4.3测量电源的电动势和内阻 同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）必修三 4.3 测量电源的电动势和内阻 同步练习
一、单选题
1．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。应该选择的实验电路是题图中的（　　）
A． B． C． D．
2．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
3．如图所示的“测定电池的电动势和内阻”的实物连线图中，有一根线连接的是错误的，这根错误的线是（ ）
A．a B．b C．c D．d
4．某研究性学习小组用如图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻，则引起该实验误差的主要原因是（　　）
A．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大
B．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比电源实际输出的电压大
C．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小
D．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比电源实际输出的电压小
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．在“伏安法测干电池的电动势和内电阻”实验中，通过改变滑动变阻器电阻大小，测量并记录多组路端电压和相应电流值，某同学的实验数据如下表所示，与预想的实验结果不一致．由实验数据来分析，他所连接的电路可能是如图所示电路图中的 （ ）
U/V 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10
I/A 0.18 0.21 0.25 0.27 0.30 0.33
A． B． C． D．
7．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
8．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0.1Ω；电压表的量程为3V，内阻约3kΩ；G为小量程电流表，内阻约为200Ω；电源电动势约3V，内阻较小，下列电路中正确的是（　　）
A．测定一段电阻丝（约5）的电阻
B．测定电源的电动势和内电阻（约3）
C．测绘小灯泡（额定电压为2.5V）的伏安特性曲线
D．测定电流表G的内阻
9．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
10．在《测定电源电动势和内阻》的实验中，进行数据处理时的作图，正确做法是（ ）
A．横坐标I的起点一定要是零
B．纵坐标U的起点一定要是零
C．使表示实验数据的点尽可能地集中在一边
D．使表示实验数据的点尽可能地布满整个图纸
11．下面是某同学对一些概念及公式的理解正确的是（　　）
A．根据公式可知，电容器的电容与电容器所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
B．电动势在数值上等于非静电力在电源内部把的正电荷从正极移送到负极所做的功
C．根据公式可知，当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力变得无限大
D．根据公式可知，若将电荷量为的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功，则A、B两点的电势差为
12．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．
13．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
14．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。下列说法正确的是（　　）
A．应选用较新的干电池作为被测电源，电池的电动势比较大易测量
B．应选用内阻比较大旧电池，使得电压表示数变化大
C．滑动变阻器的滑片初始时应放在电阻为零的地方，这样可以保护电压表
D．根据实验记录的数据作U-I图像时，应连上所有的点。
15．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
A． B． C． D．
二、填空题
16．如图所示的电路中，R1、R2为标准电阻，测定电源电动势和内电阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值___真实值，内电阻的测量值___真实值，测量误差产生的原因是___．
17．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．
18．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；
19．（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”）
三、解答题
20．某同学在做测定电源的电动势和内电阻的实验中，用同一套器材采用如图中甲、乙所示的两种不同电路进行测量，并在同一坐标系中作出了两次测定的U-I图线如图中丙图所示，图中的C点与A点很接近.试问：
(1)图线AB是按哪种电路的测量作出的
(2)电池的电动势、内电阻是多少
(3)电流表的内阻是多少
21．请自行设计一个测量电源的电动势和内阻的方案，并与同学交流。
22．一个闭合电路，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）
23．如图所示为电压表和电流表测定电源的电动势和内电阻的电路图，采用的是电流表外接法．若已知电压表和电流表的内电阻分别为RV和RA，试计算用这个电路测得的电动势及内电阻的相对误差．
24．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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
AB．干电池内阻较小，和电流表的内阻差不多。测量电源电动势和内电阻时，实验原理是
若采用电流表外接法
测出的电动势是准确的，而电源的内阻测量值为
由于电流表内阻跟电源内阻差不多，导致误差较大；
采取安培表内接法，实验的误差主要是由电压表分流所致，由于电压表内阻远远地大于滑动变阻器和电流表内阻，电压表的分流作用可以忽略，B错误A正确；
CD．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，只有一个电流表和滑动变阻器或一个电压表和滑动变阻器无法进行测量，CD错误。
故选A。
2．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。
3．C
【详解】
图中c导线的下端不应该与电源的负极相连，而应该连接到电键的右端，这样电键就能控制整个电路了
故选C。
4．C
【详解】
由电路图可以看出，由于电压表分流，造成电流表读数小于电源实际输出电流，导致电源电动势和内阻测量值偏小，故ABD错误，C正确。
故选C。
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】
数据中电压越大，电流也越大，为一个定值，约为2.5欧。而ACD选项中滑动变阻器阻值越大，电流会变小，电压表所并联部分分压越大，与数据矛盾，故选B。
7．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。
8．B
【详解】
A．伏安法测小电阻时，电流表应外接，测量值才接近真实值，A错误；
B．测定电源电动势和内阻时，电压表测量的是电源两端的电压，因为电源内阻比较小，所以电流表测量误差较小，B正确；
C．测绘小灯泡的伏安特性曲线时，需从电压为零开始，所以要用分压接法，C错误；
D．G为小量程电流表，允许流过的电流有限，不能从量程为0.6A的电流表上读取，D错误。
故选B。
9．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．
10．D
【详解】
根据实验得到的数据，要尽可能多的把图像占满坐标纸，纵截距表示电动势，斜率表示内阻，即
所以不必要横纵坐标一定要从零开始。
故选D。
11．D
【详解】
A．公式是电容器电容的定义式，电容与电容器所带电荷量及两极板间的电压无关，是由电容器本身的构造决定的，A错误；
B．电动势在数值上等于非静电力在电源内部把的正电荷从负极移送到正极所做的功，B错误；
C．公式，当两个电荷之间的距离趋近于零时，电荷已经不能看成点电荷了，库仑定律也就不适用了，C错误；
D．根据公式可知，若将电荷量为的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功，则A、B两点的电势差为，D正确。
故选D。
12．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。
13．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。
14．B
【详解】
AB．干电池用久了内阻会变大，为了使电池的路端电压变化明显，实验时应使用内阻较大的旧电池作为被测电源，使得电压表示数变化大，故A错误，B正确；
C．滑动变阻器的滑片初始时应放在接入电路电阻最大的地方，这样可以保护电流表，故C错误；
D．根据实验记录的数据作U-I图像时，应通过尽可能多的点并画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀对称的分布在直线两侧，故D错误。
故选B。
15．B
【详解】
根据图表可知电压表示数与电流表示数同时增大，对B图，定值电阻有
可能同时测量定值电阻两端的电压和电流，对A图，
CD图
故电压随电流增大而减小。
故选B。
16． 等于 大于 电流表具有内电阻
本题是一种安阻法测量电源电动势和内阻的方法，可以用电阻箱代入两个定值电阻．分析误差采用公式法，将测量值与真实值的表达式进行比较得到，
【详解】
[1][2]若不考虑电流表内阻，则
联立解得
考虑电流表内阻，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：
联立解得
故
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．
[3]测量误差产生的原因是电流表有内阻。
17． 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．
18． D A
【详解】
[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，开关闭合前应使电路中总电阻最大，即应让小灯泡支路短路。故选D。
[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。
19． 1.45 0.75 偏小 偏小
【详解】
（1）[1]根据给出的点得出对应的伏安特性曲线；由U-I图可知
[2]电源的电动势
E=1.45V
[3]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）[4][5]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。
【点睛】
采用描点法作图，图象由纵坐标的交点为电动势；由图象与横坐标的交点利用闭合电路欧姆定律可求得内电阻．电压表测量为电源的输出电压，电压表示数没有误差，但电流表测量的却是外电路中一部分电路中的电流，故可知误差来自于电压表的分流
20．（1）AB是乙图测量作出的；（2），；（3）。
【详解】
（1）设电流表的内阻为，对甲图，根据闭合电路欧姆定律得
对乙图，根据闭合电路欧姆定律得
则乙图对应的图象的斜率大，所以AB是乙图测量作出的．
（2）图中的C点与A点很接近，根据图象在U轴的截距表示电动势，可知电动势
甲图对应的图象的斜率表示内阻，根据CD图象可知，电源内阻
（3）AB图象的斜率表示，则
考点：测定电源的电动势和内阻
【名师点睛】
本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，注意电流表内阻对实验的影响，难度适中．
21．见解析
【详解】
将电源与一个滑动变阻器串联，设计电路图如下
移动滑动变阻器，当滑动变阻器电阻为时，可得
当滑动变阻器电阻为时，可得
联立两式可得
，
22．3.0V，1.0Ω，图见解析
【详解】
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
23．ηE=0 ηr=
【详解】
按实验原理的要求，电流表和电压表的读数应分别是总电流和路端电压．从电路结构看，电流表读数确实是总电流，但由于电流表有电阻，所以电压表的读数不是路端电压，这样就造成系统误差．
运用等效法把电源和电流表作为一个整体看成一个新的等效电源，如图所示中虚线框所示，此时电压表确实接在这个新电源的两端，读数确实是路端电压，而此时电流表的读数仍表示总电流．因此根据电压表和电流表的读数测得的E和r是这个新电源的电动势和内电阻的真实值．
新电源实际上是由电池和电流表的内阻RA串联而成，设电池的电动势和内电阻分别是E0和r0，应有如下对应关系：
E=E0
r=r0+RA.
相对误差分别为
ηE=0
ηr==.
24．(1) 0.90，0.80，0.68，0.50，0.38，0.17 ；(2)如图所示(3) 。
【详解】
由公式
得
计算出表格内数据分别为
0.90，0.80，0.68，0.50，0.38，0.17；填入表格
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 0.90 0.80 0.68 0.50 0.38 0.17
(2) 图像如图所示
(3)由公式
得
所以直线斜率k=r，由图可知电源电动势E=0.85V，电源内阻
所以r=8.5×102Ω，E=0.85V。
答案第1页，共2页
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