2018-2019学年高中物理鲁科版选修3-1 4.3测量电源的电动势和内电阻自我小测（含解析）

自我小测
夯基达标
1.关于闭合电路的说法，不正确的是（ ）
A.电源短路时，电源的内电压等于电动势
B.电源短路时，路端电压等于零
C.电源断路时，路端电压最大
D.电源的负载增加时，路端电压也增大
2.在测定电源电动势和内阻的实验中，为使实验效果明显且不会损害仪器，应选择下列电源中（ ）
A.内阻较大的普通干电池
B.内阻较小的普通蓄电池
C.小型交流发电机
D.小型直流发电机
3.下面给出多种伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差,又直观、简便的是（ ）
A.测出两组I、U的数据，代入方程E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E和r
B.多测几组I、U的数据，求出几组E和r，最后分别求出其平均值
C.测出多组I、U的数据，画出U－I图象，再根据图象求E和r
D.多测出几组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r
4.如图所示，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.用图甲所示电路时，E测＜E真
B.用图甲所示电路时，r测＜r真
C.用图乙所示电路时，E测＜E真
D.用图乙所示电路时，r测＜r真
5.下面是在测量某电池的电动势和内阻的实验中记录的六组数据.请在下面直角坐标系中画出U－I图，并根据图象算出待测电池的电动势和内阻.
U/V
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05
I/A
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
能力提升
6.一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是_________________.
7.在测定电源电动势和内阻的实验中，待测电压为一节干电池，内阻约为3 Ω，备有下列器材供选择：电流表A1（0～0.6 A），电流表A2（0～3 A）；电压表V1（0～3 V，10 kΩ），电压表V2（0～3 V，8 kΩ），电压表V3（0～15 V，30 kΩ）；滑动变阻器R1（0～10 Ω，0.1 A），滑动变阻器R2（0～10 Ω，2 A），滑动变阻器R3（0～1 000 Ω，2 A），为了得到较准确的测量结果，滑动变阻器应选____________，电压表应选____________，电流表应选___________.
8.如下图所示为某一电源的U－I曲线，由图可知（ ）
A.电源电动势为2 V
B.电源内电阻为
C.电源短路时电流为6 A
D.电路路端电压为1 V时，电路中的电流为5 A
9.下图中R为已知电阻，Rx为待测电阻，K1为单刀单掷开关，K2为单刀双掷开关，V为电压表（内阻极大），E为电源（内阻不可忽略）.现用图中电路测量电源电动势E及电阻Rx.
（1）写出操作步骤.
（2）由R及测得的量，可得E＝________________，Rx＝__________________.
10.测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5 V,r约为1.5 Ω）.
器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.5 A的电流表A（具有一定内阻），定值电阻R＝4 Ω，滑动变阻器R′，电键S，导线若干.
(1)画出实验电路原理图.图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出.
(2)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2，则可以求出E＝_____________，r＝_____________(用I1，I2，U1，U2及R表示).
拓展探究
11.现有一阻值为10.0 Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案，（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）要求：
（1）在下边方框中画出实验电路图.
（2）简要写出完成连线后的实验步骤.
（3）写出用测得的量计算电源内阻的表达式r＝____________________.
参考答案
1解析：电源短路时，外电阻为零，路端电压等于零，电源的内电压等于电动势，所以A、B两项正确.电源断路时，内电压为零，路端电压最大，等于电源电动势，所以C项正确.电源的负载增加时，外电路电阻减小，路端电压随之减小，所以D项错误.
答案：D
2答案：A
3答案：C
4解析：图甲中由于电压表的分流作用，E和r的测量值都小于真实值；图乙中由于电流表的分压作用，E测＝E真，r测＞r真.
答案：AB
5解析：建立坐标系，利用描点法画出U－I图象，如图所示.第四个点明显偏离，可见是偶然误差造成的，应舍去.直线与纵轴的交点坐标即为电源的电动势E＝1.47 V，直线的斜率大小即为电源内阻r＝0.75 Ω.
答案：1.47 V 0.75 Ω
6解析：太阳能电池板内电阻,
外电阻与内电阻相等，则外电压等于内电压，各为电动势的，为400 mV.
答案：400 mV
7解析：由于待测电源为一节电池，其电动势约为1.5 V，所以加在电压表上的电压不超过1.5 V，电压表量程应选0～3 V，再考虑对电压表内阻的要求，故应选V1（0～3 V，10 kΩ），当滑动变阻器阻值为零时，电路中的电流最大为，所以电流表选A1 （0～0.6 A），滑动变阻器R1（0～10 Ω，0.1 A）不能选，考虑到滑动变阻器的阻值应选R2（0～10 Ω，1 A）.
答案：R2 V1 A1
8解析：由题图可知：电源电动势为2 V，所以A项对.当路端电压为0.8 V时，电流为6 A，由闭合电路欧姆定律：E＝U＋Ir得：2＝0.8＋6r,解得：r＝0.2 Ω，所以B项错.所以电路中的短路电流为：，所以C项错.电路路端电压为1 V时，由闭合电路欧姆定律：E＝U＋Ir得：2＝1＋I×0.2,解得：I＝5 A，所以D项正确.
答案：AD
9解答：（1）①K1断开，K2接到a端，记下电压表的读数U1；②K2仍接到a端，闭合K1，记下电压表的读数U2；③K1仍闭合，K2接到b端，记下电压表的读数U3.
（2）U1
10解析：（1）实验中，由于电流表具有一定的未知阻值的电阻，所以应将电流表内接.电路中最大电流即电流表A的量程为0.5 A，电源内电压最大约为0.5×1.5 V＝0.75 V,路端电压最小为4.5 V－0.75 V＝3.75 V,而电压表量程为3V.因此须将电阻R置于并联的测量电路外，这样并联电路的最小电压U＝4.5 V－0.5×(1.5＋4) V＝1.75 V,小于电压表量程.
所以实验原理图为
（2）由实验原理图可得：
E＝U1＋I1（R＋r）,E＝U2＋I2(R＋r)
所以,.
答案：见解析
11解答：（1）如图所示.
（2）①断开开关，记下电压表偏转格数N1；
②合上开关，记下电压表偏转格数N2.
（3）.