第35讲 重点实验：测量电源的电动势和内阻 （专项训练）（安徽专用）（学生版）

第35讲重点实验：测量电源的电动势和内阻目录TOC\o"1-2"\h\u01课标达标练 1题型01教材原型实验 1题型02安阻法测电源的电动势和内阻 4题型03伏阻法测电源的电动势和内阻 702核心突破练 1103真题溯源练 1701教材原型实验1．（25-26高三上·安徽·开学考试）在用伏安法测量电池的电动势和内阻时，为消除系统误差，实验小组设计了图甲的电路进行实验。现有如下实验器材：A．待测电池（电动势约为，内阻约为几百毫欧，额定电流）B．电压表（，内阻约为）C．电流表A（0~0.9A，内阻约为）D．滑动变阻器E.定值电阻F.定值电阻G.单刀单掷开关、单刀双掷开关、导线若干实验过程中，先将单刀双掷开关接1，闭合，调节滑动变阻器，得到多组电压和电流，断开，作出图像；再将开关接2，重复上述操作。最终作出的两条图线如图乙所示。回答下列问题：(1)仅利用开关接1测得的数据，得出电动势和内阻，系统误差来源于（）A．电流表分压 B．电压表分流(2)定值电阻应选择（填器材前面的序号）；(3)开关接2进行实验，作出的图像为图乙中的图线（填“a”或“b”）；(4)消除电流表和电压表内阻对实验结果的影响，由图乙可以得出电池的电动势V，内阻。（结果均保留2位小数）2．某兴趣小组尝试测量某电池的电动势（约）和内阻，除待测电源外，还有以下器材：A．电压表（，内阻约）B．电流表（，内阻约）C．滑动变阻器（总阻值）D．定值电阻E．定值电阻F．开关、导线若干(1)首先设计如图1所示的电路，在改变滑动变阻器滑片位置的过程中发现电压表的示数变化不明显，该组同学检查电路无误后认为可能是_____（填选项序号）引起的。A．电源内阻较小 B．滑动变阻器总阻值较小(2)该组同学对实验电路进行了改进，设计了图2、图3两个电路，你认为比较合理的是图（填“2”或“3”），定值电阻应选（填器材前面的字母序号）。(3)在（2）中正确选择电路后，根据测得的电压和电流数据作出图像如图4所示，根据图像可以得出电源的电动势是，内阻是。(4)考虑到电压表和电流表都不是理想电表，下列选项中实线是根据本实验的数据描点作图得到的图像，虚线是该电源在没有电表内阻影响的理想情况下所对应的图像，则可能正确的是_____（填选项序号）。A． B．C． D．3．（2025·安徽·模拟预测）为测定两节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材：A．待测的干电池，每节电池的电动势约为1.5V，内阻均小于B．电流表，量程，内阻C．电流表，量程，内阻D．滑动变阻器E.定值电阻F.开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中没有电压表，但给出了两个电流表，于是设计了如图（a），（b）所示两个参考电路图，其中合理的是图。（填“a”或“b”）(2)该同学从图中选出合理的实验电路后进行实验，利用测出的数据绘制出图线（为电流表的示数，为电流表的示数。在初步分析电路时，所在支路的电流可忽略），如图（c）所示，已知图像的斜率大小为，纵截距为，则该干电池组的电动势，该干电池组的内阻（用题中所给的各物理量符号表示）。(3)若考虑所在支路的电流，这样测出的电动势比真实值（填“偏大”“偏小”或“相等”）。02安阻法测电源的电动势和内阻4．（25-26高三上·安徽·开学考试）某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r，设计了如图甲所示电路，所用器材如下：干电池、电流表G、定值电阻、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，闭合开关S，逐次改变电阻箱的阻值R，记录对应的电流表的电流I，回答下列问题：(1)在电路中起（填“保护”或“分流”）作用；(2)该小组将G当成理想电流表，得到的与E、r、的关系式为；(3)根据记录数据作出图像，如图乙所示。已知，可得V（保留三位有效数字），Ω（保留两位有效数字）；(4)该小组讨论后认为要考虑电流表G内阻，此时应修正（2）中的（填“E”、“r”或“E和r”）。5．某实验小组要测量一款锂电池的电动势E和内阻r，设计了如图甲所示的电路，所用器材有电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接，闭合开关S，逐次改变电阻箱的阻值R，用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题：(1)（用E、r、R、R0表示）。(2)根据记录的数据作出图像，如图乙所示。已知R0=7.0Ω，可得E=V，r=Ω。（结果均保留两位有效数字）(3)电流传感器的电阻对本实验电池电动势的测量，结果（填“有”或“无”）影响。6．（2025·内蒙古·模拟预测）某同学利用两只5Ω的标准电阻和一只双量程（0-0.6A和0-3A）电流表测量一未知电源的电动势和内阻。第一次两只标准电阻串联后接入电路，如图甲所示，电流表指针如图乙所示；第二次两只标准电阻并联后接入电路，如图丙所示，电流表指针如图丁所示。(1)乙图中电流为A；(2)若电流表内阻忽略不计，则电源电动势的测量值为V，电源内阻的测量值为Ω（结果保留两位有效数字）；(3)若电流表内阻不可忽略，则电源电动势的测量值真实值，电源内阻的测量值真实值（填“>”、“<”或“=”）。7．（2025·江苏徐州·二模）某实验小组利用铜片、锌片和梨制作了水果电池，并测量该水果电池的电动势和内阻，探究电极间距对和的影响。如图甲所示为实验电路图，已知电流表内阻为、量程为，电阻箱阻值的变化范围为。（1）连接好电路后，在开关闭合前，电阻箱的阻值应调节到（选填“最大”“最小”或“任意值”）；（2）调节电阻箱，改变电流，利用所测实验数据作出图像，其中电压；（3）实验中依次增大铜片与锌片的间距，分别得到的图像如图乙中的、、、；（4）由图乙可知，在该实验中，随电极间距的增大，该水果电池的电动势将（选填“增大”“减小”或“不变”），内阻将（选填“增大”“减小”或“不变”）；（5）曲线对应的电池电动势，内阻（均保留三位有效数字），该电动势的测量值无系统误差，请简要说明理由：。8．（2025·江苏徐州·一模）如图甲所示，某实验小组要将一量程为μA、内阻为的微安表改装为量程为的电流表。(1)改装微安表时需要并联一个电阻，则该电阻的阻值=。(2)改装后利用一标准毫安表进行校准，发现读数总比准确值偏大些，为校准电表，下列措施可行的是_____。A．将一个阻值较大的电阻与并联B．将一个阻值较小的电阻与并联C．将一个阻值较小的电阻与串联D．将一个阻值较大的电阻与串联(3)该小组设计了如图乙所示的电路来测量锂电池的电动势E和内阻r。在实验中，多次改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出的关系图线如图丙所示，在考虑电流表内阻的前提下与R的关系式为（用I、R、E、r、表示），由图丙可求得锂电池的电动势E=（用题图丙中的字母a、b、c表示）。(4)实验时，该小组进行了多次测量，测量期间一直保持电路闭合且时间较长，这样操作是否合理？（选填“合理”或“不合理”），理由是。03伏阻法测电源的电动势和内阻9．（2025·安徽合肥·模拟预测）某学习小组按照如图1所示的电路图安装实验器材，测量一节干电池的电动势和内阻，其中R为电阻箱，定值电阻。(1)实验中多次改变电阻箱的阻值R，从电压表上读出相应的示数U，发现U与R不成线性关系，于是求出了各自的倒数如下表所示：测量次数12345670.0250.0500.1000.1250.2000.2500.5000.7590.8280.8081.0351.2421.3802.070根据表中的数据和实验原理，可以判断出第次（填序号）测量的数据是错误的，原因是。(2)该小组作出的图像如图2所示，可知该干电池电动势的测量值为E=V，内阻为r=Ω。（结果均保留3位有效数字）(3)若流过电压表的电流不能忽略，由此测得的干电池的电动势与真实值相比（选填“偏大”“相等”或“偏小”）。10．（2025·黑龙江吉林·模拟预测）如图甲所示为一节的叠层电池，某同学想利用伏阻法测量其电动势和内阻。(1)实验室所提供的电压表量程为，内阻为，由于其量程太小，需要将它与一个阻值为的定值电阻串联，改装成量程为的电压表。(2)该同学设计电路如图乙所示，调节电阻箱的阻值，记录电阻箱读数及改装后电压表的示数，获得多组数据，画出，测得其斜率为，截距为。若不考虑电表对电路的影响，则根据图线可得该电池的电动势、内阻。(3)若考虑电表对电路的影响，则该电池的电动势测量值真实值，内阻的测量值真实值。（均填“>”“<”或“=”）11．（2025·河南·三模）为了测量某一旧电池组的电动势和内阻，某实验兴趣小组设计了如图甲所示电路图，所用实验器材如下：旧电池组（电动势约为，内阻约为几十欧姆）电压表（量程为，内阻）定值电阻（阻值为）单刀双掷开关一个，导线若干（1）根据图甲所示电路图，完成图乙中的实物图连线。（2）实验操作步骤如下：①将单刀双掷开关与1接通，仅用电压表直接测量电源两端电压，记录电压表示数；②将单刀双掷开关与2接通，使得电压表与定值电阻串联后接入电源，记录电压表示数；（3）若测得，的读数如图丙所示，读出，由此得出V，；（保留三位有效数字）（4）如果电压表的实际内阻大于标称值，最终测出的电池内阻阻值（填写“偏大”、“偏小”或“无影响”）。12．（2025·全国·模拟预测）某实验小组要测量电源的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。实验器材如下：①待测电源E（电动势约6V）②电压表V（量程3V、内阻约3kΩ）③滑动变阻器R④定值电阻R0（1.2Ω）⑤电阻箱R1（最大阻值9999Ω）⑥刻度尺⑦开关、导线若干（1）该小组先将电压表V和电阻箱R1按照图1所示接入电路。（2）将滑动变阻器的滑片P移到最左端，并将电阻箱的阻值调为零，闭合开关，调节滑片P，使电压表示数满偏。（3）保持滑片P的位置不变，调节电阻箱，使电压表的示数为1.5V，此时电阻箱和电压表串联后的“组合体”所能测量电压的最大值为V。（4）将（3）改装后的电压表V1按照图2所示连接电路，开关S闭合前，滑片P应处于（填“a”或“b”）端。（5）闭合开关S，移动滑片P至适当位置并记录原电压表V的示数U，断开开关S，记录滑片P与a端的距离l。（6）多次重复步骤（5），根据记录的若干组U、l，作出图4中图线Ⅰ。（7）按照图3所示电路将定值电阻R0接入电路，多次重复步骤（5），根据记录的若干组U、l、作出图4中图线Ⅱ。（8）图线I、Ⅱ的反向延长线与纵轴交于同一点b，两图线的斜率分别为、，且，则待测电源的电动势V，内阻Ω。13．（2025·河南·二模）一同学想测量一个干电池组的电动势和内阻，同时测未知电阻的阻值，从下列实验器材中，选出合适器材，设计了如图甲所示的电路图。待测干电池组（电动势约，内阻未知）；定值电阻为；待测电阻（阻值约）；定值电阻为；电压表（量程，内阻为）；电阻箱；电压表（量程，内阻约）；单刀单掷、双掷开关各一只，导线若干。(1)根据该同学的设计思想，电压表a、b分别为、（均选填“①”或“⑦”），与电压表a串联的定值电阻为（选填“”或“”）。(2)该同学要测干电池组的电动势和内阻，根据图甲所示的电路，闭合开关，将单刀双掷开关拨向1，改变电阻箱的阻值，记录对应的电压表a的示数，作出的关系图像如图乙所示，已知此图像的斜率为，纵坐标上的截距为，不考虑电压表的分流，则该电池组的电动势为，内阻为。（均用和表示）(3)该同学将单刀双掷开关拨向2，调节电阻箱的阻值为时，发现两电压表的示数恰好相等，则待测电阻，此测量值（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。14．（2025·天津武清·二模）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1.5V，内阻约为1.5kΩ）、电流表（量程0.6A，内阻为1Ω）、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)用图1所示电路测量干电池电动势和内阻。调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图2所示的U-I图像（U为电压表读数、I为电流表读数）。则待测干电池电动势E=V（保留3位有效数字）、内阻r=Ω（保留1位小数）。(2)该小组也尝试用图3所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是______。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15．（2025·陕西宝鸡·三模）在测量一节干电池的电动势和内阻实验中，实验室除待测电池、开关、导线外，还提供下列器材：A．电流表A（量程0~0.6A，内阻约0.125Ω）B．电压表V（0~3V，内阻约3kΩ）C．滑动变阻器R1（0~10Ω）D．滑动变阻器R2（0~100Ω）(1)为了方便操作和读数，变阻器应选（选填“R1”或“R2”），为减小实验误差，应选择图（选填“甲”或“乙”）所示的实验电路。(2)某实验小组采用（1）中选择的电路测量的电压U和电流I的数据如下表格。电压（V）1.301.141.120.980.820.74电流（A）0.100.200.250.300.400.45请在图丙的U-I坐标系中描点作图，并通过图像求出干电池的电动势E=V，内阻r=Ω（均保留三位有效数字）。(3)不同的小组同学分别用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完成上述实验后，发现不同小组测出的电池组的电动势基本相同，只是内阻差异较大。同学们选择了内阻差异较大的A、B两个电池组进一步探究，测量U、I并计算电池组内阻的热功率P1和总功率P2分别画出了如图所示的P1-U和P2-U图像。若已知B电池组的内阻较大，下列各图中可能正确的是。A． B．C． D．16．（2025·安徽六安·模拟预测）当两个电源直接并联在一起时，如果流过电源的电流为零，则这两个电源的电动势相等。根据这一结论，某实验小组设计了如图1所示的实验电路来测量电源的电动势。图中acb为均匀电阻丝，E为供电电源（内阻可忽略），为标准电源的电动势，为待测电源的电动势，E大于和。测量过程如下：A．将开关S合向触点1，调节滑动头P至位置c，使电流计G的示数为零，测出此时电阻丝cb间的长度；B．再将开关S合向触点2，调节滑动头P至位置，使电流计G的示数仍为零，测出此时电阻丝间的长度。(1)回答下列问题：①由此可知待测电源的电动势（用、、表示），测得、，标准电源的电动势，则待测电源的电动势V；②若供电电源的内阻不能忽略，将会造成待测电源的电动势测量值（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。(2)实验小组将电源与一个阻值为的定值电阻串联后，测得流过电阻的电流为，则该电源的内阻=；若将两个图线均如图2所示的小灯泡串联后接在该电源上，则每个小灯泡消耗的电功率=W（结果均保留2位有效数字）。17．（2025·陕西咸阳·模拟预测）某兴趣小组利用铜片、锌片和柠檬汁制作了水果汁电池，并用电流传感器和电阻箱测量水果汁电池的电动势和内阻。实验室可提供的器材还有：电压表、开关、刻度尺、导线若干。实验步骤如下：（1）制作水果汁电池：将铜片和锌片相隔适当距离平行插入含柠檬汁的容器中，保证铜片与锌片插入柠檬汁的深度一致。（2）设计实验电路：该兴趣小组利用器材设计了如图1所示的电路图，请在图2中完成实物图连线。（3）进行实验和数据处理：①在连接电路后，开关闭合前，应调节电阻箱阻值至（填“最大”或“最小”）；②闭合开关S，调节电阻箱的阻值R，记录与之相对应的电流传感器的读数I；重复操作多次，记录相应的数据；③该小组通过数据处理得到的拟合函数关系为（均为国际单位制单位），则该水果汁电池的电动势V，内阻（结果均保留一位小数）；若考虑电流传感器的内阻，内阻r的测量值比真实值（填“偏大”“偏小”或“不变”）；④实验结束后，断开开关前，该小组成员不小心触碰了一下容器，导致铜片与锌片插入柠檬汁深度略微增大，发现电流传感器的示数发生变化，于是断开开关，用电压表测得锌片和铜片之间的电压几乎不变，则其示数变化的原因可能是。18．（2025·河南·三模）某实验小组用如图甲所示电路测量由两节干电池串联而成的电池组的总电动势（约为3V）和内阻。除待测电池组、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：电压表V（量程为0~1.5V，内阻很大）；电阻箱（阻值范围为0~999.9）；定值电阻（阻值为4，额定电流为1A）；定值电阻（阻值为2，额定电流为0.2A）。(1)实验中，电压表的活动测量端应该接（填“”或“”）点，定值电阻应选（填“”或“”）。(2)按照电路图，请在图乙中用笔画线代替导线，将实物图连接完整。(3)闭合开关S，调节电阻箱的阻值，测出多组电压表示数U、电阻箱的阻值R，记入下表。组次12345672.001.671.391.000.830.770.71U/V0.500.600.721.001.201.301.40R/Ω0.91.11.42.22.93.33.81.110.910.710.450.340.300.26根据记录表中的实验数据在图丙中作出图像，如图丙所示，由图像可得出该电池组的总电动势为V，总内阻为Ω。（结果均保留两位有效数字）(4)由于上述实验存在系统误差，测出的电池组的总电动势（填“偏大”或“偏小”）。19．（2025·湖北武汉·模拟预测）某实验小组利用高中电学实验室中的常见器材研究水果电池的特性。经查阅资料了解到，单个水果电池电动势较低（约），主要影响因素有水果的酸性强度、金属电极的材料种类等。水果电池的内阻通常较大，一般在几百到几千欧姆，主要影响因素有水果的种类、电极的插入深度和间距等。(1)该小组利用铜片、锌片和冬枣制作了一个水果电池，他们尝试将若干个水果电池依次串联起来给“1.5V

0.3A”的小灯泡供电，发现小灯泡始终不发光，其原因是（）A．水果电池电动势太大 B．水果电池电动势太小C．水果电池内阻太大 D．小灯泡内阻太大(2)该小组希望精确测量该水果电池的电动势和内阻，实验室有以下器材可供使用：量程0~100μA、内阻的微安表、最大阻值为电阻箱2个（、）、开关、导线若干。①为将微安表改装成量程的电压表，串联电阻箱的阻值应调节为，改装好的电压表内阻记为。②将改装好的电压表接入测量电路，电路如图（a）所示。多次改变电阻箱的阻值，同时记录相应的电压表示数，绘制出关系图线，如图（b）所示，图线斜率为，纵轴截距为。根据绘制的图线，可得该水果电池的电动势为，内阻为。(3)请根据所学物理知识推断，实验时若将电极片插入得更深一点，则水果电池的内阻（填“变大”、“变小”或“不变”）。20．（2024·北京·高考真题）某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图1所示。连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图2所示，可得：该电池的电动势E=V，内阻r=kΩ。（结果保留两位有效数字）21．（2024·辽宁·高考真题）某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻（阻值为）、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电