5.4 学生实验：探究并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)机械建筑类

5.4 学生实验：探究并测量电源电动势和内阻 同步作业 一、选择题（共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一个正确选项） 1. 电源电动势的物理意义是（ ） A. 电源两端的电压 B. 电源把其他形式能转化为电能的本领 C. 电源内部的电压 D. 电路中的总电压 2. 关于电源内阻，下列说法正确的是（ ） A. 理想电源内阻为零 B. 内阻越大，电源性能越好 C. 内阻与外电路电阻有关 D. 内阻不会消耗电能 3. 本实验测量电源电动势和内阻的原理依据是（ ） A. 欧姆定律 B. 闭合电路欧姆定律 C. 焦耳定律 D. 法拉第电磁感应定律 4. 实验中不需要用到的实验器材是（ ） A. 电压表 B. 电流表 C. 滑动变阻器 D. 电磁打点计时器 5. 实验连接电路时，开关应处于（ ） A. 闭合状态 B. 断开状态 C. 短路状态 D. 任意状态 6. 滑动变阻器在实验中的作用是（ ） A. 改变电源电动势 B. 改变电路电阻，获取多组数据 C. 增大电源内阻 D. 减小实验误差 7. 实验中读取电压表和电流表示数时，正确的操作是（ ） A. 先读电压，后断开开关读电流 B. 开关闭合，同时快速读取两组数据 C. 长时间闭合开关再读数 D. 随意读取数据即可 8. 根据实验数据绘制U-I图像，图像与纵轴的交点表示（ ） A. 电源内阻 B. 电源电动势 C. 短路电流 D. 外电路电压 9. U-I图像的斜率绝对值表示（ ） A. 外电路电阻 B. 电源内阻 C. 电源电动势 D. 电路总电阻 10. 实验中造成误差的主要原因是（ ） A. 电压表的分流作用 B. 电流表的分压作用 C. 电源电动势不稳定 D. 滑动变阻器阻值过大 11. 机械建筑施工中，备用电源的内阻过大，会导致（ ） A. 输出电压稳定 B. 带负载能力下降 C. 电动势升高 D. 耗电量减小 12. 实验结束后，正确的操作顺序是（ ） A. 先断开开关，再拆除电路导线 B. 先拆导线，再断开开关 C. 直接拆除所有器材 D. 无需断开开关直接操作 二、填空题（共6小题，每空3分，共24分） 13. 闭合电路欧姆定律的公式为______，其中E为电源电动势，r为电源内阻。 14. 实验中，电压表测量______两端的电压，电流表测量电路中的______。 15. 为减小实验误差，实验中需要测量多组______和______的对应数据。 16. 电源电动势的单位是______，内阻的单位是______。 17. 绘制U-I图像时，横坐标为______，纵坐标为______。 18. 实验选用滑动变阻器时，应选择阻值______（选填“过大”“适中”或“过小”）的规格，方便调节。 三、简答题（共2小题，每小题10分，共20分） 19. 简述探究并测量电源电动势和内阻的实验步骤，说明关键操作要点。 20. 分析实验中U-I图像法处理数据的优点，以及如何减小实验误差。 四、综合应用题（共2小题，每小题10分，共20分） 21. （10分）某同学根据实验数据绘制U-I图像，图像与纵轴交点为3.0V，与横轴交点为1.5A，求该电源的电动势和内阻大小。 22. （10分）在机械建筑施工现场，备用直流电源带负载时输出电压偏低，结合本实验知识，分析可能的原因并给出解决措施。 参考答案 一、选择题答案 1.B 2.A 3.B 4.D 5.B 6.B 7.B 8.B 9.B 10.A 11.B 12.A 二、填空题答案 13. 14. 电源（外电路）；电流 15. 电压；电流 16. 伏特（V）；欧姆（Ω） 17. 电流（I）；电压（U） 18. 适中 三、简答题答案 19. 实验步骤：① 按照电路图连接实验器材，开关保持断开，滑动变阻器调至最大阻值处；② 闭合开关，调节滑动变阻器，读取并记录一组电压表和电流表示数；③ 多次调节滑动变阻器，获取多组不同的电压、电流数据；④ 断开开关，整理实验器材；⑤ 绘制U-I图像，利用图像求解电源电动势和内阻。关键要点：连接电路时避免短路，滑动变阻器初始阻值调至最大，读数时快速准确，多次测量减小误差。 20. 优点：U-I图像法直观形象，能有效减小偶然误差，便于发现异常数据；图像法可避开个别错误数据，整体拟合更精准。减小误差的措施：① 多次测量获取多组数据，舍弃偏离较大的异常值；② 选用内阻较大的电压表，减小电压表分流带来的系统误差；③ 滑动变阻器调节范围适中，使数据分布均匀；④ 绘制图像时规范描点，用平滑直线拟合数据点。 四、综合应用题答案 21. 解：根据U-I图像物理意义，图像与纵轴交点为电源电动势，故；图像斜率绝对值为内阻，短路电流，由得。答：电动势为3.0V，内阻为2Ω。 22. 原因：① 电源内阻过大，内阻分压增多，输出电压降低；② 负载电阻过小，电路电流过大，内阻分压增大；③ 电源老化，电动势降低。解决措施：① 更换内阻较小的新电源，提升带负载能力；② 合理匹配负载电阻，避免超负荷运行；③ 定期检测备用电源电动势和内阻，及时更换老化电源。 学科网（北京）股份有限公司 $