10.6 电源电动势及内阻的测量（重难点专练）物理沪科版必修第三册

10.6 电源电动势及内阻的测量（题型突破） 题型01 利用伏安法测量电源的电动势和内阻 题型02 用电流表和电阻箱测量电源的电动势和内阻 题型03 用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻 ▌题型01 利用伏安法测量电源的电动势和内阻 1．实验室现有下列器材： A．电压表（量程，）     B．电压表（量程，） C．电流表（量程，）     D．电流表（量程，） E．滑动变阻器     F．滑动变阻器 G．学生电源（电动势为）     H．开关、导线若干 实验小组利用上述仪器进行两种实验探究： (1)有一小灯泡，其上标有“4V  2W”字样，选择上述仪器探究小灯泡的伏安特性曲线。 ①为了方便调节，测量尽可能准确，实验时应选用电压表________，电流表________，滑动变阻器________；（填器材前的选项符号） ②为使实验误差尽量减小，要求测量数据从零开始且多取几组数据，用所选仪器画出实验电路图________。 (2)有一块从电动车上拆卸的旧电池，其上标有“6V  1A”字样，选择合适仪器测出旧电池的电动势和内阻。 ①设计了测量电路图（甲图）； ②根据设计电路进行实验，根据测量数据作出图像（乙图），则旧电池电动势________V，内阻________；（保留两位有效数字） ③由于电表内电阻的影响，测得的电池内阻会________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。 2．如图（a）所示为指针式多用电表，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表完成以下实验。 (1)使用多用电表前，将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，先进行机械调零。测电阻时还需要进行_________。具体操作为：先将选择开关置于合适的档位，再将红、黑表笔短接，调节部件_________（选填“S”、“K”或“T”），使指针指向欧姆档零刻度线。 (2)完成上述操作后，用“×10”档测量电阻的阻值时，发现多用电表指针如图甲所示，下一步应将多用电表的档位调至_________（填“×1”或“×100”）挡，重新欧姆调零，再次测量结果如图乙所示，则电阻_________。 (3)多用电表测量电源电动势和内阻的电路图如图（b）所示。测量时先将选择开关置于合适的电压档，闭合开关，调节电阻箱R的阻值，读出多用电表对应的示数U，测得多组R和U并记录。作出图线，如图丙所示。图线的纵轴截距为a，横轴截距为b，则电源的电动势_________，内阻_________（结果用字母a、b或表示） (4)另一实验小组准备测定橙子制成的水果电池的内阻。他们用多用电表粗测橙子电池电动势约为1.2V，查资料发现水果电池内阻约为1kΩ。为了更准确测定水果电池的内阻，实验室提供了以下仪器：①电流表A（0~200μA，内阻约为50Ω）、②电压表V（0~3V，内阻约3kΩ）、③滑动变阻器（最大阻值20Ω）、④开关一个，导线若干。如图设计最为合理的电路图是_________。根据该选择，实验测得的电源内阻_________（填大于、等于或小于）真实值。 A．B． 3．精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表（量程1.5 V，内阻约为1.5 kΩ）、电流表（量程0.6 A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。 (1)考虑电流表内阻影响 ①用图1所示电路测量电流表的内阻。图2中电压表的读数为_____V，电流表的读数_____A。 ②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。为保护电路，开关闭合前滑动变阻器的滑片应移到最_________端（选填“左”或“右”）。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示。则干电池电动势E＝U＋______________（用I、r和RA表示）。 ③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的U－I图像。则待测干电池电动势E＝________V（保留3位有效数字）。 (2)考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是________（单选，填正确答案标号）。 A．电路设计会损坏仪器 B．滑动变阻器接法错误 C．电压太大无法读数 D．电流太小无法读数 4．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，被测电池的电动势约为，内阻约为。要求尽量减小实验误差。 (1)根据题目要求，应该选择的实验电路是下图中的______（选填“图1”或“图2”）。 (2)已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用： A、电流表：量程，内阻约 B、电流表：量程，内阻约 C、电压表：量程，内阻约 D、滑动变阻器：，额定电流1A E、滑动变阻器：额定电流2A 为了使测量结果尽量准确，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______。（请填写选项前的字母代号） (3)用同一个电池给不同的玩具电动机供电，若电动机直流电阻为，两端电压为，通过的电流为，电池的电动势为，内阻为，则电动机获得最大功率的条件是______。 A． B． C． D． 5．某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻，他们在实验室找到了如下器材： A．电压表（0~3V，内阻约为3kΩ） B．灵敏电流计（0~50mA，内阻为22.0Ω） C．滑动变阻器（0~30Ω） D．电阻箱（0~99.9Ω） E.开关和导线若干 (1)首先将灵敏电流计改装成量程为0~0.6A的电流表，需要将电阻箱调为______Ω后与灵敏电流计_____（选填“串”或“并”）联，改装后电流表的内阻RA=________Ω。（此空保留一位小数） (2)他们设计了甲、乙两个实验电路，电流表为改装后的电表，为了减小误差，实验时应该选择_____（选填“甲”或“乙”）。 (3)他们用正确的电路完成实验，记录了5组数据，并画出了U-I图线如图丙所示，由此可得出干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（均保留一位小数） ▌题型02 用电流表和电阻箱测量电源的电动势和内阻 6．某实验小组要测量一未知电源的电动势和内阻。 （1）他们用多用电表对电源的电动势进行粗测，将多用电表的选择开关旋至直流“”挡，将多用电表的红表笔与电源的_________（填“正极”或“负极”）连接，进行正确操作后，多用电表的指针如图甲所示，则该电源电动势的测量值为_________。 （2）他们用实验准确测量该电源的电动势和内阻，在实验室找到了如下器材： A、电流表（量程为，内阻为）； B、电阻箱（）； C、定值电阻； D、定值电阻； E、开关S一个，导线若干。 （3）他们将电流表改装成量程为的电压表，定值电阻应选用_________（填器材前面的字母）；请在图乙中将电路补充完整_________。 （4）连接好电路后，记录了多组电阻箱的电阻和对应的电流表的示数。 （5）以为横轴，以为纵轴，将实验测得的数据描点、连线后得到了一条倾斜直线，该直线的纵截距为，斜率为 ，则该电源电动势和内阻分别为_________，_________。（用题中所给物理量的符号表示，其中改装电压表的电阻用表示，不考虑电压表的分流） 7．磷酸铁锂电池具有能量密度大、循环寿命长、安全性能好等优点，广泛应用于我国的电动汽车。为了测量一节磷酸铁锂电池的电动势和内阻，某实验小组找来一个量程为3mA的电流表G和两个精密电阻箱，以及一个阻值为的定值电阻，设计如图（a）的电路进行实验，步骤如下： (1)测电流表G的内阻。闭合开关，断开，调节的阻值，使电流表G满偏；保持的阻值不变，再闭合，调节，当的阻值为时，电流表的示数为1mA。由此可知电流表G的内阻为________。 (2)扩大电流表的量程。为了将电流表G的量程扩大为30mA，可以将与电流表G并联组成新的电流表，同时应该将的阻值调为_________。（结果保留1位小数） (3)测电动势E和内电阻r。把调成第（2）问中的阻值后保持闭合，再闭合，多次改变的阻值，记录电流表G的示数与电阻箱的值，作出图线如图（b）所示： 由图可求得： _________V，_________。（结果均保留2位有效数字） (4)实验误差分析。（1）中电流表G的内阻测量值_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 8．某中学物理兴趣小组的同学在实验室测量电源的电动势和内阻，设计了如图所示的实验电路，电路中的各个器材元件及其参数为：电池组（电动势约6V）、电流表（量程1A）、电阻箱、滑动变阻器、开关及导线若干。 (1)实验步骤如下： a．图中虚线框内应连接__________（选填“”或“”），将所选电阻调至最大值，之后闭合开关S； b．调节电阻，得到一系列电阻值R和电流I的数据； c．断开开关，整理实验仪器； d．在坐标纸上，选择以电阻R为横坐标，以__________（选填“I”或“”）为纵坐标，由实验数据绘出一条直线，测得斜率为k，纵截距为b，则电源电动势__________，内阻__________。 (2)考虑到电流表实际并非理想电表，则电源电动势测量值__________真实值，内阻测量值__________真实值。（均选填“大于”“等于”或“小于”） 9．某款太阳能电池板在特定的太阳光强照射下，其电动势约为7~8V，短路电流约为0.6A，实验小组用如图实验电路来测量其具体电动势和内阻。实验器材： A．太阳能电池 B．电阻箱（0~999.9Ω） C．电流表（量程0~0.6A，内阻rA=0.1Ω） D．电流表（量程0~0.6A，内阻约为0.1Ω） E.开关、导线若干 实验步骤： ①选择合适的器材。 ②按照图甲电路图连接实物电路，并进行测量。 ③进行多次测量，获取相关数据。 ④根据数据作出图像乙。 ⑤根据图像可得出该电池的电动势和内阻。 回答问题： (1)电流表应选_____（选填器材前字母）； (2)闭合电路的开关前，应该将R调节到阻值最_____（填“大”或“小”）位置； (3)图乙中，其横轴物理量为_____； (4)利用图像可得出该电池的电动势为_____，内阻为_____（结果保留1位小数）； (5)若照射的太阳光的强度降低，电池的电动势降低，内阻增大，相同外电阻，电池的输出效率_____（填“增大”或“降低”）。 10．图甲是测量电源电动势E和内阻r的电路图。 为定值保护电阻，电流表内阻不计，长度为50cm的电阻丝上标有长度刻度。 (1)在电阻丝接入电路前，使用多用电表测量它的总长电阻，选择倍率“×10”测量时指针偏角过大，则应选择欧姆挡____倍率（选填“×1”或“×100”）重新进行测量。正确操作后，多用电表的示数如图乙所示，结果为_____Ω。并计算出电阻丝单位长度电阻。 (2)根据电路图图甲连接电路。闭合开关S，记录 ac的长度L和电流表A的示数I。多次滑动c点改变 ac的长度，测得多组L和I的值，并计算出对应的 值，则 _______（用E、r、、L和表示） 。 (3)图丙是根据多组实验数据得到的 图像，由图像得电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。（计算结果均保留两位有效数字） (4)若实验小组换成一根从a到b逐渐均匀变细但总阻值不变的电阻丝，重做实验，绘出 图像。图丁中哪一个选项可能符合结果？_______。 ▌题型03 用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻 11．为研究某新型电池的供电性能变化，某实验小组利用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，为一段粗细均匀同种材料的电阻丝，为定值电阻。 实验时进行了如下操作： (1)先用多用电表的“”倍率测量电阻丝的阻值，如图乙所示，则_________。 (2)用游标卡尺测量电阻丝的总长度，如图丙所示，则_________cm。 (3)闭合开关S，移动滑片P的位置，测量电阻丝接入电路的长度，并读出相应的电压表示数，并已测得实验所用电阻丝单位长度的电阻为；记录多组实验数据，作出_________（填“”“”或“”）的图像如图丁所示，由图像可知电源的电动势_________，内阻_________。（用字母、、、表示） 12．如图甲所示，18650可充电锂电池广泛应用于充电宝、锂电钻、电动车等领域，其直径为18mm，长度为65mm（不含电极），合格出厂标准为：额定电压3.7V，满电电压4.2V，放电截止电压2.5V，内阻20~100mΩ。某同学网购了1节18650锂电池，为测量该电池的电动势与内阻是否合格，该同学用家中的以下器材进行测量：一个多用电表、一个电阻箱、一个阻值未知的定值电阻（小于10Ω）、开关、导线若干。实验步骤如下： （1）把该18650锂电池提前充满电。 （2）测量的阻值：将多用电表选择开关置于直流电流挡合适挡位作为直流电流表使用，按图乙连接电路，先只闭合，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为时，电流表示数为I；接着闭合，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为时，电流表示数仍为I，则的阻值为___________Ω。 （3）测量电动势与内阻：因该电池内阻较小，为了方便测量，将多用电表选择开关置于直流电压10V挡作为直流电压表使用，按图丙连接电路；闭合S，多次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后电阻箱的阻值R及多用电表直流电压挡的示数U，某次测量时多用电表指针如图戊所示，该读数为__________V；以为纵轴，为横轴作出了如图丁所示的图像，结合以上步骤与图丁，可求得该18650锂电池的电动势，___________V，内阻r=___________Ω。（结果均保留2位有效数字） 13．小华同学新买了两节同一型号的干电池，并用这两节干电池串联起来组成一个电源给手电筒供电，他利用如图1甲所示的电路对这个电源的电动势和内阻进行了测量。所选用的器材有：待测电源，电阻箱（最大阻值999.9），电压表（量程为，内阻很大），定值电阻，开关，导线若干，正确完成实验操作后利用取得的多组数据得到了如图所示的图像，并比较准确地测得了电源的电动势和内阻。 (1)测量的结果如图乙、丙，则电压表的读数为___________V，电阻箱的读数为___________； (2)根据如图所示的图像，求出电源电动势___________V，内阻___________。（计算结果保留2位有效数字） (3)实验结果，干电池内阻的测量值比其真实值___________（填：“偏大”、“偏小”、“等于”）。 14．如图（a）所示为指针式多用电表，其中、、为三个可调节的部件，现用此电表完成以下实验。 (1)使用多用电表前，将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，先进行机械调零。测电阻时还需要进行___________，具体操作为：先将选择开关置于合适的挡位，再将红、黑表笔短接，调节部件T，使指针指向___________。 (2)完成上述操作后，用“”挡测量电阻的阻值时，发现指针偏转角度较大，为尽可能精确测量，需将选择开关置于___________（选填“挡”或“挡”）。 (3)多用电表测量电源电动势和内阻的电路图如图（b）所示。测量时先将选择开关置于合适的电压挡（内阻非常大），闭合开关，调节电阻箱的阻值，读出多用电表对应的示数，测得多组和并记录。作出图线，如图所示。图线的纵轴截距为，横轴截距为，则电源的电动势___________，内阻___________（结果用字母、或表示） 15．新能源汽车用的电源大多数为锂离子电池串联而成，它的主要优点是单位质量放电量大，寿命长，长时间不使用时电能损耗较少。某实验小组测量某个新型锂电池组的电动势（约为41V）和内阻（约为2Ω），进行了以下实验： (1)为完成本实验需要将实验室量程为5V、内阻为2kΩ的电压表改装成量程为40V的电压表使用，需要串联一个________kΩ的定值电阻R0。 (2)该小组设计了如图1所示电路图进行实验，正确进行操作，利用记录的数据进行描点作图得到如图2所示的的变化图像，其中U为电压表读数（电压表自身电压），R为电阻箱的读数，图中a、b、c为已知量。若不考虑电压表分流带来的影响，由以上条件可以得出电源电动势E=________；内阻r=________（用a、b、c表达）。 (3)若考虑电压表分流，上述测量值与真实值相比：电动势的测量值________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”），电源内阻测量值________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.6 电源电动势及内阻的测量（题型突破） 题型01 利用伏安法测量电源的电动势和内阻 题型02 用电流表和电阻箱测量电源的电动势和内阻 题型03 用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻 ▌题型01 利用伏安法测量电源的电动势和内阻 1．实验室现有下列器材： A．电压表（量程，）     B．电压表（量程，） C．电流表（量程，）     D．电流表（量程，） E．滑动变阻器     F．滑动变阻器 G．学生电源（电动势为）     H．开关、导线若干 实验小组利用上述仪器进行两种实验探究： (1)有一小灯泡，其上标有“4V  2W”字样，选择上述仪器探究小灯泡的伏安特性曲线。 ①为了方便调节，测量尽可能准确，实验时应选用电压表________，电流表________，滑动变阻器________；（填器材前的选项符号） ②为使实验误差尽量减小，要求测量数据从零开始且多取几组数据，用所选仪器画出实验电路图________。 (2)有一块从电动车上拆卸的旧电池，其上标有“6V  1A”字样，选择合适仪器测出旧电池的电动势和内阻。 ①设计了测量电路图（甲图）； ②根据设计电路进行实验，根据测量数据作出图像（乙图），则旧电池电动势________V，内阻________；（保留两位有效数字） ③由于电表内电阻的影响，测得的电池内阻会________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】(1) A D E (2) 5.8 3.0 小于 【详解】（1）①[1]灯泡额定电压为，电压表应选量程为的电压表，应选A； [2]灯泡额定电流 电流表应选量程为电流表，应选D； [3]要求测量数据从零开始，滑动变阻器应选用分压式，滑动变阻器应选阻值小的，应选E。 ②[4]灯泡电阻，，，电流表应为外接法，电路图如图所示。 （2）②[1]根据闭合电路欧姆定律，在图像中，纵截距表示旧电池电动势，则 [2]斜率的绝对值表示电池内阻，则 ③[3]由于电压表分流，电流表测量值小于通过电源内阻的电流，内阻的测量值比真实值小。 2．如图（a）所示为指针式多用电表，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表完成以下实验。 (1)使用多用电表前，将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，先进行机械调零。测电阻时还需要进行_________。具体操作为：先将选择开关置于合适的档位，再将红、黑表笔短接，调节部件_________（选填“S”、“K”或“T”），使指针指向欧姆档零刻度线。 (2)完成上述操作后，用“×10”档测量电阻的阻值时，发现多用电表指针如图甲所示，下一步应将多用电表的档位调至_________（填“×1”或“×100”）挡，重新欧姆调零，再次测量结果如图乙所示，则电阻_________。 (3)多用电表测量电源电动势和内阻的电路图如图（b）所示。测量时先将选择开关置于合适的电压档，闭合开关，调节电阻箱R的阻值，读出多用电表对应的示数U，测得多组R和U并记录。作出图线，如图丙所示。图线的纵轴截距为a，横轴截距为b，则电源的电动势_________，内阻_________（结果用字母a、b或表示） (4)另一实验小组准备测定橙子制成的水果电池的内阻。他们用多用电表粗测橙子电池电动势约为1.2V，查资料发现水果电池内阻约为1kΩ。为了更准确测定水果电池的内阻，实验室提供了以下仪器：①电流表A（0~200μA，内阻约为50Ω）、②电压表V（0~3V，内阻约3kΩ）、③滑动变阻器（最大阻值20Ω）、④开关一个，导线若干。如图设计最为合理的电路图是_________。根据该选择，实验测得的电源内阻_________（填大于、等于或小于）真实值。 A．B． 【答案】(1) 欧姆调零 T (2) ×1 19Ω (3) a (4) A 大于 【详解】（1）[1]使用多用电表测电阻时，机械调零后还需要进行欧姆调零； [2] 图(a)中，S为机械调零旋钮，K为选择开关，欧姆调零需要调节。 （2）[1]用×10挡测量时，指针偏角过大（靠近欧姆零刻度，说明被测电阻阻值小），因此需要换更小倍率的挡； [2]重新调零后，图乙指针指在欧姆刻度19位置，倍率为×1，因此读数为。 （3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律 整理得 结合图线：纵截距为，故 当时， 解得 （4）[1]水果电池内阻约，属于大内阻，电压表内阻，分流误差大，电流表内阻，分压误差更小，因此选择电流表相对电源的内接法A图，适合测量大内阻。 [2]根据误差分析，此接法测得的内阻，因此测量值大于真实值。 3．精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表（量程1.5 V，内阻约为1.5 kΩ）、电流表（量程0.6 A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。 (1)考虑电流表内阻影响 ①用图1所示电路测量电流表的内阻。图2中电压表的读数为_____V，电流表的读数_____A。 ②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。为保护电路，开关闭合前滑动变阻器的滑片应移到最_________端（选填“左”或“右”）。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示。则干电池电动势E＝U＋______________（用I、r和RA表示）。 ③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的U－I图像。则待测干电池电动势E＝________V（保留3位有效数字）。 (2)考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是________（单选，填正确答案标号）。 A．电路设计会损坏仪器 B．滑动变阻器接法错误 C．电压太大无法读数 D．电流太小无法读数 【答案】(1) 0.60 0.58 右 I（r＋RA） 1.40 (2)D 【详解】（1）①[1]由图2可知，电压表的最小分度值为0.05V，所以电压表读数为U＝0.60V [2]电流表的最小分度值为0.02A，所以电流表读数为I＝0.58 A ②[3]为保护电路，开关闭合前滑动变阻器的滑片应移到最右端。 [4]由闭合电路欧姆定律可知，干电池电动势的表达式为E＝U＋I（r＋RA） ③[5]根据E＝U＋I（r＋RA） 变形为U＝－（r＋RA）I＋E 根据图像可知，纵截距b＝E＝1.40 V 所以待测干电池电动势为E＝1.40 V。 （2）由于将电压表串联接在电路中，电压表内阻很大，电路中电流太小，故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数。 故选D。 4．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，被测电池的电动势约为，内阻约为。要求尽量减小实验误差。 (1)根据题目要求，应该选择的实验电路是下图中的______（选填“图1”或“图2”）。 (2)已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用： A、电流表：量程，内阻约 B、电流表：量程，内阻约 C、电压表：量程，内阻约 D、滑动变阻器：，额定电流1A E、滑动变阻器：额定电流2A 为了使测量结果尽量准确，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______。（请填写选项前的字母代号） (3)用同一个电池给不同的玩具电动机供电，若电动机直流电阻为，两端电压为，通过的电流为，电池的电动势为，内阻为，则电动机获得最大功率的条件是______。 A． B． C． D． 【答案】(1)图2 (2) B E (3)AB 【详解】（1） 本实验由于电源内阻较小（约1Ω），电压表内阻，电压表分流带来的误差远小于电流表分压误差，因此选图2。 （2）[1]电源电动势1.5V、内阻1Ω，电路最大电流约，滑动变阻器限流后实际电流小于0.6A；0.6A量程精度远高于3A量程，故选B。 [2]电源内阻仅1Ω，200Ω变阻器阻值过大，调节时电流变化过于平缓，操作不便；20Ω变阻器阻值匹配，调节线性好，故选E。 （3）AB．电动机功率（外电路输出功率） 这是关于电流的二次函数，开口向下，极值在对称轴处，即当，取得最大值，此时电动机两端电压 故AB正确； CD．电动机正常工作时为非纯电阻电路， 则，故CD错误。 故选AB。 5．某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻，他们在实验室找到了如下器材： A．电压表（0~3V，内阻约为3kΩ） B．灵敏电流计（0~50mA，内阻为22.0Ω） C．滑动变阻器（0~30Ω） D．电阻箱（0~99.9Ω） E.开关和导线若干 (1)首先将灵敏电流计改装成量程为0~0.6A的电流表，需要将电阻箱调为______Ω后与灵敏电流计_____（选填“串”或“并”）联，改装后电流表的内阻RA=________Ω。（此空保留一位小数） (2)他们设计了甲、乙两个实验电路，电流表为改装后的电表，为了减小误差，实验时应该选择_____（选填“甲”或“乙”）。 (3)他们用正确的电路完成实验，记录了5组数据，并画出了U-I图线如图丙所示，由此可得出干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（均保留一位小数） 【答案】(1) 2.0 并 1.8 (2)乙 (3) 1.5 2.2 【详解】（1）[1][2][3]将灵敏电流计改装成量程为0~0.6A的电流表，需要电阻箱与灵敏电流计并联，根据并联关系可知，, 其中，， 解得， （2）因改装后的电流表内阻已知，则为了减小误差，实验时应该选择乙。 （3）[1][2]根据 结合图像可以得出电动势 内阻 ▌题型02 用电流表和电阻箱测量电源的电动势和内阻 6．某实验小组要测量一未知电源的电动势和内阻。 （1）他们用多用电表对电源的电动势进行粗测，将多用电表的选择开关旋至直流“”挡，将多用电表的红表笔与电源的_________（填“正极”或“负极”）连接，进行正确操作后，多用电表的指针如图甲所示，则该电源电动势的测量值为_________。 （2）他们用实验准确测量该电源的电动势和内阻，在实验室找到了如下器材： A、电流表（量程为，内阻为）； B、电阻箱（）； C、定值电阻； D、定值电阻； E、开关S一个，导线若干。 （3）他们将电流表改装成量程为的电压表，定值电阻应选用_________（填器材前面的字母）；请在图乙中将电路补充完整_________。 （4）连接好电路后，记录了多组电阻箱的电阻和对应的电流表的示数。 （5）以为横轴，以为纵轴，将实验测得的数据描点、连线后得到了一条倾斜直线，该直线的纵截距为，斜率为 ，则该电源电动势和内阻分别为_________，_________。（用题中所给物理量的符号表示，其中改装电压表的电阻用表示，不考虑电压表的分流） 【答案】 正极 C 【详解】（1）[1]多用电表测量电压时，电流需从红表笔流入、黑表笔流出，因此红表笔接电源正极，黑表笔接电源负极 [2] 直流“”挡分度值为，读数得电动势测量值为 （3）[3]把电流表改装成量程为的电压表，根据电压表改装原理 代入，， 解得 因此定值电阻应选用，故选C。 [4] 本实验中，改装后的电压表并联在电阻箱两端，因此虚线框内接入串联的电流表和定值电阻即可，如图所示 （5）[5][6]由于不考虑电压表的分流，根据闭合电路欧姆定律可知 整理得 结合题意，该直线的纵轴截距满足 斜率 解得， 7．磷酸铁锂电池具有能量密度大、循环寿命长、安全性能好等优点，广泛应用于我国的电动汽车。为了测量一节磷酸铁锂电池的电动势和内阻，某实验小组找来一个量程为3mA的电流表G和两个精密电阻箱，以及一个阻值为的定值电阻，设计如图（a）的电路进行实验，步骤如下： (1)测电流表G的内阻。闭合开关，断开，调节的阻值，使电流表G满偏；保持的阻值不变，再闭合，调节，当的阻值为时，电流表的示数为1mA。由此可知电流表G的内阻为________。 (2)扩大电流表的量程。为了将电流表G的量程扩大为30mA，可以将与电流表G并联组成新的电流表，同时应该将的阻值调为_________。（结果保留1位小数） (3)测电动势E和内电阻r。把调成第（2）问中的阻值后保持闭合，再闭合，多次改变的阻值，记录电流表G的示数与电阻箱的值，作出图线如图（b）所示： 由图可求得： _________V，_________。（结果均保留2位有效数字） (4)实验误差分析。（1）中电流表G的内阻测量值_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】(1)100 (2)11.1 (3) 3.2 0.060 (4)小于 【详解】（1）由题意，可知 得 （2）将量程为3mA的电流表G量程扩大为30mA，与电流表G并联组成新的电流表，则 可得 （3）根据闭合电路欧姆定律有 变形得 结合图（b）中的斜率和截距可知， 得 （4）在步骤（1）中，闭合后，电路总电阻减小，总电流增大，超过了原来的满偏电流。因此，通过的实际电流大于 。根据，测量值会小于真实值。 8．某中学物理兴趣小组的同学在实验室测量电源的电动势和内阻，设计了如图所示的实验电路，电路中的各个器材元件及其参数为：电池组（电动势约6V）、电流表（量程1A）、电阻箱、滑动变阻器、开关及导线若干。 (1)实验步骤如下： a．图中虚线框内应连接__________（选填“”或“”），将所选电阻调至最大值，之后闭合开关S； b．调节电阻，得到一系列电阻值R和电流I的数据； c．断开开关，整理实验仪器； d．在坐标纸上，选择以电阻R为横坐标，以__________（选填“I”或“”）为纵坐标，由实验数据绘出一条直线，测得斜率为k，纵截距为b，则电源电动势__________，内阻__________。 (2)考虑到电流表实际并非理想电表，则电源电动势测量值__________真实值，内阻测量值__________真实值。（均选填“大于”“等于”或“小于”） 【答案】(1) (2) 等于 大于 【详解】（1）[1]本实验需要得到一系列接入电阻的具体阻值，要用电阻箱与电流表结合测量电动势与内阻，因此虚线框内应选择可读出阻值的电阻箱。 [2]由闭合电路欧姆定律可得，整理得 为横坐标时，与成线性关系，因此纵坐标选。 [3][4]由此可知图像的斜率是电动势的倒数，则 图像纵轴截距 解得内阻 （2）[1][2]考虑到电流表实际并非理想电表，由闭合电路欧姆定律可得 可得 可知图像的斜率 保持不变，故电动势测量值等于真实值。图像在纵轴上的截距是 可得内阻测量值 则内阻的测量值大于真实值。 9．某款太阳能电池板在特定的太阳光强照射下，其电动势约为7~8V，短路电流约为0.6A，实验小组用如图实验电路来测量其具体电动势和内阻。实验器材： A．太阳能电池 B．电阻箱（0~999.9Ω） C．电流表（量程0~0.6A，内阻rA=0.1Ω） D．电流表（量程0~0.6A，内阻约为0.1Ω） E.开关、导线若干 实验步骤： ①选择合适的器材。 ②按照图甲电路图连接实物电路，并进行测量。 ③进行多次测量，获取相关数据。 ④根据数据作出图像乙。 ⑤根据图像可得出该电池的电动势和内阻。 回答问题： (1)电流表应选_____（选填器材前字母）； (2)闭合电路的开关前，应该将R调节到阻值最_____（填“大”或“小”）位置； (3)图乙中，其横轴物理量为_____； (4)利用图像可得出该电池的电动势为_____，内阻为_____（结果保留1位小数）； (5)若照射的太阳光的强度降低，电池的电动势降低，内阻增大，相同外电阻，电池的输出效率_____（填“增大”或“降低”）。 【答案】(1)C (2)大 (3) (4) 7.0V 11.8Ω (5)降低 【详解】（1）C中电流表内阻已知，可消除误差，电流表应选C。 （2）将电阻箱的阻值调整到最大，避免在闭合电路时电流过大损坏电表、电路。 （3）根据闭合电路欧姆定律 变形得 对照题图乙，可得其横轴物理量为。 （4）[1][2]利用题图乙数据，结合 可得 电流表内阻rA=0.1Ω，将代入，可得 （5）电池的电动势降低，内阻增大，根据，当增大时，输出效率降低。 10．图甲是测量电源电动势E和内阻r的电路图。 为定值保护电阻，电流表内阻不计，长度为50cm的电阻丝上标有长度刻度。 (1)在电阻丝接入电路前，使用多用电表测量它的总长电阻，选择倍率“×10”测量时指针偏角过大，则应选择欧姆挡____倍率（选填“×1”或“×100”）重新进行测量。正确操作后，多用电表的示数如图乙所示，结果为_____Ω。并计算出电阻丝单位长度电阻。 (2)根据电路图图甲连接电路。闭合开关S，记录 ac的长度L和电流表A的示数I。多次滑动c点改变 ac的长度，测得多组L和I的值，并计算出对应的 值，则 _______（用E、r、、L和表示） 。 (3)图丙是根据多组实验数据得到的 图像，由图像得电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。（计算结果均保留两位有效数字） (4)若实验小组换成一根从a到b逐渐均匀变细但总阻值不变的电阻丝，重做实验，绘出 图像。图丁中哪一个选项可能符合结果？_______。 【答案】(1) 6.0/6 (2) (3) 2.5 2.0 (4)C 【详解】（1）[1]使用多用电表测量电阻时，指针偏角过大，说明待测电阻为小电阻，应换用更小的倍率，即应选择欧姆挡倍率； [2]图乙中多用电表的测量结果为。 （2）根据闭合电路欧姆定律有 整理得 （3）[1][2]结合图丙可知， 又 解得， （4）若实验小组换成一根从a到b逐渐均匀变细但总阻值不变的电阻丝，因电阻与横截面积成反比，则从a到b电阻丝单位长度电阻逐渐变大，结合的关系式可知，图像的斜率逐渐变大，而图像与纵轴交点的纵坐标与无关。 故选C。 ▌题型03 用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻 11．为研究某新型电池的供电性能变化，某实验小组利用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，为一段粗细均匀同种材料的电阻丝，为定值电阻。 实验时进行了如下操作： (1)先用多用电表的“”倍率测量电阻丝的阻值，如图乙所示，则_________。 (2)用游标卡尺测量电阻丝的总长度，如图丙所示，则_________cm。 (3)闭合开关S，移动滑片P的位置，测量电阻丝接入电路的长度，并读出相应的电压表示数，并已测得实验所用电阻丝单位长度的电阻为；记录多组实验数据，作出_________（填“”“”或“”）的图像如图丁所示，由图像可知电源的电动势_________，内阻_________。（用字母、、、表示） 【答案】(1)130 (2)10.150 (3) 【详解】（1）多用电表欧姆挡×10倍率，指针示数为，故 （2）该游标为20分度，精度，主尺读数，游标卡尺第10格与主尺对齐，游标卡尺读数为 总长度 （3）[1][2][3]根据闭合电路欧姆定律 整理得 因此与成线性关系，横坐标填 结合图像：当时，，代入得 纵轴截距为，即 联立可得， 12．如图甲所示，18650可充电锂电池广泛应用于充电宝、锂电钻、电动车等领域，其直径为18mm，长度为65mm（不含电极），合格出厂标准为：额定电压3.7V，满电电压4.2V，放电截止电压2.5V，内阻20~100mΩ。某同学网购了1节18650锂电池，为测量该电池的电动势与内阻是否合格，该同学用家中的以下器材进行测量：一个多用电表、一个电阻箱、一个阻值未知的定值电阻（小于10Ω）、开关、导线若干。实验步骤如下： （1）把该18650锂电池提前充满电。 （2）测量的阻值：将多用电表选择开关置于直流电流挡合适挡位作为直流电流表使用，按图乙连接电路，先只闭合，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为时，电流表示数为I；接着闭合，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为时，电流表示数仍为I，则的阻值为___________Ω。 （3）测量电动势与内阻：因该电池内阻较小，为了方便测量，将多用电表选择开关置于直流电压10V挡作为直流电压表使用，按图丙连接电路；闭合S，多次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后电阻箱的阻值R及多用电表直流电压挡的示数U，某次测量时多用电表指针如图戊所示，该读数为__________V；以为纵轴，为横轴作出了如图丁所示的图像，结合以上步骤与图丁，可求得该18650锂电池的电动势，___________V，内阻r=___________Ω。（结果均保留2位有效数字） 【答案】 6.0 3.3/3.4 4.0 0.25 【详解】[1]两次实验电流表示数均为，说明电路总电阻相等： 只闭合时，总电阻满足 闭合后被短路，总电阻满足 联立得 [2]多用电表选直流挡，满偏对应均匀刻度满偏格，每小格代表 因此读数 [3]根据闭合电路欧姆定律，对图丙电路有 变形得 可知图像的纵轴截距为 因此 [4]图像与横轴交点为时， 代入公式得 整理得 代入 得 【点睛】 13．小华同学新买了两节同一型号的干电池，并用这两节干电池串联起来组成一个电源给手电筒供电，他利用如图1甲所示的电路对这个电源的电动势和内阻进行了测量。所选用的器材有：待测电源，电阻箱（最大阻值999.9），电压表（量程为，内阻很大），定值电阻，开关，导线若干，正确完成实验操作后利用取得的多组数据得到了如图所示的图像，并比较准确地测得了电源的电动势和内阻。 (1)测量的结果如图乙、丙，则电压表的读数为___________V，电阻箱的读数为___________； (2)根据如图所示的图像，求出电源电动势___________V，内阻___________。（计算结果保留2位有效数字） (3)实验结果，干电池内阻的测量值比其真实值___________（填：“偏大”、“偏小”、“等于”）。 【答案】(1) 2.50 86.3 (2) 4.0 1.3 (3)偏小 【详解】（1）[1][2]电压表量程为，分度值为，读数需估读到分度值的下一位，故读数为，电阻箱各旋钮示数之和为 （2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有 整理得 结合图像可知，纵轴截距 解得 图像斜率 代入数据解得 （3）由于电压表内阻不是无穷大，实际电路中通过电源的电流 则 整理得 对比实验原理公式，斜率的测量值等于真实值，但截距的测量值偏大，导致电动势的测量值偏小，由 可知，不变，偏小，则的测量值偏小，故内阻的测量值偏小。 14．如图（a）所示为指针式多用电表，其中、、为三个可调节的部件，现用此电表完成以下实验。 (1)使用多用电表前，将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，先进行机械调零。测电阻时还需要进行___________，具体操作为：先将选择开关置于合适的挡位，再将红、黑表笔短接，调节部件T，使指针指向___________。 (2)完成上述操作后，用“”挡测量电阻的阻值时，发现指针偏转角度较大，为尽可能精确测量，需将选择开关置于___________（选填“挡”或“挡”）。 (3)多用电表测量电源电动势和内阻的电路图如图（b）所示。测量时先将选择开关置于合适的电压挡（内阻非常大），闭合开关，调节电阻箱的阻值，读出多用电表对应的示数，测得多组和并记录。作出图线，如图所示。图线的纵轴截距为，横轴截距为，则电源的电动势___________，内阻___________（结果用字母、或表示） 【答案】(1) 欧姆调零 右侧零刻度线 (2)挡 (3) 【详解】（1）[1][2]测电阻时还需要进行欧姆调零，短接时需要通过欧姆调零旋钮将指针指向右侧零刻度线处。 （2）指针偏转大，说明电阻小，需要换小挡位，因此选择“挡”。 （3）[1][2]由闭合电路欧姆定律得 整理得 结合图像，可知纵轴截距满足 斜率 解得内阻 15．新能源汽车用的电源大多数为锂离子电池串联而成，它的主要优点是单位质量放电量大，寿命长，长时间不使用时电能损耗较少。某实验小组测量某个新型锂电池组的电动势（约为41V）和内阻（约为2Ω），进行了以下实验： (1)为完成本实验需要将实验室量程为5V、内阻为2kΩ的电压表改装成量程为40V的电压表使用，需要串联一个________kΩ的定值电阻R0。 (2)该小组设计了如图1所示电路图进行实验，正确进行操作，利用记录的数据进行描点作图得到如图2所示的的变化图像，其中U为电压表读数（电压表自身电压），R为电阻箱的读数，图中a、b、c为已知量。若不考虑电压表分流带来的影响，由以上条件可以得出电源电动势E=________；内阻r=________（用a、b、c表达）。 (3)若考虑电压表分流，上述测量值与真实值相比：电动势的测量值________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”），电源内阻测量值________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。 【答案】(1)14 (2) (3) 偏小 偏小 【详解】（1）需串联的电阻为 （2）[1][2]由题意可知，路端电压等于电压表读数的8倍，则 即 则， 可得， （3）[1][2]考虑电压表分流， 则 则 故E测＜E真，且，故r测＜r真 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $