12.3电池电动势和内阻的测量 同步检测Word版含答案— 2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册

(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
12.3电池电动势和内阻的测量
一、单选题
1.磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程．已知某一表头G
，
内阻Rg＝30
Ω，满偏电流Ig＝5
mA，要将它改装为量程为0～3
A的电流表，所做的操作是(?
)
A.?串联一个570
Ω的电阻????????????????????????????????????????B.?并联一个570
Ω的电阻
C.?串联一个0.05
Ω的电阻???????????????????????????????????????D.?并联一个0.05
Ω的电阻
2.三个阻值相同的电阻，它们的额定电压均为8
V，现将两个电阻并联后再与第三个电阻串联，这个电路允许的总电压的最大值为(?
)
A.?8
V?????????????????????????????????????B.?10
V?????????????????????????????????????C.?12
V?????????????????????????????????????D.?16
V
3.一电压表由电流表G和电阻R串联而成，如图所示．若在使用过程中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可以改进(?
)
A.?在R上串联一比R大得多的电阻????????????????????????????B.?在R上串联一比R小得多的电阻
C.?在R上并联一比R小得多的电阻????????????????????????????D.?在R上并联一比R大得多的电阻
4.三个电阻的阻值之比为R1∶R2∶R3＝1∶2∶5，并联后接入电路，则通过三个支路电流的比值为(?
)
A.?1∶2∶5????????????????????????????B.?5∶2∶1????????????????????????????C.?10∶5∶2????????????????????????????D.?2∶5∶10
5.如图所示，电源内阻不计，已知R1＝2
kΩ，R2＝3
kΩ，现用一个内阻为6
kΩ的电压表并联在R2的两端，电压表的读数为6
V．若把它接在a、b两点间，电压表的读数为(?
)
?
A.?18
V?????????????????????????????????????B.?12
V?????????????????????????????????????C.?8
V?????????????????????????????????????D.?6
V
6.两只完全相同的灵敏电流计改装成量程不同的电压表V1、V2
，
若将两表串联后去测某一线路的电压，则两只表(?
)
A.?读数相同????????B.?指针偏转的角度不同???????C.?量程大的电压表读数大????????D.?量程大的电压表读数小
7.处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值（?
）
A.?与粒子电荷量成正比??????B.?与粒子速率成正比??????C.?与粒子质量成正比??????D.?与磁感应强度成正比
8.下面关于电源的电动势的叙述中，正确的是（?????
）
A.?电源的电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量
B.?电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压
C.?同一电源接入不同电路，电动势就会发生变化
D.?在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压变大，电源的电动势也变大
9.如图所示为某电源的伏安特性曲线，则下列结论正确的是（???
）
A.?电源的电动势为6.0V???????????????????????????????????????????B.?电源的内阻为
C.?电流为0.2A时的外电阻是
????????????????????????D.?电源的短路电流为0.5A
10.如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线。将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么（??
）
A.?电源a的电动势较大，内阻较小
B.?R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低
C.?R接到a电源上时电源的发热功率较大，电源效率也较高
D.?R接到b电源上时电阻的输出功率较大，电源效率也较高
11.如图，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为标识不清的小灯泡L1的U-I图线，将L1与该电源组成闭合电路时，L1恰好能正常发光．另有一相同材料制成的灯泡L2
，
标有“6V，22W”，下列说法中正确的是（?
）
A.?电源的内阻为3.125Ω?????????????????????????????????????????
B.?把灯泡L1换成L2
，
L2可能正常发光
C.?把灯泡L1换成L2
，
电源的输出功率可能相等??????D.?把灯泡L1换成L2
，
电源的输出功率一定变小
12.小张买了一只袖珍小电筒，用的是两节小的干电池。他取出电筒中的小灯泡，看到上面标有“2.2V，0.25A”字样。小张认为产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光。已知每节干电池的电动势为1.5V，由此，他推算出了产品设计者设定的每节干电池的内阻为（
??）
A.?1.6Ω????????????????????????????????????B.?3.2Ω????????????????????????????????????C.?4.2Ω????????????????????????????????????D.?8.8Ω
13.某同学用如图甲所示的电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验，并根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图象，待测电源的电动势E，内电阻r?
(??
)
A.?0.40V??
1Ω??????????????????????B.?0.40V??
3.5Ω??????????????????????C.?1.40V??
1Ω??????????????????????D.?1.40V??
3.5Ω
14.把纯电阻A“10V，2.0W”接到某一电动势和内阻不变的电源上，电阻A实际消耗的功率是2.0W；换上另一个“10V，5.0W”的纯电阻B接到这一电源上，若电阻B实际消耗的功率要小于2.0W，则该电源的电动势和内阻应满足的条件是（设电阻不随温度改变）（??
）
A.?E＞（10+2
）V?????????????B.?E＞（5+2
）V?????????????C.?r＞10
Ω?????????????D.?r＞5
Ω
15.如图所示，已知R1=R2=R3=1Ω，当开关S闭合后，电压表的读数为1V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8V，则电池的电动势等于（??
）
A.?1V???????????????????????????????????????B.?1.2V???????????????????????????????????????C.?2V???????????????????????????????????????D.?4V
16.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线．若A、B对应的横坐标为2A，那么线段AB表示的功率及I=2A对应的外电阻是（??
）
A.?2W，0.5Ω??????????????????????????B.?4W，2Ω??????????????????????????C.?2W，1Ω??????????????????????????D.?6W，2Ω
二、解答题
17.如图所示，定值电阻R1=9Ω，R2=7Ω.当开关S接到位置1时，电压表V的示数为3.6V；当开关S接到位置2时，电压表V的示数为3.5V，求电源电动势和内阻。
18.在世界光伏市场的强力拉动下，中国太阳能电池制造业通过引进、消化、吸收和创新，获得了长足的发展，现测得一太阳能电池板开路时的路端电压为800mV．若将此电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一个闭合电路，则它的路端电压降为400mV．求太阳能电池板的电动势E和内阻r．
19.如图所示为用伏安法测定一个定值电阻的阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：
①?
待测电阻Rx(约100
Ω)
②?
直流毫安表(量程0～20
mA，内阻50
Ω)
③?
直流电压表(量程0～3
V，内阻5
kΩ)
④?
直流电源(输出电压6
V，内阻不计)
⑤?
滑动变阻器(阻值范围0～15
Ω，允许最大电流1
A)
⑥?
开关1个，导线若干
根据器材规格及实验要求，画出实验原理图，并在本题的实物图上连线．
答案解析
一、单选题
1.【答案】
D
【解析】由表头要改装电流表需并联一个分流电阻，设其阻值为R；
所以IgRg＝(I－Ig)R
，
所以
。所以D正确。
故选D
【分析】由表头要改装电流表，满足IgRg＝(I－Ig)R。
2.【答案】
C
【解析】由
可知两个阻值相同的电阻并联后的等效电阻阻值等于第三个电阻阻值的二分之一；串联电路电压的分配规律
可知，并联部分两端电压等于第三个电阻两端电压的二分之一，当第三个电阻两端电压达到额定电压值8
V时，并联部分两端电压等于4
V，因此这个电路允许的总电压的最大值
12
V，所以
C正确。
故选C
【分析】串联电路中电阻分电压，
。
3.【答案】
D
【解析】在使用过程中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，说明与电流表G串联的分压电阻阻值稍偏大；
根据并联电路的特点可知，两电阻并联时，并联电阻阻值比较接近阻值较小的电阻阻值，因此，为使得该电压表的读数准确，应在R上并联一个比R大得多的电阻，故D正确。
故选D
【分析】电阻并联时，并联电阻阻值比较接近阻值较小的电阻阻值。
4.【答案】
C
【解析】.三个电阻并联，电压相等，设为U；
由欧姆定律
得，
I1∶I2∶I3＝
故选C
【分析】并联部分两端电压相等，利用欧姆定律
可求出电流比值。
5.【答案】
B
【解析】电压表并联在R2两端时，并联部分的电阻为
,根据串联电路的分压特点可知，电源电动势为
；电压表并联在a、b两端时，测量的是电源的电动势，所以其示数为12
V.
故选B
【分析】电压表并联电源两端时，测量的是电源的电动势。
6.【答案】
C
【解析】电流表改装成电压表后，量程大的内阻大，两改装后的电压表串联在一起去测电压，每个表两端的电压与其内阻成正比，所以量程大的电压表读数大，A、D错误，C正确；
两电压表串联，流过两电压表的电流相等，即流过电压表内部的表头的电流相等，所以指针偏转的角度相同，B错误。
故选C
【分析】本题考查电表的改装，利用串并联规律分析求解。
7.【答案】
D
【解析】设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T
，
半径为r
，
则
由
，得
，
，环形电流
，所以I与q的平方成正比，与v无关；与B成正比，与m成反比。
【分析】利用带电粒子在匀强磁场中的运动求出带电粒子运动周期，即电荷通过横截面积的时间，利用
可计算等效电流。
8.【答案】
A
【解析】【分析】A、电源的电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量；正确
B、接在电源两极间的电压表测得的电压是路端电压，小于电源电动势；错误
C、同一电源接入不同电路，电动势不会发生变化；错误
D、在闭合电路中，当外电阻变大时，电源的电动势也变不变；错误
故选A
【点评】容易题。电源的电动势由电源本身的性质确定，与外电路无关。
9.【答案】
A
【解析】A.由电源的伏安特性曲线可知，电源的电动势为6.0V，A符合题意．
B.电源的内阻
，B不符合题意．
C.依据闭合电路欧姆定律
可知，当电流为0.2A时，路端电压为5.68V，则由欧姆定律可知外电阻
，C不符合题意．
D.图象与横坐标的交点电压为5.2V，这时对应的电流为0.5A，这不是短路电流，D选项不符合题意．
故答案为：A
【分析】利用闭合电路的欧姆定律结合图像斜率和截距可以求出电动势和内阻的大小；；利用闭合电路的都没定律可以求出外电阻的大小；由于图像的横坐标其路端电压不等于0所以对应的不是短路电流。
10.【答案】
B
【解析】电源的效率
由闭合电路欧姆定律
可知，b电源的内阻r较小，R接到b电源上，电源的效率较高，则R接到a电源上，电源的效率较低；当电阻R与电源组成闭合电路时，电阻R的
图线与电源的
图像的交点表示电阻的工作状态，焦点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，电源的输出功率
由图像看出，R接到a电源上，电压与电流的乘积较大，电源的输出功率较大；由图知，R接到a电源上时，电流大，则电阻的发热功率较大，但电源的效率较低，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】考查电源路端电压和总电流的函数关系和数学图象，
，
所以图象截距是电动势，斜率是内阻。电源的输出功率和效率的计算，输出功率即交点横纵坐标的矩形面积，所以A的输出功率大，效率等于外阻/总电阻，所以A效率低。
11.【答案】
C
【解析】根据U-I图象可得：电源的电动势为E=4V，图线A的斜率大小表示电源的内阻，则
，A不符合题意；灯泡与电源连接时，A、B两图线的交点表示灯泡的工作状态，可知其电压U=6V，I=1.6A，则灯泡L1的额定电压为6V，功率为：P=UI=9.6W，把灯泡L1换成“6V，22W”的灯泡L2
，
不能正常发光，根据功率公式：
可知：灯泡L2的正常工作时的电阻为：
，可得灯泡L1的电阻为:
，则知正常发光时灯泡L2的电阻更接近电源的内阻，但此时灯泡并没有达到正常发光，而此时L2的电阻是不确定的；电源的输出功率可能变大，可能相等，也有可能变小，BD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C
【分析】利用图像斜率可以求出电源的内阻大小；利用功率的比较可以判别L2能否正常发光；由于L2的电阻不确定所以可能电源的输出功率相等。
12.【答案】
A
【解析】小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光则电路中的电流为
,路端电压为
，则每一节干电池的内阻为：
故答案为：A
【分析】利用小灯泡发光的电流求解电池内阻分得的电压，再利用欧姆定律求解电池的内阻。
13.【答案】
C
【解析】在U-I图像中，图像与纵轴的交点表示电源的电动势，斜率表示内阻．由图可知测得的电池的电动势为1.40V，内阻
C符合题意。
故答案为：C
【分析】对于U-I图像，图像的斜率为电源内阻，电流为零时的电压为电动势，结合图像求解即可。
14.【答案】
A
【解析】解：设电源电动势为E，内电阻r，
RA=
Ω=50Ω
RB=
Ω=20Ω
所以当B连入时，用电器两端的电压将小于10V，它消耗的实际功率将小于5.0W，有可能小于2.0W，
但需要满足：
P1=（
）2RA=2W
P2=（
）2RB＜2W
可解得：r＞
Ω
E＞10+2
V，
满足上述条件时，B的实际功率小于2.0W．
故选：A
【分析】根据功率公式P=
求出两个灯泡的电阻．根据功率公式得到两个灯泡实际功率的表达式，代入数据计算可解得电源内阻和电动势的取值范围．
15.【答案】
C
【解析】解：当开关S闭合时，电阻R3与R2并联后与R1串联，外电路总电阻为：R=
R2+R1=1.5Ω
电路中干路电流为：I=
=
=1A
根据闭合电路欧姆定律得：E=I（R+r）=1.5+r…①
当K断开时，R1与R3串联，电路中干路电流为：I′=
=
A=0.8A
根据闭合电路欧姆定律得：E=I′（R′+r）=0.8×（2+r）…②
联立①②解得：E=2V，r=0.5Ω．
故选：C
【分析】当开关S闭合时，电阻R3与R2并联后与R1串联，当S断开时，R1与R3串联，电压表测量R1的电压．根据闭合电路欧姆定律对两种情况分别列式，联立即可求得电源的电动势E．
16.【答案】
A
【解析】解：电源的总功率P=EI，C点表示I=3A，P=9W，则电源的电动势E=3V．
由图看出，C点表示外电路短路，电源内部热功率等于电源的总功率，则有P=I2r，代入解得，r=1Ω，所以AB段表示的功率为PAB=EI′﹣I′2r=3×2﹣22×1（W）=2W．
根据闭合电路欧姆定律，有
，解得：R=
=0.5Ω
故选A．
【分析】此题考察闭合电路欧姆定律，找到C点为外电路电阻为零的情况，结合电功率的计算公式是本题的突破口.
二、解答题
17.【答案】
解：由电路图知，电压表测量路端电压，设电源的电动势为E，内阻为
．
由闭合电路欧姆定律可知：
当开关置1时，
当开关置于2时，
代入得：
，
联立解之得：
【解析】【分析】利用闭合电路的欧姆定律结合电流和电压大小可以求出电动势和内阻的大小。
18.【答案】解：电源没有接入外电路时，路端电压值等于电动势，则电动势E=800mV
???
由闭合电路欧姆定律得????
该电源与20Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流
??????????
I=
=
解得：r=20Ω?????
答：太阳能电池板的电动势800mV和内阻20Ω
【解析】【分析】由开路电路等于电源的电动势，求出电动势，再根据欧姆定律求出电源的内阻．
19.【答案】实验原理图如图所示：
根据电路图，实物图如图所示：
【解析】?【分析】先确定采用电流表内接电路还是外接电路；再确定滑动变阻器是采用限流式接法还是分压式接法，结合这两点画出电路图，根据电路图连接实物图。