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1、测定电源的电动势和内阻练习题 【基础达标】1在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A干电池E(电动势约为1.5 V、内电阻大约为1.0 )B电压表V(015 V)C电流表A(00.6 A、内阻0.1 )D电流表G(满偏电流3 mA、内阻Rg10 )E滑动变阻器R1(010 、10 A)F滑动变阻器R2(0100 、1 A)G定值电阻R3990 H开关、导线若干(1)为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_(填写“R1”或“R2”)；(2)请在线框内画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号；(3)如图所示为某一同学根据他设计的实验，绘出的I1I2图
2、线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，由图线可求得被测电池的电动势E_ V，内电阻r_ .【答案】(1)R1(2)电路图如图所示(3)1.47(1.461.48均对)0.83(0.810.85均对)【解析】从实验操作方便和安全角度出发，滑动变阻器选小阻值，大额定电流的R1；所给器材中电压表量程过大，不能选用，需要把电流表G与R3串联，被测量电源的内阻很小，电流表相对电源用外接法；图象与纵轴的截距为1.47 mA，为断路时通过G的电流断路电流乘以(R3Rg)等于1.47 V，为电源电动势；图线的斜率为电源内阻r0.83 .2某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时，发现里面除了
3、一节1.5 V的干电池外，还有一个方形的层叠电池为了测定层叠电池的电动势和内阻，实验室中提供了如下器材：A电流表A1(满偏电流10 mA，内阻10 )B电流表A2(00.6 A3 A，内阻未知)C滑动变阻器R0(0100 ，1.0 A)D定值电阻R(阻值990 )E开关S与导线若干(1)该同学根据现有的实验器材，设计了如图所示的电路请你按照电路图在图中完成实物连线(2)该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据，绘出如图所示的I1I2图线(I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数)，则由图线可以得到被测电池的电动势E_V，内阻r_.(保留两位有效数字)【答案】(1)实物连接如下图所示(2)
4、9.010【解析】由闭合电路的欧姆定律可得：E(I1103I2)rI1(10990)103，EI1103rI2rI1，其表达式中的I1103r非常小，表达式可近似处理为以下形式：I1EI2r，参照图24结合数学知识不难得出图象纵轴的截距大小为电源电动势，其斜率的绝对值表示内阻，延长图象与纵轴相交，得电动势E9.0 V；由图象可求得内阻为3两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R0以及电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，并根据数据分别描绘了如图（b）所示的
5、两条U-I直线，回答下列问题：（1）该同学首先用多用电表粗略测量电源的电压，电表指针和选择开关分别如图所示，则该电表读数为_V；（2）根据甲乙两同学描绘的直线，可知甲同学是根据电压表_（填“V1”或“V2”）和电 流表A的数据描绘的图线，可以测得_（填写物理量符号R0或E和r），计算结果为_；（3）甲、乙图线的交点表示滑动变阻器滑动触头恰好位于_（填：最左端、最右端或中间 ）。【答案】（1）1.50 （2）V1 E和r 电源电动势E=1.5V和电源内阻r=1.0（3）最左端 （每空2分）【解析】测量电压量程为2.5V，每小格读数为0.05V，电压读数为1.50V。甲同学描绘电源的路端电压与电流
6、关系，电压为V1示数，根据图线可以求电源的电动势和内阻，图线与纵轴截距大小为电动势，数值为1.50V，图线斜率大小为电源内阻，大小为1.0。甲乙图线的焦点表示两电压表读数相同，则滑动变阻器阻值为零，滑片应位于左端。【能力提升】1在“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、电建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U-I关系如图（b）中的直线所示，则电池组的电动势为_V，内电阻阻值为_。（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
7、_点（选填：“B”、“C”、“D”或“E”），所得到的U-I关系如图（b）中的直线所示，则定值电阻阻值为_。【答案】（1）C（2）2.8，2 （3）D，3【解析】（1）分析图（a），共有两个传感器其中一个已经串联在电路，说明为电流传感器，那么没有连接完整的就是电压传感器，测量路端电压，并联在电路中，所以a端接入C接线柱。（2）根据串并联电路路端电压和电流电动势关系可得 ，u=E-Ir,u-I图像与纵轴的柱。截距即电动势，所以E=2.8v，斜率即内阻即。（3）由于电压传感器左端已经接入电源负极，所以电压传感器右端接入C则电压表等于路端电压，无法测量定值电阻，又无法测量定值电阻电压，所以改而滑动变
8、阻器电压，接入D接线柱。此时，电压表示数u=E-I(r+R),u-I 图像斜率即，可得定值电阻阻值2用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组（电动势约为4.5V，内电阻约为1）的电动势和内电阻，除了待测电池组，电建，导线外，还有下列器材供选用；A电流表：量程0.6A，内电阻约为1B电流表：量程3A，内电阻约为0.2C电压表：量程3V，内电阻约为30kD电压表：量程6V，内电阻约为60kE滑动变阻器：0-1000，额定电流0.5AF滑动变阻器：0-20，额定电流2A为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_,电压表选用_，滑动变阻器选用_（均填仪器的字母代号）右图为正确选择仪器后，连好的部分
9、电路，为了使测量误差尽量小，还需要在电路中用导线将_和_相连、_和_相连、_和_相连（均填仪器上接线柱的字母代号）实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验，实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U；用图像法处理采集到数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标【答案】ADFad cg fh或UR（横纵坐标互换亦可）【解析】按仪器选择顺序，先选电表，电池电动势为4.5V，故电压表选择6V量程的D； 电路的最大电源不超过0.45A，故电流表选择0.6A量程的A即可； 因要求测量结果尽量准确，
10、为方便调节，变阻器选择20的F即可；为减小误差，电流表应采用内接法，同时注意电表的正、负接线柱，故可知导线应连接ad、fh、cg；换用电阻箱后，根据闭合电路欧姆定律有，变形后得到，故图像坐标可以为（横纵坐标互换亦可）3现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有：电流表 ，内阻为1.00；电压表V；阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5；开关S；一端连有鳄鱼夹P的导线1，其他导线若干。某同学设计的测量电路如图（a）所示。（1）按图（a）在实物图（b）中画出连线，并标出导线1和其P端。（2）测量时，改变鳄鱼夹P所夹的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路，记录对应的电压表的示数
11、U和电流表的示数I。 数据如下表所示。根据表中数据，在图（c）中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出U-I图线。（3）根据U-I图线求出电源的电动势E_V，内阻r_。【答案】 （1）略，见解；（2）略，见解析；（3）2.90（2.892.91之间均可），1.02（0.931.13之间均可）【解析】（1）根据题图（a）所示，按照电流流向，其实物连线如下图所示。（2）显然，坐标图中缺少了第3、5组数据对应的点，补上点后，按照描点作图的原则，作出其U-I图线如下图所示。（3）改变鳄鱼夹P所夹的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路，相对于将滑动变阻器采用限流式接法接入电路，改变滑片位置，
12、因此，将电流表和电源看作等效电源，电压表的读数即为路端电压，根据闭合电路欧姆定律有：UEI（rRA），所以U-I图象的纵截距即表示了电源的电动势，有：E2.90V（2.892.91V之间均可），图线斜率的绝对值即表示了电源的内阻与电流表内阻之和，有：（0.931.13之间均可）【终极闯关】1【2015安徽21II】某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材，一个满偏电流为100A，内阻为2500的表头，一个开关，两个电阻箱（0999.9）和若干导线；（1）由于表头量程偏小，该同学首先需要将表头改装成量程为50mA的电流表，则应将表头与电阻箱_（填“串联”或者“并联”），并将电阻
13、箱阻值调为_。（2）接着该同学用改装的电流表对电池的电动势和内阻进行测量，实验电路图如图1所示，通过改变电阻R测相应的电流I，并且作相关计算后一并记录如下表根据表中的数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画出 图线根据图线可得电池的电动势E是_V，内阻r是_。【答案】（1）并联 5.0 （2）如图所示 1.53 2.0【解析】（1）把小量程的电流表改装成大量程的电流表需并联小电阻，由并联的的特点，电压相等(I-Ig)R=IgRg，得R=5.0。（2）如图所示，由E=IR+I(r+RA)得IR=E-I(r+RA)，纵截距为电源的电动势E。，RA=5.0，得r=2.0。
14、2【2015江苏10】小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻（1）图中电流表的示数为_A（2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出U-I图线由图线求得：电动势E=_V，内阻r=_。（3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_。【答案】（1）0.44 （2）U-I图像见解析 1. 60 （1. 58 1. 62 都算对） 1.2（1.18 1.26 都算对） （3）干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大.【解析】 （1）由题目表格测量数据知
15、，电流表使用0.6A量程，所以读数为0.44A；（2）描点画图，如图所示；根据U=-Ir可得：电动势为E=1.6V；图线的斜率等于内阻r=1.2；（3）干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大.3【2014北京卷】利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。（1）应该选择的实验电路是图中的_（选项“甲”或“乙”）。（2）现有电流表（00.6A），开关和导线若干，以及以下器材：A.电压表（015V）B.电压表（03V）C.滑动变阻器（050）D.滑动变阻器（0500）实验中电压表应选用_，滑动变阻器应选用_（选填相应器材前的字母）。（3）某同学记录
16、的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线。（4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势E=_V，内电阻r=_ 。（5）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U以及干电池的输出功率P都会发生变化，图3的各示意图中正确反映PU关系的是_.【答案】（1）甲图 （2）B、C（3）如图所示 （4）1.5 0.83（5）C【解析】（1）干电池的内阻较小，电压表的分流作用可以忽略，可以用滑动变阻器中的电流来代替干路中的电流，所以选甲图电路。（注意：两种实验电路都存在系统误差，题图甲实际测量的电阻是电源内阻与电压表的并联电阻，而图
17、乙测量的电阻是电池内阻与电流表内阻之和）（2）一节干电池的电动势为1.5V，依据精确测量的原则，电压表应该选用B，电源的内阻较小，为了调节方便，滑动变阻器应该选C。（3）画线时第4个点的误差较大，将其舍去，其他点连成直线，就得到电源的U-I图线。（4）在（3）中图线中，U轴上的截距为该电源的电动势1.5V，图线的斜率为该电源的内阻（5）当滑动变阻器的阻值等于电源内阻时，电源的输出功率最大，即电源的输出功率随着U先变大再变小，A、B错误；输出功率与路端电压的关系可以表示为：，由数学知识可得C正确，D错误。4【2014新课标全国卷】利用如图所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待
18、测电源，电阻箱R（最大阻值999.9），电阻R0（阻值为3.0 ），电阻R1（阻值为3.0），电流表A（量程为200mA，内阻为RA=6.0），开关S。实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱对应的阻值R；以为纵坐标，R为横坐标，作图线（用直线拟合）；求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。 回答下列问题（1）分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则与R的关系式为_。（2）实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻 时电流表的示数如图（b）所示，读出数据，完成下表。答：_，_。（3）在图（c）的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k=_A
19、-1-1，截距b=_A-1。（4）根据图线求得电源电动势E=_V，内阻r=_。【答案】（1）（2）0.110 9.09（3）图线如下，b=6.0 （4）E=3v，r=1【解析】（1）电流表和电阻R1并联构成大量程电流表，电流表读数为I，根据RA=6，R1=3可得电路的总电流为3I，大量程电流表电阻为，电路总电阻为，电流，所以（2）根据图（b）可得电流表示数为110mA，所以（3）描点作图见答案，为一条倾斜的直线，根据图线可得斜率，截距b=6.0（4）根据可得解得E=3v，r=15 （2013浙江卷）采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻”。（1）除了选用照片中的部分器材外， 填选项（）A还需要电压表B还需要电流表C还需要学生电源D不在需要任何器材（2）测量所得数据如下用作图法求得电池的内阻r=_；（3）根据第5组所测得的实验数据，求得电流表内阻RA=_。【答案】 （1）A （2）如图所示，r=(0.750.10)（3）0.22【解析】（1）根据题中电路图可知，此实验需要电压表、电流表、电阻箱、干电池、电键等，缺少的是电压表。（2）题中表格数据描述的是电路中电源路端电压和干路电流的对应值，根据表格数据，描点，连线作出电源外特征曲线：U-I图像，图像的斜率物理意义即电源的内阻。（3）根据部分电路欧姆定律：U=I(R+RA),代入第5组数据，可得RA=0.22
