第36讲 测量电源的电动势和内阻（专项训练）（四川专用）（学生版）

第36讲测量电源的电动势和内阻目录TOC\o"1-2"\h\u01课标达标练题型01测量电源的电动势和内阻02核心突破练03真题溯源练01测量电源的电动势和内阻1.某实验小组的同学为了测量电源的电动势和内阻，设计了图甲所示的电路图。已知电流表的量程为20μA、内阻为rA=10Ω，电阻箱R1最大阻值99.9请回答下列问题。(1)用笔画线代替导线完成图乙中的实物图连线。(2)为了完成实验，该小组的同学将电流表改装成3V量程的电压表（改装后可看成理想电表），则电阻箱R2的阻值应调为Ω；实验时，将电阻箱R1调到合适阻值R0，闭合S1，将单刀双掷开关拨到a位置，电流表读数为I1，然后将单刀双掷开关拨到b位置，电流表的读数为(3)闭合S1，将单刀双掷开关拨到a位置，调节电阻箱R1，记录R1的阻值和对应的电流表的示数I，作出I−IR1图像如图丙所示，则电源的电动势2.某学习兴趣小组将铜片和锌片磨光后分别平行插入番茄和土豆制成果蔬电池进行实验探究。实验电路如图甲所示，实验中用到的电流传感器和电压传感器都可看成理想电表，经实验采集数据并正确分析计算后得到的电池参数见表中数据。电池电动势E（V）内阻r（Ω）番茄0.6959291.81土豆0.7549559.59(1)在进行实验时，应选用最大阻值为（填正确答案标号）的电阻箱。A．99.99Ω B．999.9Ω C．9999Ω(2)番茄电池把2C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力所做的功为J（结果保留两位小数）。(3)对实验过程的表述，下列说法正确的是（填正确答案标号）。A．连接电路时开关应该处于断开状态B．电压传感器的读数就是电动势值C．若电阻箱的阻值R不断增大，电压传感器的示数随阻值R变化呈线性变化D．为了完成电动势和内阻的测量，图甲电路可以不用电流传感器，只用电压传感器和电阻箱就可以完成实验(4)图甲电路可以不用电压传感器，只用电流传感器和电阻箱就可以完成实验，实验过程中多次改变电阻箱的阻值R、测量对应的电流I并分别绘制出番茄电池和土豆电池的R−I−1关系图线如图乙所示，其中土豆电池对应的图线为(5)下列对图乙的分析正确的是（填正确答案标号）。A．图线的斜率表示电源的电动势的倒数B．图线的斜率表示电源的电动势C．图线的纵截距表示电源的内阻D．图线①②的交点表示两电源的路端电压相等3.某实验小组的同学利用实验室提供的实验器材，进行测量电池组电动势和内阻实验。可用器材如下：A．电池组（电动势约为3V，内阻约为1Ω）B．表头A（量程0~200μA，内阻RAC．电阻箱R₁（阻值调节范围0~99.9Ω）D．电阻箱R₂（阻值调节范围0~999.9Ω）E．开关1个、导线若干(1)该小组同学设计的实验电路分别如图（a）中的甲、乙所示，结合器材规格可知，电路图（填“甲”或“乙”）较合适，且在实验过程中应将电阻箱（填“R1”或“R2”）的阻值调为(2)结合所选电路图，在图（b）中用笔画线代替导线将实物图连接完整。(3)连接电路后，通过改变另一电阻箱接入回路的阻值R2，记录多组电表示数I和R2的值，作出的关系图像如图（c）所示，则电池组的电动势E=V，内阻r=4.某小组为准确测量电池组的电动势E和内阻r，实验室提供了以下器材：电流表A1：量程10mA，内阻10Ω；电流表A2：量程50mA，内阻20Ω；定值电阻：R1=40Ω，R滑动变阻器R（0~100Ω）；电池组；导线及开关。(1)为完成实验，设计了如图所示电路，需要将一个电流表改装成量程为3V的电压表，将另一电流表量程扩大为60mA，结合所给定值电阻，图中Q应为电流表（选填“A1”或“A2”），保护电阻c应为定值电阻（选填“R1”“R2”或“(2)闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表Q有示数且不变，电流表P始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，将电流表Q左端的导线从N点拆开，再分别试触M1、M2、M3三个位置时，发现电流表Q均没有示数。若电路中仅有一处故障，则故障为________（选填选项前的字母）。A．M1N间断路 B．M1M2间短路C．M2M3间短路 D．M3M4间断路(3)排除电路故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器，得到多组电流表A1、A2的示数，作出了I2-I1图像如图所示，可知电池组电动势E=V；内阻r=Ω。（以上结果均保留三位有效数字）5.某物理兴趣小组要测量一电池组的电动势和内阻，实验室提供下列一些仪器：A．电池组（电动势约为3V，内阻约为10Ω）B．电压表V（量程0~15.0V，内阻约为3000Ω）C．电流表A（量程为0~2mA，内阻Rg=12Ω）D．定值电阻R0=6ΩE.电阻箱R1（0~999Ω，0~1.0A）F.滑动变阻器R2（0∼2000Ω，0∼1.0A）；G.导线及开关(1)同学们根据提供的器材，设计了如图甲所示的a、b两种测量电路，经讨论后认为a测量电路不合理，应选b测量电路。请说明a测量电路不合理的原因：。（只需说明其中一个原因）(2)请在图乙中按照b电路图连接测量电路。(3)将测量数据的单位统一成国际单位，根据记录数据作出如图所示的图像（I为电流表A的示数，R1为电阻箱的阻值），若测得图线纵截距为13.5，图线斜率为0.94，则电池组电动势E=V；内阻r=Ω。（结果均保留一位小数）(4)误差分析：根据以上实验方案及数据处理方法测得的电源电动势测量值真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。6.某同学为了测量某一节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材：A．待测干电池（电动势约为1.5V，内阻约为1B．电流表A1（量程0.6A，内阻较小）C．电流表A2（量程300μA，内阻RgD．滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流为2A）E．滑动变阻器R2（0～2kΩ，额定电流为1A）F．电阻箱R0（阻值为0～99999.9ΩG．开关一个，导线若干为了能比较准确地进行测量，根据要求回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选（选填“R1”或“R2”）。(2)为了操作方便，需利用电流表A2和电阻箱改装成量程为3V的电压表，需（选填“串联”或“并联”）阻值R0=Ω的电阻箱。(3)请根据电路图甲将图乙中的实物连接完整，要求闭合电键S前，应将滑动变阻器的滑片移到最左端。(4)闭合电键S后，多次调节滑动变阻器，测得多组电流表A1、A2的示数I1、I2，绘制出I2−I1图像，如图丙所示，则电源的电动势E=，电源的内阻r=（结果均用a、b、R07.某同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R待测电源E（不计内阻）待测电阻R1，定值电阻电流表A（量程为0.6A电阻箱R单刀单掷开关S1，单刀双掷开关导线若干。（1）先测电阻R1的阻值（R1只有几欧姆）。请将小明同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r1和对应的电流表示数I；将S2切换到b，调节电阻箱，使，读出此时电阻箱的示数r（2）该同学已经测得电阻R1=2.0Ω，继续测电源电动势E。该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，由测得的数据，绘出了如图所示的1I~R图线，则电源电动势E=（3）若实际电流表A内阻不可忽略，则R2的测量值8.某实验探究小组设计了如图（a）所示的电路测电源电动势E和内阻r，并测出定值电阻R1的阻值。实验器材有：待测电源E（内阻为r），待测电阻R1，电压表V（量程为1.5V，内阻很大），电阻箱R（0~99.99Ω），开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。(1)为测试电路，闭合开关S1后，将开关S2先后分别与触点a、触点b接通，电压表有示数但无变化，则故障可能是______。A．电阻R1短路 B．电阻R1断路C．电阻箱R短路 D．电阻箱R断路(2)排除故障后，先测R1的阻值，闭合开关S1，将开关S2切换到触点a，读出电阻箱的示数、电压表的示数分别为R0、U0，保持电阻箱的示数不变，（补全此处的操作），读出电压表的示数为U1，则定值电阻R1=Ω。(3)测得R1=4.8Ω后，将开关S2掷于触点a，继续测电源的电动势和内阻，作出了1U一1R图像如图（b）所示，则电源的电动势E=V，内阻r=9.某同学为了测量某新型电动自行车电瓶的电动势和内阻，现有实验器材如下：A．待测电源（电动势约为30V，内阻约为3B．电压表（量程为3V，内阻为1C．电流表（量程为2A，内阻约为0.1D．滑动变阻器（0~50Ω，3E．电阻箱R（最大阻值9999.9ΩF．定值电阻RG．开关和导线若干（1）为了完成实验，该同学扩大电压表的量程为30V，那么他应该将电阻箱的阻值调到Ω（2）将改装后的电压表（表盘未换）与电流表连成如图（a）所示的电路，测量电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的触头，读出电压表示数U和电流表示数I，作出图像如图（b）所示，则电源的电动势为V，内阻为Ω（结果保留一位小数）。（3）对改装后的电压表进行后期校准时，发现示数与标准值总有偏差，怀疑是电压表标示的内阻值1kΩ①将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零；②闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表示数为3．00V；③保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表示数为1．50V时，电阻箱的读数为9010Ω，则电压表内阻的测量值为Ω（结果保留整数），该测量值10.某同学准备测量电池组的电动势和内阻。除被测电池组、开关、导线若干外，还有下列器材供选用：A．电压表V1（量程为15V，内阻约为10000B．电压表V2（量程为6V，内阻约为3000C．电阻箱R（0~99.9ΩD．定值电阻RE．定值电阻R（1）该同学首先用多用电表的直流10V挡粗略测量电池组的电动势，电表指针如图甲所示，则该电表读数为V；（2）已知电池组的内阻约为1Ω，为准确测量电池组的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路图，其中电压表应选择（选填“A”或“B”）；定值电阻R0应选择（3）改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出1U—1R的图像如图丙所示，图线横、纵坐标轴的截距分别为−q、p，定值电阻的阻值用R011.小钟同学想测如图（a）所示一块薄方块电阻R0的阻值，同时测干电池的电动势E和内阻r，他设计了如图（b）所示电路。已知方块电阻的上、下表面都是边长为L①断开开关K，闭合开关S，改变电阻箱R的阻值，记录多组不同R对应的电压表示数U；②将开关S、K都闭合，改变电阻箱R的阻值，再记录多组不同R对应的电压表示数U；（1）画出步骤①、②所记录数据对应的1U随1R变化关系的图像分别对应图（c）中的两条图线甲和乙，横截距为−a1、−（2）根据图（c）的数据可求得电源的电动势E=，电源内阻r=，方块电阻的阻值R0=。（用（3）若考虑电压表内阻的影响，则方块电阻的上述测量值（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。12.某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：电池组（电动势约为6.0V，内阻约为1Ω）灵敏电流计G（满偏电流Ig=100μA，内阻Rg=200Ω），定值电阻R同学们研究器材，思考讨论后确定了如下的实验方案，请你将该方案补充完整。（1）若想把灵敏电流计G改装成量程为8V的电压表，需要一个定值电阻R1（2）为了准确测出电池组的电动势和内阻，在图中虚线框中设计电路图，请把该电路图补充完整。

（3）采集灵敏电流计G的读数I，电阻箱的读数R，作出了图像如图乙所示，已知图线的斜率为k，纵截距为b，电源中的电流远大于电流计G中的电流，则所测得电池组的内阻r=；（用题目中所给的字母表示）

（4）组长还组织大家继续研讨，图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把三个该型号的灯泡并联后再与R2=9.0Ω的定值电阻串联起来接在上述电池组上（若测得电池组的电动势E＝6.0V，内阻r=1.0

13.物理实验小组的同学在实验室测量了一些电学物理量。（1）甲同学在“测量金属丝电阻率"实验中，用螺旋测微器测得金属丝的直径d如图1所示，为mm。（2）乙同学设计了如图2所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R待测电源E（不计内阻）待测电阻R1，定值电阻电流表A（量程为0.6A电阻箱R（0~99.99Ω单刀单掷开关S1，单刀双掷开关导线若干①先测电阻R1的阻值（R闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r1和对应的电流表示数I；将S2切换到b，调节电阻箱，使，读出此时电阻箱的示数r2；则电阻②乙同学已经测得电阻R1=1.6Ω，继续测电源电动势E。他的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，根据测得的数据绘出了如图3所示的1I−R图像。由图像可知，电源电动势E=③若实际电流表A内阻不可忽略，则R2的真实值14.某实验小组的同学根据学过的物理知识，利用下列器材中的部分器材来测定两节干电池串联时的电动势和内阻。实验器材如下：电流表A1，量程为0∼3.0mA，内阻电流表A2，量程为0∼0.6A，内阻约为定值电阻R0定值电阻R1滑动变阻器R2，最大阻值为20开关S一个，导线若干。（1）根据所给实验器材，电路中a、b处分别应为和。（填所选器材的符号）（2）连好实验电路进行测量，电流表A1的示数用I1表示，电流表A2实验次数1234567I0.600.901.201.501.802.102.40I0.440.380.260.210.150.10（3）请在丙图中描点并画出I1−I2对应的图线，由图线可得该干电池的电动势E=V，内阻（4）若不考虑偶然误差，本实验干电池电动势的测量值和真实值的关系为E测E真；测得的电源内阻和真实值的关系为r测15.甲同学在使用手电筒时发现灯泡发出的光变暗了，于是想到将手电筒里串联的两节旧干电池中的一节更换为同规格的新电池，将新、旧电池搭配使用。乙同学则指出课本必修第三册中在关于电池组相关内容中提到同型号的新、旧电池不合适组成电池组。于是，甲、乙两同学想设计方案来探究手电筒中将新、旧电池搭配使用是否合理。Ⅰ.一节旧干电池的电动势约为1.4V，内阻约为几欧姆。为测量其电动势和内阻，实验室提供以下器材：电压表（量程0～3V，内阻很大），电流表（量程0～0.6A，内阻约2Ω），滑动变阻器（0～20Ω），开关S和导线若干。(1)为尽量减小实验误差，实验电路图应采用（填“图（a）”或“图（b）”）方案；(2)通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U，利用这些数据画出了U﹣I图线，如图（c）所示。由图线得此干电池的电动势E=V，内阻r=Ω。Ⅱ.两同学获知手电筒中小灯泡的电阻为4Ω（电阻视为不变），且通过查阅资料得出电动势和内阻分别为（E1，r1）和（E2，r2）的两电池串联后形成的电池组的电动势为E1+E2，内阻为r1+r2。(3)两同学获悉一节同型号新电池的电动势为1.5V，内阻为0.2Ω。若将已测得电动势和内阻的旧电池与一节同型号的新电池串联作为电池组为小灯泡供电时，电池组效率为η1；两节同型号的新电池串联作为电池组为小灯泡供电时，电池组效率为η2，则η1η216.某物理兴趣小组想要测定一电源（电动势约为3V）的电动势和内阻，要求尽可能减小实验误差。可供选择的器材有：A．电流表A（量程为0.6A、内阻约为1Ω）；B．电压表V（量程为3V、内阻为5kΩ）；C．滑动变阻器（最大阻值为20Ω，允许通过的最大电流为2.0A）；D．滑动变阻器（最大阻值为2kΩ，允许通过的最大电流为1.0A）。(1)本实验中滑动变阻器应选用。（填“C”或“D”）(2)在虚线框中画出实验电路的原理图；

(3)该小组进行正确的实验操作，得到几组电压表和对应的电流表的示数如下表所示，请在坐标方格上作出U−I图像，并根据图像得出该电源的电动势E=、内阻r=（结果均保留两位有效数字）。12345U2.502.351.901.451.18I0.060.100.200.300.36

(4)若实验操作及数据处理均无误，则电源电动势的测量值（选填“大于”、“小于”或“等于”）电源电动势的真实值。若测出电源内阻的值为r1，则电源内阻的真实值为（用r17.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R0）、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路图。(1)实验步骤如下：①将电阻丝拉直固定，按照图（a）连接电路，金属夹置于电阻丝的A端；②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L；③多次重复步骤②，根据记录的若干组UL的值，为了减小误差利用线性图像来测量电池的电动势和内阻，若以1U为纵坐标，则应以（选填“L”或“④按照图（b）将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线II。(2)由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势E=。(3)由图线求得I、II的斜率分别为k1、k2，则待测电池的内阻r=（用k1、k2和R0表示）。(4)探究小组想要继续测定电阻丝的电阻率，用螺旋测微器测量出电阻丝的直径，记为D，则电阻丝的电阻率ρ=（用b、k1、k2和R0和D表示）。18.某同学用如图甲所示的电路来测量某新型电池的电动势E、内阻r和电流表的内阻Rg。已知新型电池的电动势约为6V、内阻约为2Ω，电流表的量程为30(1)断开S1和S2，先将电阻箱R的阻值调到（填“最大阻值”或“零”），闭合S1，调节电阻箱R的阻值，使电流表的指针指在满偏刻度，再将S2闭合，调节电阻箱R′的阻值为R0(2)保持S1和S2闭合，电阻箱R′的阻值不变，调节电阻箱R的阻值，记录下电阻箱R的阻值及对应的电流表的示数，得到多组R、I数据，绘制1I−R图像如图乙所示。若测得R0=11.419.某课外活动小组设计了如图甲所示的电路图测量电源电动势和内阻，电压表和电流表内阻未知。(1)按照图甲连接电路，将电阻箱R调到最大值，保持S1断开，将单刀双掷开关S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列电流表的读数I，作出1I(2)将电阻箱R调到最大值后，闭合开关S1，将单刀双掷开关S2掷向b，改变电阻箱R的阻值得到一系列电压表的读数U，作出1U(3)将乙、丙两个图像综合起来考虑，可以避免由于电表内阻带来的系统误差。测得图乙和图丙中图线斜率分别为k1、k2，纵轴截距分别为b1、b2，则电源的电动势E=20.某学习小组测量电源的电动势和内阻，并测量某样品管中污水（含有大量正、负离子）的电导率σ（电导率σ为电阻率ρ的倒数）。该样品管由绝缘材料制成，粗细均匀且左右两端封闭，在左右两个内侧面上固定有正对的导线连接，左右两侧面厚度不计，如图1所示。(1)测得该样品管的长度为L，用20分度的游标卡尺测量该样品管的内径D，示数如图2所示，则D=cm。(2)用图3所示电路（电流表为理想电表），测量电源的电动势和内阻，并测量该样品管中污水的电阻Rx。①闭合开关S2和S1，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表示数I，并绘制1I②断开开关S2，闭合开关S1，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表示数I，并绘制1I③由1I−R图像可得，该电源的电动势E=，内阻r=；该样品管中污水的电阻Rx=。（用a、b、c、(3)该样品管中污水的电导率σ=（用L、D、a、b、c、d表示）。21.（全国乙卷·高考真题）一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势E（约1.5V）和内阻r（小于2Ω）。图中电压表量程为1V，内阻RV=380.0Ω：定值电阻R0

（1）为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选Ω（填“5.0”或“15.0”）；（2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；（3）根据图（a）所示电路，用R、R0、RV、E和r表示1U，得（4）利用测量数据，做1U

（5）通过图（b）可得E=V（保留2位小数），r=Ω（保留1位小数）；（6）若将图（a）中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E′，由此产生的误差为E′22.（浙江·高考真题）在“测定电池的电动势和内阻”实验中，（1）用如图1所示的电路图测量，得到的一条实验数据拟合线如图2所示，则该电池的电动势E=V（保留3位有效数字）；内阻r=（保留2位有效数字）；（2）现有如图3所示的实验器材，照片中电阻箱阻值可调范围为0～9999Ω，滑动变阻器阻值变化范围为0～10Ω，电流表G的量程为0～3mA、内阻为200Ω，电压表的量程有0～3V和0～15V。请在图3中选择合适的器材，在答题纸相应方框中画出两种测定一节干电池的电动势和内阻的电路图。23.（广东·高考真题）某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（R0=5Ω①在图（b）的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接；②请完成下列主要实验步骤；A．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图（c）所示，读得电阻值是；B．将开关s1C．将开关s2,电压表的示数是1.16V；断开开关s③使用测得的数据，计算出干电池的内阻是（计算结果保留二位有效数字）．④由于所有电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏(填“大”或“小”)。24.（海南·高考真题）某同学利用图（a）中的电路测量电流表A的内阻RA（约为5Ω）和直流电源的电动势E（约为10V）。图中R1和R2为电阻箱，S1和S2为开关，已知电流表的量程为100mA，直流电源的内阻为r。（1）断开S2，闭合S1，调节R1的阻值，使A满偏；保持R1的阻值不变，闭合S2，调节R2，当R2的阻值为4.8Ω时A的示数为48.0mA，忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，经计算得RA=Ω；（2）保持S1闭合，断开S2，多次改变R1的阻值，并记录电流表的相应示数。若某次R1的示数如图（b）所示，则此次R1的阻值为Ω；（3）利用记录的R1的阻值和相应的电流表示数I，作出I-1-R1图线，如图（c）所示，用电池的电动势E、内阻r和电流表内阻RA表示I-1随R1变化的关系式为I-1=，利用图（c）可求得E=V。（保留2位有效数字）25.（北京·高考真题）用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约为1Ω）。其中R为电阻箱，电流表的内电阻约为0