跟踪检测 第3节　实验：电池电动势和内阻的测量

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课时跟踪检测
1．电源、的电动势分别为、，且，两电源的内阻、大小未知．当定值电阻分别与电源、相连接时，外电路消耗的电功率相同．若将定值电阻（）分别与电源、相连接时，外电路消耗的电功率分别为、．则下列关系正确的是
A．、 B．、
C．、 D．、
2．利用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻的实验中，电路图如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在a端
B．该实验系统误差的产生原因是电流表分压
C．闭合开关后，电压表有示数，电流表示数为零的原因可能是滑动变阻器发生断路
D．应选用一节新的干电池作为被测电源，电池的电动势比较大易测量
3．在“测电源电动势和内阻”实验中由于电表的内阻所产生的误差为系统误差。关于该系统误差产生原因以及影响，以下正确的是（　　）
A．电流表分压；测得的电源电动势偏小，内阻偏小
B．电流表分压；测得的电源电动势准确，内阻偏大
C．电压表分流；测得的电源电动势偏小，内阻偏小
D．电压表分流；测得的电源电动势准确，内阻偏大
4．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
5．图是“测量电源的电动势和内阻”的实验电路。为完成实验，与电压表的负接线柱相连接的接线位置是（　　）
A．位置a B．位置b C．位置c D．位置d
6．利用如图（甲）所示电路进行“测定电源的电动势和内阻”的实验中，某学习小组测出多组数据，并根据实验数据作出图像，如图（乙）所示，电源电动势E和内阻r分别为（ ）

A．， B．，
C．， D．，
7．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
8．某同学用电压表和电流表测量一个干电池的电动势和内阻，将测量到的电源的路端电压和相应电流中的总电流，画成U—I图线（如图中实线所示），设图中虚线是该干电池的真实图线，则下列说法中正确的是（　　）
A．E真>E测、r真>r测
B．E真>E测、r真C．E真r测
D．E真9．在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，某同学根据实验测得数据，画出如图的图像，根据图线可得出该电源电动势和电源内阻分别为（　　）
A． B． C．V， D．V，
10．某同学利用如图所示的电路做“测量电源的电动势和内阻”的实验，其中 P、Q为电表， 则（　　）
A．P为欧姆表 B．P为电压表
C．Q为电压表 D．Q为电流表
11．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
12．在甲、乙实验电路中，电源有内阻。图丙、丁是由电流表和电压表测的数据绘制的图像。下列说法正确的是（　　）
A．丙图是由甲电路测的数据绘制的图像
B．丁图图线与横坐标包围的面积表示被测电阻在某一状态的电功率
C．甲电路用于测量电阻的大小，由可得出电阻的阻值
D．乙电路用于测量电源的电动势和内阻，电压表测量的是电源两端的电压
13．某组同学在实验室利用如图甲所示的电路图连接好电路，并用于测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r。调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1测量数据，另一同学记录了电流表A和电压表V2的测量数据。根据所得数据描绘了如图乙所示的两条U-I直线。则有（　　）
A．图像中的图线乙是电压表V1的测量值所对应的图线
B．当该电源只给定值电阻R0供电时R0消耗的功率 为0.55W
C．由图像可以得出电源电动势和内阻分别是E=1.50V，r=1.0Ω
D．图像中两直线的交点说明在本电路中该电源的输出功率没有达到最大值
14．如图所示是据某次实验记录的数据画出图像，下列关于这个图像的说法中正确的是（ ）
A．待测电源的电动势是3.0V
B．横轴截距表示短路电流，值为0.6A
C．待测电源内电阻为0.5Ω
D．待测电源内阻为1Ω
15．在用图所示的电路测量电池电动势和内阻的实验中，若有两只量程相同的电压表V1和V2，内阻；两只量程相同的电流表A1和A2，内阻。为了使E、r的测量精确些，选择的电表可以是（　　）
A．V1和A2 B．V2和A2 C．V2和A1 D．V1和A1
16．某学生用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0~20Ω，连接电路的实物图如图示，关于实物连线中存在的问题，下列法正确的是（　　）
A．滑动变阻器不起变阻作用 B．电流表的极性接错
C．电压表量程选用不当 D．电压表接线有错
17．某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻。实验室提供的器材有：
A．待测干电池1个
B．滑动变阻器（0~15Ω）
C．电压表（0~3V，内阻很大）
D．电压表（0~15V，内阻很大）
E．电流表（0-3A，内阻约为1Ω）
F．电流表（0~100mA，内阻）
G．定值电阻
H．开关一个，导线若干
（1）请根据实验器材，设计实验电路图，并将电路图画在图甲方框中，要求尽可能减小实验误差 。电路中电压表选 （选填“”或“”），电流表选 （选填“”或“”）。
（2）根据设计的电路图连接好实物电路，闭合开关前，应调节滑动变阻器的滑片到一端，使滑动变阻器接入电路的电阻 （选填“最大”或“最小”），闭合开关后，调节滑动变阻器，测得多组电压表的示数U和电流表的示数I，作图像如图乙所示，图中所标物理量均已知，则电池的电动势E= ，电池的内阻r= 。（均用测量的和已知的物理量符号表示）
（3）本实验 （选填“存在”或“不存在”）因电表内阻引起的系统误差。
18．在“测量电源的电动势和内阻”的实验中，连接成如图所示的电路。
（1）图中方框A、B中的仪表分别测量什么物理量？闭合开关前，滑动变阻器的滑动头P应位于a端还是b端？
（2）在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，共记录五组数据，作图得到图线，如图所示。则该电池的电动势和内阻分别为多大？
19．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．
20．为了测定一节干电池的电动势和内阻，如图给出两种实验电路图，由于一般电池的内阻较小（比电压表的内阻小得多，与电流表的内阻相差不多），所以为使测量结果比较准确，应选用图 所示的电路；
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C C C C C C A A C
题号 11 12 13 14 15 16
答案 D D CD AD AD AD
1．C
【详解】当定值电阻分别与电源、相连接时，外电路消耗的电功率相同，则有：
由于，则有：
作出伏安特性曲线如图所示；
显然当外电路的定值电阻阻值为时，虚线与两电源伏安特性曲线交点的横纵坐标的乘积为外电路消耗的电功率，则有：
A.、与分析不符，不符合题意；
B.、与分析不符，不符合题意；
C.、与分析相符，符合题意；
D.、与分析不符，不符合题意．
2．C
【详解】A．闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器需滑到最大阻值处，故滑到左端，即b端，故A错误；
B．电路中电流表外接，由于电压表不是理想电压表，故电压表存在分流作用，使电流表示数偏小，故B错误；
C．闭合开关后，电压表有示数，电流表示数为零，则没有电流流过电流表，故出现断路现象，可能是滑动变阻器发生断路或电流表发生断路，故C正确；
D．新的干电池电阻很小，路端电压变化不明显，误差较大，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】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图像如图所示
由图像可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值。
故选C。
4．C
【详解】由图示可得，电压表测路端电压，由于电压表的分流作用，使电流表的测量值小于真实值（通过电源的电流）；实验误差是由于电压表的分流造成的；当外电路短路时，电压表不分流，故短路电流相同；而测量的电流值要小于真实值；故作出测量值和真实值的图象如图所示；
由图示可知，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C正确，ABD错误．
故选C。
5．C
【详解】电压表要测量电源的路端电压，故只能接位置c；接位置a测的是电流表的电压，接位置b测的是电流表和滑动变阻器的电压，接位置d开关闭合形成短路。
故选C。
6．C
【详解】根据
U=E-Ir
可知，电源电动势
内阻
故选C。
7．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。
8．A
【详解】根据
U=E-Ir
可知U-I图像在U轴上的截距等于电动势E，直线的斜率等于内阻r，由图像可知
E真>E测
r真>r测
故选A。
9．A
【详解】由闭合回路欧姆定律可知
故图像与纵坐标的交点为电源电动势，即
E=1.5V
图像的斜率表示电源内阻，即
故选A。
10．C
【详解】P测的是电流，所以P为电流表，Q测的是电压，所以Q为电压表。
故选C。
11．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．
12．D
【详解】A．丙图绘制的图像是电源路端电压与电流的关系，即丙图是由乙电路测的数据绘制的图像，故A错误；
B．根据
可知丁图图线与横坐标包围的面积不等于被测电阻在某一状态的电功率，故B错误；
C．甲电路用于测量电阻的大小，由可得出电阻的阻值，故C错误；
D．乙电路用于测量电源的电动势和内阻，电压表测量的是电源两端的电压，故D正确。
故选D。
13．CD
【详解】A．由图可知，电压表V1测电源的路端电压，电压表V2测量R0的电压，路端电压随电流增大而减小，定值电阻两端电压随电流增大而增大，由图乙所示图像可知，图线甲是电压表V1的测量值所对应的图线，故A错误；
B．两图线交点表示电压表示数相等，此时滑动变阻器接入电路的阻值为零，只有定值电阻接在电源两端，由图像可知，此时电阻两端电压为1V，电路电流为0.5A，则当该电源只给定值电阻R0供电时，R0消耗的功率
故B错误；
C．由电源的U-I图像可知，图像与总轴的交点纵轴坐标是1.5，则电源电动势E=1.50V，电源内阻
故C正确；
D．电源的输出功率
当R=r时，输出功率最大，由图线可知，交点对应的外电阻为
所以，此时输出功率不是最大，故D正确。
故选CD。
14．AD
【详解】ACD．根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图线的纵截距等于电源电动势，则有
图像的斜率绝对值等于电源内阻，则有
故AD正确，C错误；
B．短路电流为
而横轴截距表示路端电压为2.2V时的电流值，为0.8A，不是短路电流，故B错误。
故选AD。
15．AD
【详解】本实验中电流表相对电池外接，系统误差是由电压表分流引起的
，
要减小误差，应选内阻大的电压表，故电压表选，本实验中电流表的内阻对结果无影响。
故选AD。
16．AD
【详解】A．由电路图可知，滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器被接成了定值电阻，不起变阻作用，故A正确；
B．由图可知，电流表串联接入电路，电流从正接线柱进，负接线柱出，接线正确，故B错误；
C．干电池的电压大约1.5V左右，电压表的量程3V选用恰当，故C错误；
D．电压表直接接在电源连接上，开关不能控制电压表与电源断开，电压表接线错误，故D正确。
故选AD。
17． 见解析 最大 不存在
【详解】（1）[1][2][3]由于一节干电池的电动势约为，则电路中电压表应选；要求尽可能减小实验误差，由于电流表内阻已知，所以电流表选，但由于电流表量程较小，可将定值电阻与并联，扩大电流表量程，则实验电路图如图所示
（2）[4]闭合开关前，应调节滑动变阻器的滑片到一端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大；
[5][6]闭合开关后，调节滑动变阻器，测得多组电压表的示数U和电流表的示数I，则电路总电流为
与并联后的电阻为
根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知图像的纵轴截距为
图像的斜率绝对值为
解得电池的内阻为
（3）[7]本实验由于电流表内阻已知，则电流表的分压已知，所以不存在因电表内阻引起的系统误差。
18．（1）电流；电压；b端；（2）1.5V；1.2Ω
【详解】（1）由图发现，A串联在干路中，是电流表用来测电流，B与电源并联，用来测电压；
闭合开关前，应使滑动变阻器接入电路阻值最大，故滑动头P应位于b端。
（2）根据闭合电路欧姆定律
结合图像可知
19． 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．
20．甲
【详解】乙图中由于电流表的分压，导致电压表测量不是电源的路端电压；此时，电流表等效为了电源的内电阻；因电池内阻一般较小（比伏特表内阻小得多，与安培表内阻差不多），故在测量时电阻的误差过大，故应选取电路甲。
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