2.10 实验：测定电池的电动势和内阻（答案含解析）—人教版高中物理选修3-1 同步训练

2.10实验：测定电池的电动势和内阻
同步训练
一单选题(每题4分共16分)
1.(3分)如图所示，用一只电流表和两个定值电阻测定电源电动势和内电阻的实验中，由于未考虑电流表的内阻，其测量值
和
与真实值
和
相比较，正确的是______。
A.
，
B.
，
C.
，
D.
，
2.(3分)在测量电源电动势和内阻的实验中，电源的电动势约为
，内阻约为
，电流表的内阻为
，电压表的内阻为
，为了减小实验误差，应当采用的电路是下列中的______
A.B.C.D.
3.(3分)下面给出多种用伏安法测电池的电动势和内阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是______
A.测出两组
、
的数据，代入方程组
和
中，即可求出
和
B.多测几组
、
的数据，求出几组
、
，最后分别求出其平均值
C.测出多组
、
的数据，画出
图象，再根据图象求出
、
D.多测出几组
、
数据，分别求出
和
的平均值，用电压表测出开路时的路端电压即为电动势
，再用闭合电路欧姆定律求出内阻
4.(3分)如图所示是根据某次测量电源电动势和内阻的实验数据画出的
图象关于这个图象，下列说法中不正确的是
______
A.纵轴截距表示待测电源的电动势，即
B.横轴截距表示短路电流，即
C.根据
，计算出待测电源内阻
D.电流为
时的外电阻
5.(3分)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（）数据，关于数据的处理，下列操作正确的是______
A.电压表的读数
的平均值等于电动势
B.任意取两组数据，代入方程
，求出
、
C.画出
图象，由图象求
、
D.以上说法都正确
6.(3分)用伏安法测电池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.移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路，以免造成电流过载
D.根据实验记录的数据作
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
7.(3分)如图所示是甲、乙、丙三位同学设计的测量电源电动势和内阻的电路。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阻
B.只有乙同学设计的电路能测出电源的电动势和内阻
C.只有丙同学设计的电路能测出电源的电动势和内阻
D.三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内阻
8.(3分)下列给出多种用伏安法测定电源电动势和内阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是______
A.测出两组
、
的数据，代入方程组
和
，求出
和
B.多测几组
、
的数据，求出几组
、
，最后分别求出其平均值
C.测出多组
、
的数据，画出
图象，再根据图象求出
、
D.测出多组
、
的数据，分别求出
和
的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势
，再用闭合电路欧姆定律求出内阻
9.(3分)如图所示，在用一只电压表和两个定值电阻测定电源电动势和内阻的实验中，由于未考虑电压表内阻，其测量值
和
与真实值
与
相比较，正确的是______
A.
，
B.
，
C.
，
D.
，
10.(3分)如图所示是测量电池电动势和内阻的实验电路，关于这个实验的误差，下列说法中正确的是______
A.由于电流表的影响，使内阻的测量值小于真实值
B.由于电流表的影响，使内阻的测量值大于真实值
C.由于电压表的影响，使内阻的测量值小于真实值
D.由于电压表的影响，使内阻的测量值大于真实值
二双选题(每题4分共16分)
11.(4分)如图是根据某次实验记录数据画出的
图象，下列关于这个图象的说法中正确的是______
A.纵轴截距表示待测电源的电动势，即
B.横轴截距表示短路电流，即
C.根据
，计算出待测电源内电阻为
D.根据
，计算出待测电源内电阻为
12.(9分)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
，内阻约
；电压表
的量程为
，内阻约
；
为小量程电流表；电源电动势约
，内阻较小。下列电路中正确的是______
A.B.C.D.
13.(4分)在用图所示的电路测量电池电动势和内阻的实验中，若有两只电压表
和
量程相同，内阻
；两只电流表
、
量程相同，内阻
，在该实验中，为了使
、
的测量精确些，选择的电表可以是______
A.
和
B.
和
C.
和
D.
和
14.(4分)如图是根据某次实验记录数据画出的
图象，下列关于这个图象的说法中正确的是______
A.纵轴截距表示电源的电动势，即
B.横轴截距表示短路电流，即
C.根据
，计算出待测电源内阻为
D.根据
，计算出待测电源内阻为
15.(5小题共10分)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)(2分)图
是实验所用电路图。请根据图
的电路图，将图
中的实物图补充完整。
(2)(4分)现有电流表（）、开关和导线若干，以及以下器材：
A.电压表（）B.电压表（）C.滑动变阻器（）D.滑动变阻器（）
实验中电压表应选用______，滑动变阻器应选用______。（选填字母）
(3)(2分)实验中，某同学记录的
组数据如下表所示，其中
组数据的对应点已经标在图
的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出
图线。
(4)(4分)根据图
中所画图线可得出干电池的电动势
______
，内电阻
______
。（小数点后均保留两位数字）
(5)(4分)若实验室中不能提供合适的电压表，只能提供一个电流表，一个电阻箱，开关和导线若干，来测量一节干电池的电动势和内阻。请你设计实验，将实验电路图画在虚线框中，并说明需要记录哪些数据和数据处理的方法。
需记录的数据：______。
数据处理的方法：______。
16.(3小题共10分)在测量干电池电动势
和内阻
的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路，
为单刀双掷开关，定值电阻
。合上开关
，
接图甲中的
位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；
改接图甲中的
位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数
和对应的电流表示数
的图象，如图乙所示，两直线与纵轴的截距分别为
、
，与横轴的截距分别为
、
。
(1)(4分)
接
位置时，作出的
图线是图乙中的______（选填“”或“”）线；测出的电池电动势
和内阻
存在系统误差，原因是______。
(2)(4分)由图乙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为
______，
______。
(3)(2分)根据图线求出电流表内阻
______。
17.(3小题共6分)在“用
测电源的电动势和内阻”的实验中，将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、开关及若干导线连接成如图甲所示的电路，定值电阻
约为
。
(1)(2分)图甲所示的电路中有一处连接错误，连接错误的导线是______（填写导线的字母代号）。
(2)(2分)现有两种规格的滑动变阻器：（A），；（B），。实验中应选用______（填写变阻器前的字母）。
(3)(2分)某同学按照图乙所示的电路进行连接，误将电压传感器的正负极接反，但他尚未发现，继续后面的操作。将变阻器的滑动头
移到左端，闭合开关，对电压传感器和电流传感器进行调零。将滑动头
逐渐向右侧移动，测出相应的电压、电流，由电脑绘出的伏安特性曲线应为______
18.(3小题共10分)在测量电源的电动势和内阻的实验中，实验室提供的器材如下：
A.待测电源（电动势约为
、内阻约为
）
B.电压表
（，内阻约为
）
C.电流表
（）
D.电阻箱
（）
E.滑动变阻器（）
F.滑动变阻器（）
G.开关、导线若干
(1)(4分)采用图甲所示电路测量电压表的内阻
。调节电阻箱
，使电压表指针满偏，此时电阻箱示数为
；再调节电阻箱
，使电压表指针指在满刻度的一半处，此时电阻箱示数为
，忽略电源的内阻。
(A1)(2分)电压表内阻
______；
(A2)(2分)关于上述实验，下列说法中正确的有______；
A.实验中电源可使用待测电源
B.闭合开关
前，应将电阻箱阻值调到最小
C.调节电压表满偏时，电阻箱的阻值是逐渐增大的
D.实验中忽略了电源的内阻，会使测量值偏大
(2)(2分)若测得电压表内阻
，与之串联
______
的电阻，将电压表的量程变为
；
(3)(4分)为测量电源的电动势和内阻，请用笔画线代替导线，将图乙电路连接完整。实验中，滑动变阻器应选择______（选填“E”或“F”），并指出产生实验误差的一个原因（写出一点）：______。
19.(4小题共10分)某小组的同学在做“测量一节干电池的电动势和内阻”的实验，被测电池的电动势约为
，内阻约为
。他们利用图
的电路进行测量，已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用：
电流表
：量程
，内阻约
电流表
：量程
，内阻约
电压表
：量程
，内阻约
滑动变阻器
：，额定电流
(1)(2分)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用______（填写仪器的字母代号）。
(2)(4分)正确连接电路并测量后，该组同学根据所获得的
组实验数据，在坐标纸上绘制的反映路端电压随电流变化的
图线，请据此图线判断被测干电池的电动势
______
，内阻
______
。（结果保留到小数点后两位）
(3)(2分)由于电表内阻的影响，电压表和电流表的测量值可能与“电池两端电压”和“流过电池的电流”存在一定的偏差。下列分析正确的是______。
A.电压表测量值偏大
B.电压表量值测偏小
C.电流表测量值偏大
D.电流表测量值偏小
(4)(2分)另一小组的同学认为：利用题中给器材，改用图
所示的电路也可以测量该电池的电动势和内阻，请你对他们的方案进行评价。
20.(3小题共10分)某实验小组准备测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)(4分)如图所示电路中的虚线是该小组同学正准备接入的最后一根导线。请指出图中在器材操作上存在的两个错误之处：______；______。
(2)(4分)根据实验测得的多组“电阻箱阻值
和对应电流表示数
”数据，作出
关系图象，如图所示。由图象可得出该干电池的电动势为______
；内阻为______
。（保留两位小数）
(3)(2分)该小组同学继续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，最不可取的一组器材是______。
（A）一个伏特表和一个电阻箱
（B）一个安培表和一个电阻箱
（C）一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器
（D）一个安培表、一个伏特表和两个定值电阻
21.(3小题共8分)在测定电池组的电动势（其值不超过
）和内阻的实验中，用电压传感器测量端电压、电流传感器测量总电流，如图
所示。
(1)(2分)请完成实验器材实物连接图。
(2)(2分)滑动变阻器处于最大电阻时闭合电键，滑片开始移动到靠近中央的过程中，电压传感器读数从
变化到
，变化很小。由此现象可判断______
（）电动势为
（）滑动变阻器最大阻值比电源内阻大得多
（）电流传感器读数变化量一定也很小
（）若滑片继续移动减小电阻，减小量仍不会超过
(3)(4分)某同学尝试用图
所示电路图进行实验，用电压传感器测量端电压
、电流传感器测滑动变阻器左端的电流
，得到
图象如图
所示。由此可求得电源电动势
______
，内阻
______
。
参考答案
1.【能力值】无
【知识点】实验：测电源电动势和内阻
【详解】测电源电动势和内电阻有三种方法：一是用电流表和电压表来测量；二是用一只电压表来测量；三是用一只电流表来测量。当不考虑电流表内阻
的影响时，由闭合电路欧姆定律，得
，，解得
。当考虑
影响时，由闭合电路欧姆定律，得
，。解得
，。比较两组结果知：，。
【答案】C
2.【能力值】无
【知识点】实验：测电源电动势和内阻
【详解】电流表的内阻与电源的内阻差不多，采用电流表外接法（B图）测的实际上是电源内阻和电流表内阻之和，误差较大，故不能选B图；D图错误，C图无法测出，故应选A图。
【答案】A
3.【能力值】实验能力/观察、实验能力
【知识点】实验：测电源电动势和内阻
【详解】选项A中可以根据两组测量数据算出一组
、
值，但不能减小偶然误差；选项B中可行，但不符合题目中“直观、简便”的要求；选项D的做法是错误的。故符合要求的是选项C。
【答案】C
4.【能力值】无
【知识点】实验：测电源电动势和内阻
【详解】图象与纵坐标轴的交点对应的电流值为
，此时为开路状态，截距即为电源电动势
，选项A对；但图象与横坐标轴的交点对应的路端电压
，所以
不是短路电流，选项B错；，选项C对；当
时，由部分电路欧姆定律得
，选项D对。
【答案】B
5.【能力值】无
【知识点】实验：测电源电动势和内阻
【详解】电压表测的是外电路两端的电压，不等于电动势；测量的偶然误差很大；画出
图象，这七组数据对应的点不一定都在一条直线上，作
图象时，舍去误差较大的点，故由图象法求
、
可减小偶然误差。
【答案】C
6.【能力值】无
【知识点】实验：测电源电动势和内阻
【详解】该实验为使电压表示数变化比较明显，应选用内阻较大的）旧干电池作为电源，A项对；应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表，以减小测量原理不完善带来的误差，B项错。故选B。
【答案】B
7.【能力值】推理能力/应用能力
【知识点】实验：测电源电动势和内阻
【详解】图甲中可用
、
求得电源的电动势和内阻，图乙中可用
、
求得电源的电动势和内阻，而图丙中可用
、
求得电源的电动势和内阻，故三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内阻，故D正确。
【答案】D
8.【能力值】无
【知识点】实验：测电源电动势和内阻
【详解】A中只测两组数据求出
、
，偶然误差较大；B中计算
、
平均值虽然能减小误差，但太繁琐；D中分别求
、
的平均值是错误的做法。
【答案】C
9.【能力值】推理能力/应用能力
【知识点】实验：测电源电动势和内阻
【详解】本题的实验中，电压表与电源并联，实验测得的是二者并联后的电动势和内阻。由于电压表内阻不可能是无限大，外电路断路时电压表两端电压略小于电动势，则
，并联后总电阻小于电池内阻，即
。
【答案】A
10.【能力值】无
【知识点】实验：测电源电动势和内阻
【详解】略
【答案】C
11.【能力值】无
【知识点】实验：测电源电动势和内阻
【详解】由闭合电路欧姆定律可知：；
由数学知识可知，纵轴截距为电源的电动势，故电动势为
；故A正确；
图象的斜率表示电源的内阻，即
，故D正确，C错误；
当外电路电阻
时，外电路短路，短路电流为
，故B错误。
【答案】A,D
12.【能力值】无
【知识点】实验：伏安法测电阻、实验：半偏法测电阻、实验：测电源电动势和内阻、实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
【详解】伏安法测电阻要求连接电流表时采用“大内小外”的原则以保证实验精度，且一般采用测量三次计算平均值的方法，所以滑动变阻器用限流法即可，A对。
电源内阻仅
，较小，B对。
描绘灯泡伏安特性曲线要求电压从
开始且有足够多的数据，滑动变阻器连成分压式，C
错。
半偏法测电阻电路，要求与表头并联的电阻能够精确读数，D错。
【答案】A,B
13.【能力值】推理能力/应用能力
【知识点】实验：测电源电动势和内阻
【详解】本题实验中电压表与电池并联，测量的结果应是二者并联后的电动势和内阻，为减少电压表的影响，应选内阻大的电压表。外电路中电流表与电阻串联，实验中不要求知道电阻的阻值，将电流表和电阻合二为一即可，电流表测的就是它们的真实电流，因此对电流表内阻要求不太严格。
【答案】A,D
14.【能力值】推理能力/应用能力
【知识点】实验：测电源电动势和内阻
【详解】在
图象中，纵轴截距对应的电流为零，即断路时的电压，在数值上等于电源电动势，A正确；本题图中横轴截距对应的路端电压为
，此时电路没有短路，计算内阻时只能利用公式
，而不能用
，D正确。
【答案】A,D
15.【能力值】实验能力/观察、实验能力
【知识点】(1)实验：测电源电动势和内阻、实物图电路图的连接
(2)原理设计与器材选择
(3)数据处理
(4)数据处理
(5)原理设计与器材选择
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
(4)略
(5)略
【答案】(1)如答图
。
(2)B；C
(3)如答图
。
(4)；
(5)实验电路图如答图
。
需要记录的数据有：电流表的示数和电阻箱的示数。
数据处理：
方法
．测出电流表和电阻箱对应的两组数据，根据闭合电路欧姆定律写出两个方程，联立求出一组解；多测几组数据，求多组解取平均值。
方法
．测出电流表和电阻箱对应的多组数据，电流表和电阻箱的读数分别用
、
表示，画出
（或
）图象，是一条倾斜直线，根据截距和斜率的大小求解。
16.【能力值】实验能力/观察、实验能力
【知识点】(1)误差分析
(2)数据处理
(3)数据处理
【详解】(1)当
接
位置时，可把电压表、定值电阻
与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律可知
，电动势和内阻的测量值均小于真实值，所以作出的
图线应是
线；
测出的电池电动势
和内阻
存在系统误差，原因是电压表的分流。
(2)当
接
位置时，可把电流表、定值电阻
与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律
可知电动势测量值等于真实值，
图线应是
线，即有
，
由于
接
位置时，
图线的
线对应的短路电流为
，
所以
，
解得
。
(3)对
线，根据闭合电路欧姆定律可得对应的短路电流为
，解得电流表内阻为
。
【答案】(1)；电流表的示数偏小
(2)；
(3)
17.【能力值】实验能力/观察、实验能力
【知识点】(1)原理设计与器材选择
(2)原理设计与器材选择
(3)原理设计与器材选择
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
【答案】(1)
(2)B
(3)B
18.【能力值】实验能力/观察、实验能力
【知识点】(1)原理设计与器材选择
A(1)设总电压为
，则由串并联电路的规律可知：，
解得：。
A(2)A.由于要测量电源的电动势和内电阻，故应选用待测电源；故A正确；
B.由于采用限流接法，故闭合开关前，应将电阻箱阻值调到最大；故B错误；
C.为了保证实验安全，调节电压表满偏时，电阻箱的阻值是逐渐减小的；故C错误；
D.由于内阻的影响；当电压表半偏时，电路电流变小，路端电压变大，电压表半偏时的电压表大于电压表满偏时电压的一半，电压表实际电压偏大，电压表内阻的测量值大于真实值。
故D正确；故选：AD。
(2)原理设计与器材选择
(3)实物图电路图的连接
【详解】(1)略
A(1)设总电压为
，则由串并联电路的规律可知：，
解得：。
A(2)A.由于要测量电源的电动势和内电阻，故应选用待测电源；故A正确；
B.由于采用限流接法，故闭合开关前，应将电阻箱阻值调到最大；故B错误；
C.为了保证实验安全，调节电压表满偏时，电阻箱的阻值是逐渐减小的；故C错误；
D.由于内阻的影响；当电压表半偏时，电路电流变小，路端电压变大，电压表半偏时的电压表大于电压表满偏时电压的一半，电压表实际电压偏大，电压表内阻的测量值大于真实值。
故D正确；故选：AD。
(2)根据改装原理可知，，解得：。
(3)根据原理图可得出对应的实物图；由于电源内阻较小，为了便于控制滑动变阻器应选择E；由图可知，电路中采用相对电源的电流表外接法，故由于电压表的分流使电流表示数偏小，从而产生误差。
【答案】(1)略
A(1)
A(2)AD
(2)
(3)；E；电压表分流
19.【能力值】实验能力/观察、实验能力
【知识点】(1)原理设计与器材选择
(2)数据处理
(3)误差分析
(4)原理设计与器材选择
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
(4)略
【答案】(1)
(2)；
(3)D
(4)方案不合理。由于一节干电池的内阻较小，电流表的内阻与其相比不可忽略，电流表的分压与电源内阻承担的电压比较接近，所以此实验方案不合理。
20.【能力值】实验能力/观察、实验能力
【知识点】(1)原理设计与器材选择
(2)数据处理
(3)原理设计与器材选择
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
【答案】(1)电键未断开；电阻箱阻值为零
(2)；
(3)D
21.【能力值】实验能力/观察、实验能力
【知识点】(1)实物图电路图的连接
(2)数据处理
(3)数据处理
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
【答案】(1)如图
(2)
(3)；