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 满分：100分 考试时间：45分钟 一、选择题（本题共12小题，每题3分，共36分） 1. 探究并测量电源电动势和内阻的实验原理，基于的物理规律是（ ） A. 电阻定律 B. 部分电路欧姆定律 C. 全电路欧姆定律 D. 焦耳定律 2. 下列关于电源电动势和内阻的说法，正确的是（ ） A. 电源电动势随外电路电阻的变化而变化 B. 电源内阻是电源本身的性质，与外电路无关 C. 电源电动势等于路端电压 D. 电源内阻越大，路端电压越大 3. 测量电源电动势和内阻的实验中，不需要用到的仪器是（ ） A. 电源 B. 电流表 C. 电压表 D. 多用表的欧姆档 4. 建筑工地上使用的直流电源，测量其电动势和内阻时，下列操作正确的是（ ） A. 电流表应并联在电路中 B. 电压表应串联在电路中 C. 滑动变阻器应与外电路串联 D. 实验前无需检查电路连接 5. 测量电源电动势和内阻的实验中，改变滑动变阻器的阻值，多次测量的目的是（ ） A. 减小实验误差 B. 增大测量结果的准确性 C. 验证全电路欧姆定律 D. 以上都是 6. 某同学测量电源电动势和内阻时，得到多组路端电压U和电流I的数据，绘制U-I图像，图像的纵轴截距表示（ ） A. 电源内阻 B. 电源电动势 C. 外电路电阻 D. 短路电流 7. 利用U-I图像测量电源电动势和内阻时，图像的斜率绝对值表示（ ） A. 电源电动势 B. 外电路电阻 C. 电源内阻 D. 电路中的电流 8. 测量电源电动势和内阻时，若考虑电流表的分压作用，测量值与真实值的关系是（ ） A. 电动势测量值偏大，内阻测量值偏大 B. 电动势测量值偏小，内阻测量值偏小 C. 电动势测量值准确，内阻测量值偏大 D. 电动势测量值偏小，内阻测量值准确 9. 建筑工地上，测量某直流施工电源的电动势和内阻，若滑动变阻器接触不良，会导致（ ） A. 测量数据波动较大 B. 无法测量出数据 C. 测量结果误差减小 D. 图像绘制更平滑 10. 下列关于实验操作的说法，错误的是（ ） A. 实验前应将滑动变阻器的阻值调至最大 B. 测量时应先闭合开关，再调节滑动变阻器 C. 读数时应使视线与电表表盘垂直 D. 多次测量后应取平均值减小误差 11. 某电源的电动势为12V，内阻为0.5Ω，测量时得到的路端电压为11.5V，则电路中的电流为（ ） A. 1A B. 2A C. 0.5A D. 1.5A 12. 关于探究并测量电源电动势和内阻的实验，下列说法错误的是（ ） A. 实验原理是 B. 可以用伏安法进行测量 C. 滑动变阻器的作用是改变外电路电阻 D. 测量值一定等于真实值，无需误差分析 二、填空题（本题共6小题，共24分） 13. 探究并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______。（4分） 14. 实验中，常用______法测量电源电动势和内阻，需要用到的仪器有电源、开关、滑动变阻器、______和______。（4分） 15. 绘制U-I图像时，横轴表示______，纵轴表示______，图像与纵轴的交点表示______，图像与横轴的交点表示______。（4分） 16. 建筑工地上，测量某直流电源的电动势和内阻，多次测量得到多组U、I数据，若某组数据中U=10V，I=2A，已知电源内阻r=0.5Ω，则该电源的电动势E=______V。（4分） 17. 实验中，滑动变阻器的作用是______，从而改变电路中的______和______，获得多组测量数据。（4分） 18. 测量电源电动势和内阻时，常见的误差来源有______、______和电表本身的误差（列举2种即可）。（4分） 三、简答题（本题共2小题，共20分） 19. 简述探究并测量电源电动势和内阻的实验步骤，包括电路连接、操作过程、数据处理和误差分析（至少说明1种误差来源及影响）。（10分） 20. 结合机械建筑施工场景，说明测量施工用直流电源电动势和内阻的实际意义，并分析实验数据对施工现场用电安全的影响。（10分） 四、综合应用题（本题共2小题，共20分） 21. 某同学测量建筑施工用直流电源的电动势和内阻，实验中得到如下几组U、I数据：（1）U₁=11.0V，I₁=1.0A；（2）U₂=10.0V，I₂=2.0A；（3）U₃=9.0V，I₃=3.0A。求：（1）根据全电路欧姆定律列出方程组；（2）计算电源的电动势E和内阻r；（3）若外电路电阻R=10Ω，求电路中的电流和路端电压。（10分） 22. 建筑工地上，一台施工用直流电源，用伏安法测量其电动势和内阻，实验数据如下：当滑动变阻器阻值为5Ω时，电流为1.2A，路端电压为6.0V；当滑动变阻器阻值为3Ω时，电流为1.5A。求：（1）该电源的电动势E和内阻r；（2）若滑动变阻器阻值调至最大为10Ω，求此时的路端电压；（3）若电源内阻过大，会对施工用电设备产生什么影响？请说明理由。（10分） 参考答案 一、选择题（每题3分，共36分） 1.C 2.B 3.D 4.C 5.D 6.B 7.C 8.B 9.A 10.B 11.A 12.D 二、填空题（共24分） 13. 全电路欧姆定律；；电源电动势；电源内阻（每空1分，共4分） 14. 伏安；电流表；电压表（每空1分，共4分） 15. 电流I；路端电压U；电源电动势E；短路电流（每空1分，共4分） 16. 11（4分） 17. 改变外电路电阻；电流；路端电压（每空1分，共4分） 18. 电表的分压/分流作用；滑动变阻器接触不良（合理即可，每空2分，共4分） 三、简答题（共20分） 19. （10分）实验步骤：① 电路连接：将电源、开关、滑动变阻器、电流表串联，电压表并联在电源两端（或并联在滑动变阻器两端），注意电表正负极接线正确（2分）；② 操作过程：实验前将滑动变阻器阻值调至最大，闭合开关，调节滑动变阻器，改变其阻值，记录多组路端电压U和对应电流I的数据（2分）；③ 数据处理：根据多组U、I数据，绘制U-I图像，由图像纵轴截距得到电动势E，由图像斜率绝对值得到内阻r（或用多组数据列方程组求解E和r，取平均值）（2分）；④ 误差分析：误差来源1：电流表的分压作用，导致电压表测量的路端电压偏小，最终使电动势和内阻的测量值均偏小（2分）；误差来源2：滑动变阻器接触不良，导致测量数据波动，增大误差（2分）。（其他合理误差分析也可酌情给分） 20. （10分）实际意义：施工用直流电源（如塔吊、振动泵的供电电源）的电动势和内阻直接影响用电设备的正常工作，测量其数值可判断电源是否符合施工要求，及时发现电源老化、内阻过大等问题，避免设备无法正常运行（4分）。实例：若电源内阻过大，会导致路端电压降低，使施工设备两端电压不足，出现运转缓慢、功率下降等问题；若电动势不足，会导致设备无法启动（3分）。对施工安全的影响：准确测量电动势和内阻，可提前排查电源故障，避免因电源问题导致电路发热、短路，防止引发火灾、设备损坏等安全事故，保障施工现场用电安全和施工进度（3分）。（其他合理表述也可酌情给分） 四、综合应用题（共20分） 21. （10分）解：（1）根据全电路欧姆定律，列出方程组：，代入前两组数据得（3分）。（2）解方程组：两式相减得11.0+1.0r=10.0+2.0r，解得r=1.0Ω（2分），代入第一式得E=11.0V+1.0A×1.0Ω=12.0V（2分）。（3）外电路电阻R=10Ω时，总电阻（1分），电路电流（1分），路端电压（1分）。答：（1）方程组为；（2）E=12.0V，r=1.0Ω；（3）电流约为1.09A，路端电压约为10.9V。 22. （10分）解：（1）根据，第一组数据：（1分）；第二组数据：滑动变阻器阻值3Ω时，路端电压，故（2分）；联立方程组解得：6.0+1.2r=4.5+1.5r，r=5.0Ω（2分），E=6.0V+1.2A×5.0Ω=12.0V（1分）。（2）滑动变阻器R=10Ω时，总电阻（1分），电路电流，路端电压（1分）。（3）影响：电源内阻过大，会导致内电压增大，路端电压降低（1分）；施工用电设备两端电压不足，会导致设备无法正常工作，甚至损坏设备，同时内阻发热会消耗电能，可能引发电源过热，存在安全隐患（1分）。答：（1）E=12.0V，r=5.0Ω；（2）路端电压为8.0V；（3）会导致设备电压不足、电源过热，影响设备正常工作和施工安全。 学科网（北京）股份有限公司 $