高二物理选修3-1（人教版）2.10实验：测定电池的电动势和内阻 同步练习word版含答案

高二物理2.10实验：测定电池的电动势和内阻同步练习 2
一、单选题
1.分别测量两个电池的路端电压和电流，得到如图所示的a、b两条U-I图线，比较两图线，可得出结论（　　）
A. a电池的电动势较小、内阻较大
B. a电池的电动势较大、内阻较大
C. b电池的电动势较大、内阻较小
D. b电池的电动势较小、内阻较大

2.如图所示为“测定电源电动势和内阻”的实验电路图通过变阻器阻值的改变得到两组数据（U1，I1）和（U2，I2)，则下列说法不正确的是( )
A. 如果两个表的示数是准确的，则r=(U2-U1)/(I1-I2）
B. 如果两个表的示数是准确的，则r=（U1-U2）/(I1-I2）
C. 受RV的大小影响，E、r的测量值比真实值偏小
D. RV越大，对E，r的影响越小

3.如图所示，是测定两个电源的电动势和内电阻的实验中得到的电流和路端电压图线，则下列说法不正确的是（ ）

A. 当I1=I2时，电源总功率P1=P2
B. 当I1=I2时，外电阻R1=R2
C. 当U1=U2时，电源输出功率P出1＜P出2
D. 当U1=U2时，电源内部消耗的电功率P内1＜P内2

4.如图所示的电路中，不能用来测量电池电动势与内阻的是（不计电表内阻的影响）（）
A. B.
C. D.
5.某学生用电流表和电压表测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所示．该学生接线中错误的和不规范的做法是：（　　）
①滑动变阻器不起变阻作用????②电流表接线有错
③电压表量程选用不当????????④电压表接线不妥．

A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
6.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
7.采用如图所示电路，通过改变外电路电阻R，测出多组U、I的数据，作出U-I图象，利用图象可以求解出电源的电动势和内电阻的值．某同学考虑到实验中使用的电压表和电流表的实际特点，认为本实验是存在系统误差的．关于该实验的系统误差，下列分析正确的是（　　）

A. 滑动变阻器接入电路的阻值越大，系统误差越小
B. 滑动变阻器接入电路的阻值大小对系统误差没有影响
C. 安培表的分压作用导致该实验产生系统误差
D. 伏特表的分流作用导致该实验产生系统误差
8.用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻r，实验中可供选择的电压表有两个，量程分别为A（0～2V），B（0～5V），滑动变阻器两个：C（1000Ω，0.1A），D（20Ω，2A），应选用的电压表为（　　），应选用的变阻器为（　　）
A. A，C B. A，D C. B，C D. B，D
二、多选题
9.某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合．为使实验结果尽可能准确，可以选择使用的器材是（　　）
A. 一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器
B. 一个伏特表和多个定值电阻
C. 一个安培表和一个电阻箱
D. 两个安培表和一个滑动变阻器
10.用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法正确的是（　　）
A. 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
B. 应选用内阻较小的电压表和电流表
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
D. 使滑动变阻器阻值尽量大一些，测量误差才会小
11.如图所示为《测定电源电动势和内阻》的电路图，下列说法中正确的是（　　）


A. 应该选用内阻较小的电流表和电压表
B. 用一节干电池做电源，稍旧电池比全新电池效果好
C. 实验时只需测出两组I、U的数据，代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r，求出E、r
D. 实验中滑动变阻器滑片不能滑到最左端
12.某同学用电压表、电流表测量一节干电池的电动势和内阻，采用的电路图如图所示，实验操作正确，他记录了七组（U，I）数据，关于数据的处理，下列操作正确的是（　　）
A. 电压表的读数U的平均值等于电动势E
B. 任意取两组数据，代入方程E=U1+I1r，求出E、r
C. 画出U-I图象，由图象求E、r
D. 以上说法都正确
13.某同学进行了“测定电源电动势和内电阻”的实验，将实验数据描绘得到如图（A）所示的图象。若该同学在实验时采用如图（B）所示的电路，则（）


A. 根据图象可得，该电源的电动势为3V，内电阻为5Ω
B. 电动势的测量值与真实值之间的关系为E测＜E真
C. 内电阻的测量值与真实值之间的关系为r测＜r真
D. 电动势的测量值与真实值之间的关系为E测>E真
三、实验题
14.某实验小组利用如图1所示的电路测量一节干电池的电动势和内电阻．现有的实验器材为：
A．待测干电池（电动势约为1.5V）
B．电压表（量程3V）
C．电压表（量程15V）
D．电流表（量程0.6A）
E．电流表（量程3A）
F．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω）
G．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω）
H．开关、导线若干

①实验中，电压表应选用______，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______．（选填器材前的字母）
②在图2中按图1用笔画线代替导线将电路连线补充完整．
③如图3所示，他们根据实验数据绘制出U-I图象，其中U是电压表的读数，I是电流表的读数．由此可以得到，干电池的电动势E=______V，内电阻r=______Ω．（结果保留两位有效数字）
④该实验小组还制作了一个水果电池．他们先将一电压表（量程3V、内阻2000Ω）与水果电池的两极相连，电压表的读数为0.70V；再将一数字电压表（内阻约为100MΩ）与水果电池的两极相连，读数为0.91V．由以上数据，可估算出该水果电池的内电阻r=______Ω．
15.某同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值．实验器材有：

待测电源E（不计内阻）
待测电阻R1，定值电阻R2
电流表A（量程为0.6A，内阻不计）
电阻箱R（0～99.99Ω）
单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2
导线若干．
（1）先测电阻R1的阻值（R1只有几欧姆）．请将小明同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r1和对应的电流表示数I；将S2切换到b，调节电阻箱，使______，读出此时电阻箱的示数r2，则电阻Rl的表达式为R1=______．
（2）该同学已经测得电阻R1=2.0Ω，继续测电源电动势E．该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，由测得的数据，绘出了如图所示的～R图线，则电源电动势E=______V，电阻R2=______Ω．
（3）若实际电流表A内阻不可忽略，则R2的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值．

答案和解析
1.【答案】B

【解析】解：根据闭合电路欧姆定律得到U=E-Ir；
U-I图象的斜率的绝对值表示电源的内电阻，故a图线对应的电源的内电阻较大；
纵轴截距表示电源的电动势，故a图线的电动势较大；
故选：B。
根据闭合电路欧姆定律得到U=E-Ir，U-I图象的斜率的绝对值表示电源的内电阻，纵轴截距表示电源的电动势，横轴截距表示短路电流．
本题关键根据闭合电路欧姆定律推导出U与I的关系表达式，然后结合图象分析横轴截距、纵轴截距、斜率的含义，基础题．
2.【答案】B

【解析】【分析】
本题考查了闭合电路欧姆定律以及对电源电动势和内阻的测量与误差分析。
根据闭合电路欧姆定律建立方程组可解决A、B选项，通过对电路分析可得误差情况。
【解答】
AB.根据闭合电路欧姆定律可得：和，联立可解得：，故A正确，B错误；
C.图示为电流表内接法，由于电压表内阻的影响导致电流表测量值小于流过电源的电流，存在系统误差，导致E、r的测量值比真实值偏小，故C正确；
D.电压表内阻越大，电流表的测量误差越小，因此对实验结果的影响越小，故D正确。
?故选B。
3.【答案】B

【解析】【分析】
根据闭合电路欧姆定律分析可知，图线与纵轴交点坐标表示电动势，电源的总功率P=EI，根据这两点分析电源总功率的关系。图线的斜率表示电源内阻的大小，当电流I1=I2时，由欧姆定律比较外电阻的大小。电源的输出功率P出=UI，当U1=U2时，由图读出电流大小，再比较输出功率的大小。电源内部消耗的功率P内=I2r．当U1=U2时，电流I1＜I2，而电源的内阻r1＞r2，无法比较内部消耗功率的大小。
【解答】
A.由图可知，两电源的电动势E相等．由电源的总功率P=EI得知，当I1=I2时，电源总功率P1=P2．故A正确；
B.由图可知，图线1的斜率大于图线2的斜率，则电源的内阻r1＞r2，当I1=I2时，由闭合电路欧姆定律可知，R1＜R2．故B错误；
C.电源的输出功率P出=UI，当U1=U2时，由图读出I1＜I2，则P出1＜P出2．故C正确；
D.电源内部消耗的功率P内=I2r．当U1=U2时，电流I1＜I2，根据内部消耗功率的大小P内=EI-UI=I（E-U），可知：P内1＜P内2，故D正确。
本题选不正确的，故选：B。
4.【答案】D

【解析】【分析】
本题的关键是根据给出的电路图，能根据两电表读数解出电动势和内阻值的就能通过实验测量，不能解出的就不能测量。
对物理实验来说，只要能根据物理规律解出的物理量就能通过实验测出该物理量。
【解答】
A.根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir可知，只要测得两组电表数据，即可解出E和r，故A电路可以测量电动势和内阻，故A不符合题意；
B.根据可知，只要读出两组电压表数据即可求出电动势和内阻的值，所以B可以测量电动势和内阻，故B不符合题意；?
C.根据E=IR+Ir可知，只要读出两组电流表数据即可求出电动势和内阻的值，所以C可以测量电动势和内阻，故C不符合题意；?
D.由于变阻器采用分压式接法时，无法根据两电表数据表示出电动势和内阻，所以就无法解出电动势和内阻，即D图不能用来测量电动势和内阻，故D符合题意。??
故选D。?


5.【答案】B

【解析】解：①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①错误；
②由电路图可知，电流表正负接线柱接反了，电流表接线错误，故②错误；
③由电路图可知，电压表选3V量程，电压表量程选择正确，故③正确；
④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④错误；
本题选错误的，故选：B。
滑动变阻器的限流接法应接一上一下两个接线柱，开关应能控制整个电路的通断，电表正负接线柱不能接反．
本题考查了实验电路分析，知道连接实物电路图的注意事项、分析图示电路图即可正确解题；滑动变阻器采用限流接法时要接一上一下两个接线柱．
6.【答案】D

【解析】解：利用图象分析数据时，为了便于测量计算，一般要求应使测量数据心尽可能地布满整个图纸；而在《测定电源电动势和内阻》的实验中，进行数据处理由于内阻的存在，电表示数一般从较大的数值开始测量，故不需要I和U的起点都从零开始调节；故ABC错误，D正确；
故选：D。
明确实验原理，注意在实验数据处理时能明确如何利用图象来减小误差，同时掌握图象的应用方法．
本题考查测定电源的电动势和内电阻实验，要注意掌握实验数据处理的基本方法，I、U坐标的起点并不需要从零开始，在计算时要注意这点．
7.【答案】D

【解析】解：AB、本实验中的误差来自于电压的分流，若滑动变阻器接入电阻越大，则电压表分流越大，误差越大，故AB错误；
C、安培表采用的是相对电源的外接法，其内阻不会对测量带来影响，故不产生系统误差，故C错误；
D、由于伏特表的分流作用使电流表测量结果偏小，从而产生系统误差，故D正确；
故选：D。
明确电路结构知道实验中需要测量的是电流和电压，由于两电表均不是理想电表，则分析其内阻带的影响即可明确误差情况．
本题考查测量电动势和内电阻实验中的误差情况，要注意明确实验电表均存不是理想电表，所以其内阻会给电路带来影响，要掌握误差分析的基本方法．
8.【答案】B

【解析】解：而电池的电动势约为1.5V，故电压表应选用的量程为?0-2V的A；
由于电源的内阻较小，为了调节方便并能减小误差，故变阻器应选用总阻值较小的D；
故B正确，ACD错误；
故选：B．
据电池的电动势和图中的电流值可选取电流表及电压表；滑动变阻器在本实验中作为限流使用，故应选取大于内阻的滑动变阻器；
本题考查测量电源的电动势和内阻的实验仪表选择，要注意明确干电池的电动势为1.5V，内阻较小；同时在仪表的选择中要注意安全和准确性原则．
9.【答案】ABC

【解析】解：通过改变电路的阻值从而获得多组数据，根据U-I图象与坐标轴的交点求解电动势和内阻．
A．安培表测电流，伏特表测路端电压，滑动变阻改变电路的阻值从而获得多组数据，故A正确；
B．伏特表测路端电压，电流可由路端电压和定值电阻求得，通过改变接入定值电阻的个数改变电路的电阻，故B正确；
C．安培表测电流，再由电流和定值电阻可得路端电压，通过改变接入定值电阻的个数改变电路的电阻，故C正确；
D．两个安培表和一个滑动变阻器，不管怎么组合，不能测出路端电压，故不能测出电动势和内阻，故D错误．
故选：ABC．
明确测量电动势和内电阻的实验原理，明确闭合电路欧姆定律的表达式的正确书写即可明确对应的实验方法．
解决本题的关键会从U-I图线获取电源的电动势和内阻，电源的内阻等于图线的斜率绝对值，以及会分析误差的来源．
10.【答案】AC

【解析】【分析】明确测量电源的电动势和内电阻实验的注意事项，知道应用伏安法测电源电动势与内阻实验，应采用内阻较大的电源，这样可以使电压表示数变化明显，减小实验误差；同时明确滑动变阻器不能太大，同时在实验中应注意观察电流表，不能使电流表超量程．
本题考查了伏安法测电源电动势与内阻的实验注意事项与实验器材的选择，要明确实验原理，从而从实验的安全性和准确性两个方面进行分析，从而明确应如何操作才能减小实验误差．
【解答】
解：A、由U-E-Ir可知，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、实验所用电池内阻很小，相对于电源来说应采用电流表外接法，电流表外接法的误差来源是电压表的分流，电压表内阻越大，实验误差越小，应选择内阻大的电压表进行实验，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，防止损坏电流表，故C正确；
D、如果电源电动势较小，实验时滑动变阻器阻值不宜太大，滑动变阻器阻值太大，电路电流太小，电流表读数误差较大甚至不能读数，并且调节电流时非常困难，故D错误；
故选：AC．
11.【答案】BD

【解析】解：A、由电路图可知，电压表测路端电压，相对于电源来说电流表采用外接法，本实验的误差来源是由于电压表的分流造成的，为减小实验误差，应选用内阻很大的电压表，故A错误；
B、由U=E-Ir可知，电源内阻r越大，电路电流变化时，路端电压U变化越大，电压表示数变化越明显，实验误差较小，因此用一节干电池做电源，稍旧电池比全新电池效果好，故B正确；
C、为准确测量电源电动势与内阻，应进多次实验，测出多组实验数据，然后应用图象法求出电源电动势与内阻，或解方程组求出多组U、r值，然后求平均值，实验时只测出两组I、U的数据，代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r，求出E、r实验误差较大，故C错误；
D、为保护电路安全，实验中滑动变阻器滑片不能滑到最左端，故D正确；
故选：BD．
应用伏安法测电源电动势与内阻时，相对于电源如果电流表采用外接法，电压表内阻越大实验误差越小；旧电池的内阻较大，电流变化时，电压表示数变化明显；为减小实验误差，应进行多次实验，测出多组实验数据．
本题考查了伏安法测电源电动势与内阻实验，分析清楚电路结构、知道实验原理与实验注意事项即可正确解题．
12.【答案】BC

【解析】解：
A、据题知电压表测量的路端电压，而路端电压小于电动势，所以其平均值不等于电动势；故A错误。
B、由闭合电路欧姆定律E=U+Ir，可知任意取两组数据，代入方程E=U+Ir，可求出E、r，故B正确。
C、根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir得：U=E-Ir，由数学知识知U-I图象纵轴截距表示电源的电动势，图象的斜率的绝对值等于电源的内阻，因此由图象可求出E、r，故C正确。
D、据上知D错误。
故选：BC。
电压表测量的路端电压，其平均值不是电动势；求电动势可以采用公式法和图象法两种方法．由闭合电路欧姆定律列式分析．
对于实验关键是实验原理，本实验的原理是闭合电路欧姆定律E=U+Ir，要掌握数据处理的两种方法：公式法和图象法．
13.【答案】BC

【解析】【分析】
本实验中的误差分析根据图象最容易掌握；但要注意分析清楚图象的变化及短路时电流接近真实值，这样才能确定出真实的图象。
由欧姆定律可得出图象的截距及斜率的含义，则可由图象得出电动势和内电阻。
【解答】
A.由闭合电路欧姆定律可知：U=E-Ir，故图象与纵坐标的交点为电源的电动势，故E=3.0V，图象的斜率表示电源的内阻，故，故A错误；
BCD.本实验中要获得的量为电源两端的输出电压和通过电源的电流，由于电表均不理想电表，即电流表内阻不是0，而电压表内阻也不是无穷大，由图可知，电压表并联在电源两端，故电压表是准确的，但由于电流表接在了一个支路上，故无法测出电压表的分流，电流值偏小，但当外电路短路时，电压表的分流可以忽略，故短路电流是准确的，真实值应偏下，但两图象在电源电压为零时相交，故由图可知，电源的电动势测量值要小于真实值，图象的斜率小于真实情况，故内阻也小于真实值，故D错误，BC正确。
?故选BC。
14.【答案】B；D；F；1.4；0.91；6.0×102

【解析】解：①干电池电动势约为1.5V，电压表应选B，根据U-I图象得出最大电流为0.55A，因此电流表应选D；
干电池电动势约为1.5V，电流表量程为0.6A，电路最小电阻约为：R=2.5Ω，为方便实验操作，滑动变阻器应选F；
②根据伏安法测电源电动势与内阻的实验原理图将电路连线补充完整．

③在U-I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为1.4V，图象中的斜率绝对值表示电源的内阻，所以电源的内阻为r===0.91Ω．
④该实验小组还制作了一个水果电池．他们先将一电压表（量程3V、内阻2000Ω）与水果电池的两极相连，电压表的读数为0.70V；
根据闭合电路欧姆定律列出等式：
0.70=×2000
再将一数字电压表（内阻约为100MΩ）与水果电池的两极相连，读数为0.91V．
0.91=×100000000
解得：r=6.0×102Ω．
故答案为：①B，D，F；②如图；③1.4，0.91；④6.0×102
（1）根据电池电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作，在保证安全的前提下，要选择最大阻值较小的滑动变阻器．
（2）根据伏安法测电源电动势与内阻的实验原理图将电路连线补充完整．
（3）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．
（4）根据闭合电路欧姆定律列出等式求解．
本题考查了实验器材的选取、作实验电路图、求电动势与内阻，知道实验器材的选取原则、知道实验原理、掌握应用图象法处理实验数据的方法即可正确解题．在计算电源的内阻的时候，一定要注意纵坐标的数值是不是从0开始的．
15.【答案】（1）电流表示数仍为I；；（2）2.0；6.0；（3）大于

【解析】【分析】
?本题应明确：遇到根据图象求解的问题，首先应根据需要的物理规律列出公式，然后整理出关于纵轴与横轴物理量的函数表达式，再根据斜率和截距的概念求解即可。
（1）的关键是根据闭合电路欧姆定律列出表达式，然后求解即可；
（2）的关键是根据不会的咯没电了列出表达式，然后整理出关于与R的函数表达式，再根据斜率和截距的概念即可求解；
（3）的关键是激昂电源内阻考虑在内，按（1）（2）的思路求解然后比较即可。
【解答】
（1）本实验中采用将R1短路的方式求解待测电阻；由于没有电压表进行测量计算，故在实验中应控制电流不变；
当接a时应有：E=I（）
当接b时应有：E=I（）
联立以上两式解得：=；
（2）根据闭合电路欧姆定律应有：E=I（）
变形为：=
根据函数斜率和截距的概念应有：=，=4.0
解得：E=2.0V，=6.0Ω；
（3）若考虑电源内阻，对（1）：接a时应有：E=I（），接b时应有：E=I（）
联立可得=，即测量值与真实值相比不变；
对（2）应有：E=I（），变形为=，
比较两次表达式的斜率和截距可知，电动势不变，变小，即测量值比真实值偏大。
故答案为：（1）电流表示数仍为I；；（2）2.0；6.0；（3）大于。





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