6.4 学生实验：测量电源电动势和内阻 同步作业 -2025-2026学年高二上学期（中职）物理高教版(2021)化工农医类

第四节 学生实验：测量电源电动势和内阻 同步作业 一、选择题（共10小题，每小题3分，共30分） 1. 测量电源电动势和内阻的实验，核心依据的物理规律是（ ） A. 电阻定律 B. 部分电路欧姆定律 C. 全电路欧姆定律 D. 液体压强规律 2. 下列器材中，不属于测量电源电动势和内阻实验必需的是（ ） A. 电源 B. 电流表 C. 电压表 D. 多用表（仅测电阻挡） 3. 化工生产中，测量直流电源的电动势和内阻时，电流表应（ ） A. 并联在电源两端 B. 串联在电路中 C. 与滑动变阻器并联 D. 任意连接 4. 农医领域中，测量医用直流电源（如输液泵电源）的内阻时，滑动变阻器的作用是（ ） A. 保护电路 B. 改变电路中的电流和路端电压 C. 测量电源电动势 D. 直接测量内阻 5. 测量电源电动势和内阻的实验中，若电压表量程选择过小，会导致（ ） A. 指针偏转角过大，损坏仪表 B. 指针偏转角过小，读数误差大 C. 无法测量 D. 测量结果偏小 6. 关于实验原理，下列说法正确的是（ ） A. 由全电路欧姆定律E=U+Ir，可变形为U=E-Ir B. 电源电动势E与外电路电阻无关 C. 电源内阻r是固定不变的，与温度无关 D. 路端电压U始终等于电源电动势E 7. 实验中，多次改变滑动变阻器的阻值，测量对应的电流I和路端电压U，目的是（ ） A. 减小实验误差 B. 验证电阻定律 C. 测量滑动变阻器的阻值 D. 使电路中的电流更大 8. 农医实验中，测量一节干电池（电动势约1.5V，内阻约1Ω）的内阻时，电流表应选择的量程是（ ） A. 0~0.6A B. 0~3A C. 0~15A D. 任意量程均可 9. （提升题）某实验小组测量电源电动势和内阻，得到多组I、U数据，根据U-I图像求电动势E，应读取（ ） A. 图像与I轴的交点坐标 B. 图像与U轴的交点坐标 C. 图像的斜率 D. 图像上任意一点的坐标 10. （提升题）化工检测中，测量某直流电源的电动势和内阻时，若电流表有内阻，会导致测量值与真实值相比（ ） A. 电动势E偏大，内阻r偏大 B. 电动势E偏小，内阻r偏小 C. 电动势E不变，内阻r偏大 D. 电动势E不变，内阻r偏小 二、填空题（共5小题，每空2分，共20分） 11. 测量电源电动势和内阻的实验原理是________，其表达式为________，其中E表示________，r表示________。 12. 实验中，需要测量的物理量是________和________，通过改变________的阻值，获得多组测量数据。 13. 化工生产中，测量大型直流电源的内阻时，为了保护电路，在闭合开关前，应将滑动变阻器的阻值调节至________。 14. 农医领域中，医用电源的内阻越________，供电稳定性越好，能有效避免仪器工作时电压波动过大。 15. （提升题）某实验小组测量干电池的电动势和内阻，得到两组数据：当I₁=0.2A时，U₁=1.3V；当I₂=0.4A时，U₂=1.1V，则该干电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。 三、判断题（共5小题，每小题2分，共10分，对的打“√”，错的打“×”） 16. 测量电源电动势和内阻时，电源的内阻越小，测量结果越准确。（ ） 17. 实验中，电流表必须串联在电路中，电压表必须并联在电源两端。（ ） 18. 化工检测中，测量电源内阻时，若滑动变阻器接触不良，会导致测量数据波动较大。（ ） 19. 电源的电动势等于外电路开路时的路端电压，因此测量开路电压即可得到电动势，无需测量电流。（ ） 20.（提升题）实验中，多次测量并绘制U-I图像，图像的斜率绝对值等于电源的内阻r。（ ） 四、简答题（共2小题，每小题10分，共20分） 21. 简述测量电源电动势和内阻的完整实验步骤（包括器材连接、操作、数据测量等），并说明操作中的注意事项。 22. （提升题）结合化工农医类专业场景，说明测量电源电动势和内阻的实际意义，并简要分析实验中产生误差的主要原因（至少2点）。 参考答案 一、选择题（每小题3分，共30分） 1. C 解析：测量电源电动势和内阻的核心依据是全电路欧姆定律E=U+Ir，C正确，A、B、D错误。 2. D 解析：实验必需器材有电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线；多用表仅用电阻挡无法完成实验，D正确。 3. B 解析：电流表测量电路中的电流，必须串联在电路中，并联会导致短路，B正确，A、C、D错误。 4. B 解析：滑动变阻器通过改变自身阻值，改变电路总电阻，进而改变电路中的电流和路端电压，获得多组测量数据，B正确，A、C、D错误。 5. A 解析：电压表量程过小，被测路端电压（接近电源电动势）会大于量程，导致指针偏转角过大，损坏仪表，A正确，B、C、D错误。 6. A 解析：由全电路欧姆定律E=U+Ir，可变形为U=E-Ir，A正确；电源电动势E由电源本身决定，与外电路无关，B正确（注：本题为单选，A为核心原理正确表述）；电源内阻r受温度影响，C错误；路端电压U=E-Ir，小于电动势，D错误。 7. A 解析：多次改变滑动变阻器阻值，测量多组I、U数据，目的是减小偶然误差，提高测量精度，A正确，B、C、D错误。 8. A 解析：干电池内阻约1Ω，电动势1.5V，最大电流I=E/r=1.5A，但实际测量时电流不会过大，选择0~0.6A量程，读数更精确，A正确，B、C、D错误。 9. B 解析：U-I图像中，纵轴（U轴）交点坐标表示电流为0时的路端电压，此时U=E，因此读取图像与U轴的交点坐标即为电动势E，B正确，A、C、D错误。 10. C 解析：电流表有内阻时，测量的内阻为电源内阻与电流表内阻之和，因此内阻测量值偏大；电动势测量值不受电流表内阻影响，保持不变，C正确，A、B、D错误。 二、填空题（每空2分，共20分） 11. 全电路欧姆定律；E=U+Ir；电源电动势；电源内阻 12. 电路中的电流I；路端电压U；滑动变阻器 13. 最大值 14. 小 15. 1.5；1 解析：由E=U₁+I₁r和E=U₂+I₂r，联立方程组：1.3=E-0.2r，1.1=E-0.4r，解得E=1.5V，r=1Ω。 三、判断题（每小题2分，共10分） 16. × 解析：测量结果的准确性与实验操作、仪器精度有关，与电源内阻大小无关，内阻过小或过大均不影响测量准确性。 17. √ 解析：电流表串联测电流，电压表并联在电源两端测路端电压，是实验的规范操作，正确。 18. √ 解析：滑动变阻器接触不良，会导致电路总电阻不稳定，电流和电压测量数据波动较大，正确。 19. × 解析：测量开路电压可得到电动势，但测量内阻仍需测量电流和对应的路端电压，仅测开路电压无法得到内阻。 20. √ 解析：U-I图像的表达式为U=E-Ir，斜率绝对值为内阻r，正确。 四、简答题（每小题10分，共20分） 21. 完整步骤：① 按实验原理图连接器材，电流表串联在电路中，电压表并联在电源两端，滑动变阻器串联在电路中，开关断开；② 闭合开关前，将滑动变阻器的阻值调节至最大值，保护电路；③ 闭合开关，调节滑动变阻器，改变其阻值，记录一组电流I和对应的路端电压U；④ 重复步骤③，改变滑动变阻器阻值，测量5~6组不同的I、U数据；⑤ 测量完毕，断开开关，整理器材，处理实验数据（计算或绘制U-I图像），得出电源电动势E和内阻r。（6分） 注意事项：① 器材连接要规范，电流表“正进负出”，电压表“正进负出”，避免接反；② 闭合开关前，滑动变阻器阻值必须调至最大，防止电流过大损坏仪器；③ 测量数据时，待指针稳定后再读数，读数时视线与表盘指针垂直；④ 多次测量，减小实验误差。（4分） 22. 实际意义：① 化工领域：测量化工直流供电电源的电动势和内阻，可判断电源是否能满足电解槽、反应釜等设备的供电需求，避免因电动势不足或内阻过大导致设备无法正常工作，同时可优化电源使用，减少电能损耗；（3分）② 农医领域：测量医用直流仪器（如输液泵、监护仪）的电源电动势和内阻，可判断电源的供电稳定性，确保仪器工作时电压稳定，避免因电压波动影响治疗效果。（2分） 误差原因：① 仪器误差：电流表、电压表本身有精度误差，导致测量的I、U数据不准确；② 操作误差：滑动变阻器接触不良、读数时视线不垂直表盘，导致数据测量存在偏差；③ 系统误差：电流表有内阻，电压表有分流作用，导致测量值与真实值存在偏差。（5分，答出2点即可，合理即可） 学科网（北京）股份有限公司 $