高考物理一轮复习实验9测定电源的电动势和内阻练习(含解析)

2021届高考物理一轮复习电学实验专项训练（五）实验：测量电源电动势及内阻

1.某同学利用如图甲所示的电路测量电源的电动势E和内阻r，所用的实验器材有：一个电压表V、一个电阻箱R、一个5.0的定值电阻0R，一个开关和导线若干。

（1）根据电路图，在图乙中用笔画线代替导线，将实物图连成完整电路；

（2）该同学为了用作图法来确定电源的电动势和内阻，以1U为纵轴、1R为横轴作出的图像如图丙所示，则该图像的函数表达式为：________________。（用含有0URREr、、、、的函数表达式表示）

（3）由图像可求得，该电源的电动势E__________V，内阻r________Ω。（结果均保留2位有效数字）

2.为了测定某电源的内阻，实验室提供了如下器材：

电阻箱R、定值电阻0R、两个电流表1A和2A、电键1S、单刀双掷开关2S、待测电源、导线若干，现实验小组成员设计如图甲所示的电路图来完成实验。

（1）闭合电键1S，断开单刀双掷开关2S，调节电阻箱的阻值为1R，读出电流表2A的示数0I；将单刀双掷开关2S合向1，调节电阻箱的阻值，使电流表2A的示数仍为0I，此时电阻箱阻值为2R，则电流表1A的阻值A1R______。（用本问所述字母表示）

（2）将单刀双掷开关2S合向2，多次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后的电阻箱的阻值R

及电流表1A的示数I，实验小组成员打算用图象分析I与R的关系，以电阻箱电阻R为横轴，为了使图象是直线，则纵轴y应取______。

A.I B.2I C.1I D.21I

（3）若测得电流表1A的内阻为1，定值电阻02R，根据②选取的y轴，作出yR图象如图乙所示，则电源的内阻r_______。

（4）若不考虑由于读数等操作产生的偶然误差，按照本实验方案测出的电源内阻值_______。（选填“偏大”、“偏小”或“等于真实值”）

3.某一充电宝的产品参数如图甲所示。假设充电宝就是跟蓄电池和干电池一样的可移动直流电源。某同学想测量该充电宝在充满电后的电动势和内电阻，他剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑导线为负极，其余两根导线空置不用。实验室还提供了如下器材：

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《测定电源的电动势和内阻》

一、实验题

1. 如图a所示，是用伏安法测电电动势和内阻的实验电路图，为防止短路，接入一保护电阻𝑅0，其阻值为2𝛺.通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据，并作出如图b所示的𝑈−𝐼图象：

①根据𝑈−𝐼图象，可知电电动势𝐸=______V，内阻𝑟=______𝛺.

②本实验测出的电的电动势与真实值相比是______.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)

2. 为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，𝑅0=5𝛺为保护电阻．

(1)断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值．多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，并以1𝑈为纵坐标，以1𝑅为横坐标，画出1𝑈−1𝑅的关系图线(该图线为一直线)，如图乙所示．由图线可求得电池组的电动势𝐸=______V，内阻𝑟=______𝛺.(保留两位有效数字)

(2)引起该实验系统误差的主要原因是______。

3. 实验室中准备了下列器材：

待测干电池(电动势约1.5𝑉，内阻约1.0𝛺)，电流表𝐺(满偏电流1.5𝑚𝐴，内阻10𝛺)电流表𝐴(量程0～0.60𝐴，内阻约0.10𝛺)，滑动变阻器𝑅1(0～20𝛺,2𝐴)滑动变阻器𝑅2(0～100𝛺,1𝐴)，定值电阻𝑅3=990𝛺，开关S和导线若干 第2页，共23页

①某同学选用上述器材(滑动变阻器只选用了一个)测定一节干电池的电动势和内阻．为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器，应是______.(填代号)

②请在如图1方框中画出他的实验电路图．

③如图2为该同学根据实验数据作出的𝐼1−𝐼2图线(𝐼1为电流表G的示数，𝐼2为电流表A的示数)，由该图线可得：被测干电池的电动势𝐸=______V，内阻𝑟=______𝛺.

- 1 - 专题69 实验：测定电池的电动势和内阻

1．[2021·大连市测试]某实验小组要测量一节旧干电池的电动势和内电阻，用到下列器材：

灵敏电流计(内阻为50Ω)；电压表(0～3V，内阻约为10kΩ)；电阻箱R1(0～999.9Ω)；滑动变阻器R2；开关；导线若干．

由于灵敏电流计的量程太小，该实验小组用电阻箱R1与灵敏电流计并联，可使其量程扩大为原来的20倍，则改装后的电流表内阻为________Ω.

扩大量程后灵敏电流计的刻度盘并没有改变，将器材连接成如图甲所示的电路，调节滑动变阻器，读出了多组电压表示数U和灵敏电流计的示数IG，并作出了U－IG图线如图乙所示，由作出的U－IG图线及题中的相关信息，可求得干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.

2．[2021·湖南师大附中]利用多用电表和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图甲．调节电阻箱，记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I，作出R－1I的图线如图乙．由图乙可求得电动势E＝________V，内阻r内＝________Ω(结果均保留两位有效数字)；忽略偶然误差，本实验测得的E测和r测与真实值比较：E测________E真，r测________r真．(均填“<”“＝”或“>”)

3．[2021·哈九中测试]利用如图甲所示的电路，完成对电动势约为1.5V、内阻约为几欧姆的电源的电动势和内阻的测定．其中R为电阻箱，R0为阻值为150Ω的定值电阻．连接好电路后，通过调节电阻箱的阻值，读出了8组电压表的读数以及相对应的电阻箱的阻值，并以 - 2 - 电压的倒数1U为纵坐标、电阻箱的阻值R为横坐标，把记录的数据描绘在了坐标系中，如图乙所示．

(1)如果电源电动势用E表示，电源内阻用r表示，则1U关于R的表达式应为________(用E、r、R0表示).

(2)图乙是根据测量数据画出的图线．求出该图线的斜率k＝________V－1·Ω－1，图线与纵轴交点的纵坐标b＝________V－1.(结果保留两位有效数字)

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一．选择题（共1小题）

1．（2016•北京）某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是( )

A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器

B．一个伏特表和多个定值电阻

C．一个安培表和一个电阻箱

D．两个安培表和一个滑动变阻器

二．填空题（共1小题）

2．（2014•上海）在“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验中

（1）将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图（a）所示，图中未接导线的A端应接在 点（选填“B”、“ C”、“ D”或“E” )。

（2）实验得到的UI关系如图（b）中的直线Ⅰ所示，则电池组的电动势为 V，内电阻的阻值为 。

（3）为了测量定值电阻的阻值，应在图（a）中将“A”端重新连接到 点（选填：“B”、“ C”、“ D”或“E” )，所得到的UI的关系如图（b）中的直线Ⅱ所示，则定值电阻的阻值为 。

三．实验题（共13小题）

3．（2020•北京）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1)。其中R为电阻箱，电流表的内电阻约为0.1，电压表的内电阻约为3k。

（1）利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r，所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势E和内电阻r．若电流表内电阻用AR表示，请你用E、r和AR表示出E、r，并简要说明理由。

（2）某同学利用图象分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据（图甲：UIR，图乙：)UIR描点作图得到的UI图象；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的UI图象（没有电表内电阻影响的理想情况）。在图3中，对应图甲电路分析的UI图象是： ：对应图乙电路分析的UI图象是： 。 2 / 41 （3）综合上述分析，为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图1中的 （填“甲”或“乙” )。