4.4 学生实验：探究并测量电源电动势和内阻 同步作业 -2025-2026学年高一下学期物理高教版（2021）通用类

4.4 学生实验：探究并测量电源电动势和内阻 同步作业 一、填空题（共20分） 1. 本实验的核心原理是利用________，通过改变外电路电阻，测量对应的电流和路端电压，进而计算出电源的电动势和内阻。 2. 实验中需要用到的基本器材有：电源、开关、________、电压表、滑动变阻器、导线若干。 3. 实验中，电压表应________（选填“串联”或“并联”）在电源两端，测量电源的路端电压；电流表应________（选填“串联”或“并联”）在电路中，测量电路中的总电流。 4. 滑动变阻器的作用是改变________，从而改变电路中的电流和路端电压，获得多组实验数据。 5. 实验中，为了减小误差，应测量多组________和路端电压数据，然后通过图像法或平均值法处理数据。 6. 用图像法处理实验数据时，以路端电压U为纵轴、电流I为横轴，绘制U-I图像，图像与纵轴的交点表示________。 7. 用U-I图像处理数据时，图像的斜率绝对值表示________，斜率为负值。 8. 实验过程中，应注意开关闭合前，将滑动变阻器的滑片移到________处，使外电路电阻最大，保护电路。 9. 实验中，由于电压表和电流表本身有内阻，会导致测量结果存在________，需要通过规范操作减小误差。 10. 实验结束后，应先________，再整理实验器材，避免仪器损坏。 二、单项选择题（每题3分，共30分） 11. 探究并测量电源电动势和内阻的实验原理，本质是利用（ ） A．欧姆定律 B．全电路欧姆定律 C．电阻定律 D．能量守恒定律 12. 下列器材中，本实验不需要用到的是（ ） A．电源 B．滑动变阻器 C．多用表 D．电流表 13. 实验中，电压表的正确接法是（ ） A．串联在电路中，测量电路电流 B．并联在电源两端，测量路端电压 C．并联在电流表两端，测量电流 D．串联在电源两端，测量电动势 14. 滑动变阻器在本实验中的主要作用是（ ） A．保护电路 B．改变外电路电阻，获得多组数据 C．测量电阻 D．充当用电器 15. 用U-I图像处理实验数据时，图像与纵轴的交点对应的物理意义是（ ） A．电源内阻 B．电路中的最大电流 C．电源电动势 D．路端电压的最大值 16. 关于U-I图像的斜率，下列说法正确的是（ ） A．斜率为正值，表示电源电动势 B．斜率绝对值表示电源内阻 C．斜率与电源内阻无关 D．斜率表示电路中的电流大小 17. 实验中，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移到（ ） A．电阻最小处 B．电阻最大处 C．中间位置 D．任意位置 18. 下列操作中，会增大实验误差的是（ ） A．测量多组数据，用图像法处理 B．实验前检查仪器是否完好 C．只测量一组数据，直接计算结果 D．规范操作，避免电路接触不良 19. 实验中，导致测量的电源电动势偏小的主要原因是（ ） A．电压表有内阻，分流作用 B．电流表有内阻，分压作用 C．滑动变阻器电阻太小 D．电源内阻本身太小 20. 关于实验操作的注意事项，下列说法错误的是（ ） A．实验前要检查电路连接是否正确 B．读数时，视线要与电表指针平齐 C．测量过程中，可随意移动滑动变阻器滑片 D．实验结束后，先断开开关再整理器材 三、判断题（每题2分，共20分） 21. 本实验的原理是利用全电路欧姆定律，通过测量电流和路端电压计算电源电动势和内阻。（ ） 22. 实验中，电流表应并联在电路中，测量电路中的总电流。（ ） 23. 滑动变阻器的作用是改变外电路电阻，从而获得多组不同的电流和路端电压数据。（ ） 24. 实验中，只需要测量一组电流和路端电压数据，就可以准确计算出电源电动势和内阻。（ ） 25. 用U-I图像处理数据时，图像与纵轴的交点就是电源的电动势，与横轴的交点就是短路电流。（ ） 26. 实验过程中，电路接触不良会导致测量数据不准确，增大实验误差。（ ） 27. 开关闭合前，将滑动变阻器滑片移到电阻最大处，是为了保护电路，防止电流过大。（ ） 28. 电压表和电流表的内阻对实验结果没有影响，不需要考虑。（ ） 29. 实验结束后，应先整理器材，再断开开关。（ ） 30. 多次测量取平均值，或用图像法处理数据，都可以减小实验误差。（ ） 四、简答题（每题10分，共30分） 31. 简述本实验的实验原理，说明实验中需要测量的物理量和用到的主要器材。 32. 简述本实验的基本操作步骤，说明每一步的关键注意事项。 33. 分析本实验中可能产生误差的主要原因，说明减小误差的具体方法。 参考答案 一、填空题（共20分） 1. 全电路欧姆定律 2. 电流表 3. 并联；串联 4. 外电路电阻 5. 电流 6. 电源电动势 7. 电源内阻 8. 电阻最大 9. 误差 10. 断开开关 二、单项选择题（每题3分，共30分） 11.B 12.C 13.B 14.B 15.C 16.B 17.B 18.C 19.A 20.C 三、判断题（每题2分，共20分） 21.√ 22.× 23.√ 24.× 25.√ 26.√ 27.√ 28.× 29.× 30.√ 四、简答题（每题10分，共30分） 31. 答：实验原理：根据全电路欧姆定律，电源的电动势E等于路端电压U与内电路电压Ir（I为电路电流，r为电源内阻）之和，即E=U+Ir；通过改变外电路电阻，测量多组对应的电流I和路端电压U，利用公式或图像法即可计算出电源的电动势E和内阻r（4分）。需要测量的物理量：电路中的总电流I、电源的路端电压U（2分）。主要器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、导线若干（4分）。 32. 答：基本操作步骤及注意事项：① 电路连接：按照实验原理图，将电源、开关、电流表、滑动变阻器、电压表正确连接，注意电压表并联在电源两端，电流表串联在电路中，导线连接牢固，避免接触不良（3分）；② 实验前准备：检查电路连接是否正确，将滑动变阻器的滑片移到电阻最大处，保护电路；观察电表指针是否指零，必要时进行调零（2分）；③ 数据测量：闭合开关，移动滑动变阻器滑片，改变外电路电阻，记录多组对应的电流I和路端电压U，注意读数时视线与电表指针平齐，读数要准确（3分）；④ 实验结束：断开开关，整理实验器材，将电表、滑动变阻器恢复到初始状态（2分）。 33. 答：误差原因：① 仪器误差：电压表有内阻，会分流一部分电流，导致电流表测量的电流小于电路总电流；电流表有内阻，会分压，导致电压表测量的路端电压小于实际值（4分）；② 操作误差：电路接触不良、电表读数不准确、滑动变阻器滑片移动不规范，导致测量数据偏差；只测量少量数据，处理结果误差较大（3分）；③ 环境误差：环境温度变化，影响电源内阻和电表性能，造成误差（1分）。减小误差的方法：① 选择内阻合适的电表，减小仪器本身的误差；② 规范操作，保证电路连接牢固，读数时视线与指针平齐，测量多组数据（1分）；③ 用图像法处理数据，避免偶然误差的影响；实验前检查仪器，确保仪器正常工作（1分）。 学科网（北京）股份有限公司 $