【解析】
【详解】
(1)[1]图乙中电流表的内阻影响过大，则应该选择的实验电路是图中的甲图；
(2)[2][3]因测量一节干电池的电动势和内阻，则实验中电压表应选用B；滑动变阻器应选用阻值较小的C即可；
(3)[4]甲图中由于电压表的分流，使电流测量值小于真实值，而电压表示数是准确的，当电路短路时，电压表的分流可以忽略不计，故短路电流为准确的，则图像应以短流电流向左下移动，故图像与纵坐标的交点减小，图像的斜率减小，故电动势减小，内阻小于真实值；
13． 从左往右 0.82 略大于
【解析】
【详解】
(1)[1] 由图示电路图可知，滑动变阻器采用限流接法，为保护电路闭合开关前滑片应置于最左端，因此实验过程中滑动变阻器滑片应从左向右滑动；
(2)[2][3] 根据闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir，则U-I图象的斜率绝对值表示内电阻；由图示电源U-I图象可知，电源内阻：
由图示电路图可知，由于电压表分流作用，流过电源的电流大于电流表测量值，即电流测量值小于真实值，内电压比真实的内电压小，则电源电动势测量值小于真实值，即电动势的真实值略大于测量值。
14． c 0.88
【解析】
【详解】
（1）[1]一节干电池电动势一般约为1.5V，内阻较小，为使滑动变阻器滑动时电表示数有明显变化，应使R0+R与电源内阻r尽可能接近，因r较小，则考虑选择定值电阻c；
（2）[2]根据描出的点作出对应的伏安特性曲线如图所示；
根据U-I图象可知，与U轴的交点表示电动势，所以E=1.5V
故
r=1.875-1.0=0.88Ω
15． 2.8-3.0V 1.3-1.9Ω B
【解析】
【详解】
（1）[1][2]．根据电路结构，由闭合电路欧姆定律可得：
解得
由图像可知：
解得
E=2.9V；
解得
r=1.7Ω
（2）[3]．根据电动势和电源内阻的阻值，为了便于方便调节，可选择阻值范围在0～30Ω的滑动变阻器比较合适；因为此时电路中的电流可控制在0.1~0.5A之间。故选B.
16． 2.5 6.25
【解析】
【详解】
（1）[1] 两节干电池电动势约为3V，内阻约为几欧姆，最大电流约为零点几安培，则电压表量程选用3V，电流表量程选用0.6A，内阻较小，则采用电流表相对电源的外接法，绘图如下：
（2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律
结合图像可知
17． 4 9 41
【解析】
【详解】
（1）[1] 由题意可知，电源电动势约为10V，而电流表量程为40mA，则电流表达满偏时需要的电阻为
故为了安全和准确，滑动变阻器应选择R1
[2] 由实验步骤可知，当R=12Ω时，电流表G的示数为30mA，则流过R的电流为10mA，则电流表内阻
（2）[3][4] 根据实验电路以及闭合电路欧姆定律可知
变形可得
则由图像可知图像的斜率
解得
图像与纵轴的交点为5，则可知
可得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页